WO2017009285A1 - Bauelement und verfahren zur herstellung von bauelementen - Google Patents

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WO2017009285A1
WO2017009285A1 PCT/EP2016/066428 EP2016066428W WO2017009285A1 WO 2017009285 A1 WO2017009285 A1 WO 2017009285A1 EP 2016066428 W EP2016066428 W EP 2016066428W WO 2017009285 A1 WO2017009285 A1 WO 2017009285A1
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layer
semiconductor
carrier
component
layers
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PCT/EP2016/066428
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Christian LEIRER
Korbinian Perzlmaier
Anna Kasprzak-Zablocka
Berthold Hahn
Thomas Schwarz
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • Component and Method for Producing Components There is provided a component and a method for manufacturing a plurality of components.
  • Housing technologies are often much larger than the light-emitting surfaces of the components.
  • One task is to design a component with a low
  • the latter has a carrier and a semiconductor body arranged on the carrier.
  • the carrier has a the
  • the carrier is directly on the semiconductor body approximately in
  • Wafer composite produced at wafer level This means that the carrier is not produced in a production step separate from the semiconductor body, for example
  • Semiconductor body is attached, but is already applied during its manufacture on the semiconductor body.
  • the Semiconductor body has in particular a front side of the carrier facing away from the first semiconductor layer, one of
  • the active layer is preferred for generating or for detecting electromagnetic
  • the active layer is a pn junction formed as one layer or as a layer sequence of multiple layers.
  • Main extension surface of the semiconductor body is directed.
  • the vertical direction is the growth direction of the semiconductor layers of the semiconductor body.
  • a lateral direction is understood as meaning a direction which runs approximately parallel to the main extension surface of the semiconductor body.
  • the vertical direction and the lateral direction are transverse, approximately perpendicular to each other.
  • the carrier may be formed from a shaped body and a metal layer.
  • the metal layer is arranged approximately for electrical contacting of the semiconductor body.
  • Shaped body is preferably electrically insulating and formed of a plastic, for example of a polymer such as epoxy or silicone, of a resin or a printed circuit board material.
  • the shaped body is formed by applying the plastic to the semiconductor body.
  • the metal layer is adjacent in the lateral
  • the metal layer has a first subarea and a second subarea electrically separated from the first subarea.
  • the subregions of the metal layer may be in the
  • first subarea and the second subarea are
  • the first portion may be electrically separated from the second portion by the plastic of the molded body.
  • Both the shaped body and the metal layer with the subregions can be formed directly on the semiconductor body and can not be prefabricated separately from the semiconductor body and subsequently fixed to the semiconductor.
  • the entire carrier can thus directly on
  • the front side and the rear side of the carrier may each be formed at least in regions by surfaces of the shaped body.
  • the front side is partially formed by surfaces of the molded body and partially by surfaces of the first and / or the second portion.
  • the first portion and the second portion of the metal layer may be exposed and thus electrically contacted.
  • Metal layer with the portions may be formed so that the back of the carrier is free from a surface of the metal layer.
  • the back of the wearer can exclusively through a surface of the molding
  • Rear side of the carrier are partially formed by surfaces of the first and / or the second portion of the metal layer, so that the first portion and / or the second portion may be electrically contacted on the back.
  • the on the side surface or on the back of the carrier electrically contactable surfaces of the
  • Subareas also serve to heat the device.
  • the carrier has a side surface which runs perpendicular or obliquely to the rear side of the carrier.
  • the side surface of the carrier is designed as a mounting surface of the component.
  • the mounting surface of the component runs essentially parallel to the growth direction of the semiconductor layers of the semiconductor body.
  • the component can be set so that a main emission direction runs approximately parallel to the side surface of the carrier formed as the mounting surface of the component, so that the component is preferably used as a side emitter.
  • first and / or the second portion of the metal layer may be formed electrically contacted. It is also possible that about two or more first and / or two or more second portions of the metal layer on the
  • Side surface of the carrier are formed electrically contactable. About the formed as a mounting surface side surface, the device can be electrically contacted externally.
  • the component has a side surface which is approximately the
  • Side surface of the carrier comprises.
  • the side surface of the carrier formed as a mounting surface may be formed by surfaces of the molded body and the metal layer. there the first and / or the second subarea can be connected to the
  • the side surface of the carrier configured as a mounting surface can be formed exclusively by a surface of the metal layer.
  • the component can over the mounting surface and about additionally via another
  • At least one of the partial regions of the metal layer has
  • Separation traces are to be understood as specific traces, for example in the case of
  • the side face of the carrier designed as a mounting surface has a surface of the shaped body
  • the surface of the shaped body on the side face can likewise have singling tracks.
  • the first partial area and / or the second partial area as well as the shaped body can have separating tracks of the same type. This means that the separation traces of the subregions of the metal layer and of the shaped body have been formed approximately in the same separation process.
  • the entire side surface of the carrier designed as a mounting surface can be flat and approximately free of a step or free of a kink
  • this has a carrier and one arranged on the carrier
  • the carrier comprises a metal layer and a shaped body, such as a plastic
  • the metal layer contains a first partial region and a second partial region, wherein the first and the second partial region adjoin the shaped body in the lateral direction.
  • the subregions are associated with different electrical polarities of the device, in the vertical direction on the front of the carrier electrically
  • the subregions at the front of the carrier are not or not completely covered by the molded body and thus are at least partially free and can at the
  • Front side of the carrier approximately with a contact structure of the device for making electrical contact with the
  • the carrier has a side surface that is perpendicular or oblique to the back of the carrier. It is the
  • Side surface configured as a mounting surface of the device, wherein at least one of the partial regions is electrically contacted via the side surface.
  • Subregions of the metal layer also has separation marks approximately at the side surface. It is also possible for both the first and the second subarea to be designed to be electrically contactable on the side surface designed as a mounting surface. In this case, the subregions can each be arranged by a arranged on the side surface
  • the component on the side surface approximately on a circuit board mechanically fastened and electrically contacted.
  • the overall height of the component in this case is not the total height approximately from a vertical height of the carrier and a vertical height of the semiconductor body, but a lateral width of the device, which is directed approximately transversely, in particular perpendicular to the growth direction of the semiconductor body. The total height can therefore at the
  • the overall height of the component measured approximately along a direction perpendicular to the mounting surface, may be between 0.1 mm and 0.5 mm, preferably between 0.1 mm and 0.35 mm inclusive.
  • Such flat side emitters can be used, for example, as backlighting components in smartphones or tablets.
  • Component be made particularly large in relation to the overall surface of the device. Compared to
  • Component in plan view of the radiation exit surface a particularly small edge, for example made of a plastic, for example of a resin or printed circuit board material,
  • the shaped body can surround the semiconductor body approximately completely in lateral directions.
  • side surfaces of the semiconductor body may be partially or completely covered by the shaped body.
  • the semiconductor body has a support facing away from the carrier
  • Radiation passage area wherein the Radiation passage area in plan view of the carrier in lateral directions can be bordered at least partially by the molding plastic forming plastic.
  • the plastic may have an edge with a lateral width between 5 ym and 30 ym inclusive, approximately between 5 ym and 20 ym inclusive,
  • Shaped body on a lateral cross section which is larger than a lateral cross section of the semiconductor body.
  • the shaped body can be applied to the and possibly around the semiconductor body, so that the shaped body protrudes laterally beyond the semiconductor body in all lateral directions, so that the component has a peripheral edge around the semiconductor body in plan view of the carrier
  • Semiconductor body can be partially or completely covered by the plastic.
  • the first subregion and the second subregion are the same
  • Metal layer formed so that they are to identify their respective electrical polarity in terms
  • the portions associated with the various electrical polarities of the device may have different shapes or different sizes, such as on the side surface or on the back side of the carrier. Because of such discernible, especially visible from the outside differences can be different Subareas of the metal layer are uniquely associated with different electrical polarities of the device. This simplifies the electrical contacting of the component during its application.
  • this is designed as an optoelectronic component.
  • the component as an actuator (transmitter) or as a detector
  • the device is designed as a light-emitting diode (LED).
  • this has a stabilization layer between the carrier and the semiconductor body for mechanical stabilization.
  • the stabilization layer can be designed for electrical contacting of the semiconductor body, wherein at least one of the subregions of the metal layer with the other
  • the stabilization layer may comprise a first part-layer and a second part electrically separated from the first part-layer
  • Partial layer have.
  • the first partial layer may be electrically conductively connected to the first partial region and the second partial layer to the second partial region, or vice versa.
  • at least one of the partial layers for example the first partial layer, has a comb-like toothed structure.
  • Partial layer may extend in the lateral direction in the comb-like toothed structure, so that the
  • Component is mechanically reinforced or mechanically stabilized along all lateral directions.
  • both partial layers of the Stabilization layer each toothed a comb
  • Stabilization layer thereby has approximately interlocked comb or finger structures, the one
  • the latter has a converter layer on a surface of the semiconductor body facing away from the carrier.
  • the converter layer may contain a converter material which is suitable for converting electromagnetic radiation of a first peak wavelength into electromagnetic radiation of a second peak wavelength.
  • the active layer emits during operation of the device
  • a composite is provided, wherein the composite a
  • Semiconductor layer stack may include a plurality of
  • Epitaxy process are deposited on a growth substrate, in particular made of sapphire.
  • the semiconductor layer stack is thereby separable into a plurality of semiconductor bodies.
  • the semiconductor bodies may each comprise a first semiconductor layer, a second semiconductor layer and one in the vertical direction between the first and the second
  • the shaped-body composite can be produced by applying the plastic to the semiconductor layer stack, for example by means of a
  • Casting or by pressing the plastic on the semiconductor layer stack may be formed.
  • the plastic is a castable polymer, such as resin, epoxy or silicone, preferably by means of a
  • Casting method is applied to the semiconductor layer stack.
  • the molding is about a mold body.
  • a casting process is generally understood to mean a process by means of which a molding composition can be designed according to a predetermined shape and, if necessary, cured.
  • the term "casting method” includes molding, film assisted casting (film assisted casting)
  • the plastic may be a printed circuit board material, which is reinforced in particular with glass fibers, are pressed onto the semiconductor layer stack.
  • the castable polymer may also be filled with glass beads, such as silicon or titanium oxide. The glass balls can do this
  • the molding can be mechanically reinforced in addition. Also, a thermal
  • Glass balls are adjusted in terms of the expansion coefficient of the metal layer or the semiconductor body. According to at least one embodiment of the method, a plurality of contact layers on the
  • the contact layers are formed in such a way that they each have at least two adjacently arranged in plan view
  • contact layers after forming the molding composite applied to the semiconductor layer stack.
  • contact openings can be formed in the molding composite.
  • the composite may be singulated into a plurality of devices.
  • the contact layers at locations between the adjacently arranged semiconductor bodies can be approximately to
  • Components are severed. At the severed points, the contact layers or the subregions have singulation tracks.
  • the isolated components can each one
  • respective component has a shaped body and a
  • Molded body composite emerges.
  • the metal layer faces
  • the two subregions of the metal layer in particular result from different severed contact layers.
  • At least one of the Subareas of the metal layer may be formed electrically contactable on a side surface of the carrier approximately at a severed position of the associated contact layer. On the side surface of the carrier, the subregions may thus have singling tracks.
  • traces can be characteristic traces of a mechanical
  • Separation process such as a sawing, scratching or crushing process, or a chemical separation process, such as one
  • Both the shaped body and the partial areas of the metal layer can on side surfaces of the carrier or on
  • the metal layer of the carrier has at least a first subregion for electrical contacting of the first semiconductor layer and a second subregion for electrical contacting of the second semiconductor layer.
  • the metal layer may also have a plurality, for example two, of first partial regions and / or a plurality, approximately two, of second partial regions.
  • a layer is electrical on a side surface
  • this layer can be electrically connected via the side surface with about an external voltage source.
  • This layer may be on the side surface
  • the electrically conductive layer may comprise, for example, a noble metal, and in particular be formed as a solderable layer.
  • the electrically conductive layer can be applied to the side surface by means of a galvanic or electroless method or by an immersion method or a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering.
  • PVD physical vapor deposition
  • a plurality of stabilization layers is formed on the semiconductor layer stack prior to the formation of the molding composite and of the contact layers for mechanical stabilization of the components to be produced.
  • the plurality of stabilization layers by means of a
  • the stabilization layers may be structured, the stabilization layers being laterally spaced from one another
  • the stabilizing layers are each a nickel layer.
  • Each metal layer may have partial layers which are provided for electrical contacting of the associated semiconductor body.
  • the plastic is cast or pressed onto the semiconductor layer stack in order to form the molding composite.
  • contact openings can be formed in the molding composite, for example, by a mechanical milling process, a laser drilling or laser ablation process, or a sawing process. It is also possible to contact through the contact holes
  • Stabilizing layers can be used in the formation of Contact openings serve as stop layers.
  • the stabilization layers each have a vertical thickness which is greater than or equal to 10 ym.
  • the contact openings in the lateral direction are respectively formed in regions between the semiconductor bodies. The contact layers can in a subsequent
  • Process step are formed in the contact openings.
  • the contact layers are applied to the semiconductor layer stack, in particular into the semiconductor layer stack, by means of a galvanic method
  • the contact layers can be structured, for example, formed with the aid of a photoresist.
  • a contact layer it is also possible for a contact layer to be applied flat to the semiconductor layer stack and to be structured in a subsequent method step into a plurality of contact layers.
  • the contact layers are formed by deposition of copper.
  • the method described above is particularly suitable for the production of a device described here. in the
  • FIG. 1A shows a composite 200.
  • the composite 200 is a wafer composite.
  • the composite 200 has a semiconductor layer stack 20.
  • Semiconductor layer stack 20 is disposed on a substrate 70.
  • the substrate 70 is a
  • Growth substrate such as a sapphire substrate, wherein the
  • Epitaxy process is deposited in layers on the growth substrate.
  • the growth direction is in particular perpendicular to a main extension plane of the substrate 70 directed.
  • the semiconductor layer stack 20 has a first main area 201 facing the substrate 70 and a second main area 202 facing away from the substrate 70.
  • Semiconductor layer stack 20 has a first one
  • the first main surface 201 may be formed by a surface of the first semiconductor layer 21 and the second main surface 202 may be formed by a surface of the second semiconductor layer 22.
  • Semiconductor layer stack 20 is thus bounded approximately in the vertical direction by main surfaces 201 and 202.
  • a wiring structure 8 is formed.
  • the wiring structure 8 is in particular designed for electrical contacting of the semiconductor layer stack 20, wherein the wiring structure 8 may be electrically conductively connected to various semiconductor layers of the semiconductor layer stack 20 approximately directly or indirectly.
  • the wiring structure 8 can thereby
  • a further substructure of the wiring structure 8 may be formed in the form of a via which extends approximately from the second main surface 202 through the second semiconductor layer 22 and the active layer 23 for electrical contacting of the first semiconductor layer 21.
  • the wiring structure 8 may include a plurality of such vias.
  • the radiation exit surface 101 of the device 100 can thus be designed free of electrical contacts.
  • the composite 200 may include an isolation structure (not shown) configured to form substructures of the wiring structure 8 of various electrical
  • the insulating structure may extend into the semiconductor layer stack 2 and the via or the
  • Stabilization layer 3 is formed.
  • the wiring structure 8 is formed before forming the
  • Stabilization layer 3 is applied to the semiconductor layer stack 20, so that the wiring pattern 8 is disposed in the vertical direction between the semiconductor layer stack 20 and the stabilization layer 3.
  • Stabilizing layer 3 may comprise a metal, such as nickel.
  • the stabilization layer 3 is deposited by means of photo technology on the semiconductor layer stack 20, in which a photomask is used, the
  • Example can be formed by a patterned photoresist layer.
  • Stabilization layer 3 approximately structured on the
  • Wiring structure 8 be electrically conductively connected.
  • FIG. 1B shows a possible embodiment of the invention
  • the Stabilization layer 3 may include a first sub-layer 31 and one of the first sub-layer 31 as by a
  • Interspace 30 laterally spaced second sub-layer 32 have. Due to the spatial separation is the first
  • the first sub-layer 31 can over the
  • the second partial layer 32 may be electrically connected to the second semiconductor layer 22 via a further partial structure of the wiring structure 8.
  • the stabilization layer 3 shown in FIG. 1B has a comb or finger structure, in which the first sub-layer 31, approximately as shown in FIG. 1B, has two lateral protrusions and a recess arranged between the two lateral protrusions.
  • the second sub-layer 32 has a lateral projection which projects into the indentation of the first sub-layer 31 in the lateral direction
  • the partial layers 31 and 32 may each have a multiplicity of lateral projections and a plurality of projections arranged between the projections
  • Sublayers 31 and 32 continue to be associated with different electrical polarities of the device 100 to be manufactured.
  • Such a configuration of the stabilization layer 3 is particularly advantageous because the stabilization layer 3 on the one hand for the mechanical stabilization of the Semiconductor layer stack 20 and the device to be produced 100 contributes and on the other hand a risk of breakage with respect to a mechanical
  • manufactured component 100 thus has no mechanical weak point in the region of the gap 30, since the device to be produced 100 has no point in the region of the gap 30, not by the partial layers 31 and 32 or by the lateral projections of the partial layers 31 and / or 32 mechanically is supported. A risk of breakage of the finished device 100 is thereby largely reduced.
  • a plurality of such stabilization layers 3 may be formed on the semiconductor layer stack 20 (FIG. 1C).
  • the stabilization layers 3 with the sub-layers 31 and 32 are in particular in the lateral direction
  • Stabilization layers 3 formed on the semiconductor layer stack 20 so that they are each assigned to one of the components to be produced.
  • the semiconductor layer stack 20 can be divided into a plurality of semiconductor bodies 2
  • the stabilization layers 3 may each be assigned to a semiconductor body 2.
  • Stabilization layers 3 is formed.
  • the separation trench 60 can move in the vertical direction in the
  • the trench 60 may extend from the second main surface 202 to the first semiconductor layer 21 or to the first
  • Main area 201 extend.
  • the substrate 70 may be partially exposed in the region of the separation trench 60. Also, a plurality of such isolation trenches 60 in the
  • Semiconductor layer stack 20 are formed. After forming the separation trenches 60 of the
  • Subdivided semiconductor bodies 2 are divided, wherein the semiconductor body 2 through the separation trenches 60th
  • the semiconductor bodies 2 may pass through a layer, for example through the first semiconductor layer 21 or between the first and second semiconductor layers 21
  • Substrate 70 and the first semiconductor layer 21 arranged buffer layer are still connected to each other even after formation of the separation trenches.
  • a molding composite 50 is formed on the side of the second main surface 202 on the semiconductor layer stack 20.
  • the molding composite 50 can thereby
  • the plastic may be a pourable polymer, such as an epoxy resin or silicone, or a
  • PCB material for example, be FR4.
  • Printed circuit board material is preferably reinforced with glass fibers.
  • the plastic is a glass-epoxy material.
  • the composite body 50 is made of a
  • FIG. 1D illustrated that the separation trench 60 and the plurality of separation trenches 60 of the plastic of
  • Molded body composite 50 is filled. That is, the
  • Separation trenches 60 may be formed prior to forming the
  • Form stresses 50 be formed. Also, the respective gap 30 between the portions 31 and 32 of the stabilizing layer 3 can with the plastic of the
  • Form Eisenverbundes 50 be filled.
  • to be manufactured components 100 such as by a mechanical method, an etching method or by a
  • uncovered surface of the semiconductor layer stack 20 or the semiconductor body 2 can be used to increase the coupling or Auskoppeleffizienz of
  • This exposed surface may be the first major surface 201 or a surface of a
  • Buffer layer be.
  • the structured surface can be used as a radiation exit surface of the produced
  • Converter layer 7 on the side of the first main surface 201 are applied to the semiconductor layer stack 20.
  • the Converter layer 7 can also at a later time, for example immediately before the singulation of the composite 200 or after the separation of the composite 200 on the
  • the converter layer can also be designed as a ceramic converter
  • converter material may be embedded in a ceramic layer
  • a final passivation layer such as an electrically insulating layer, may be interposed in the vertical direction between the converter layer 7 and the semiconductor substrate
  • Semiconductor body 2 is arranged.
  • Molded body composite 50 produced This can be done by a
  • the contact opening 61 is formed so deep that about the
  • Stabilization layer 3 in the contact opening 61 is partially exposed.
  • the contact opening 61 is formed so wide approximately in the region of a separating trench 60 that, in particular, two adjacent stabilizing layers 3 are exposed in a same contact opening 61.
  • partial layers 31 and / or 32 of different stabilization layers 3 are exposed in the same contact opening 61.
  • the contact opening 61 may be cylindrical, blunt-conical or even in the form of a slot along vertical edges of the components 100 to be produced
  • a contact layer 40 made of a metal such as copper is formed in the contact opening 61.
  • the contact layer 40 is formed such that it is in electrical contact with the stabilization layer 3 or with the stabilization layers 3.
  • the contact opening 61 can be filled with the contact layer 40.
  • the contact layer 40 is preferably by means of a
  • a seed layer may be previously deposited by sputtering, steaming, wet-chemical metal nucleation or another method in the area of the contact opening 61 on the shaped body composite 50 or on the stabilization layers 3
  • a photoresist layer may also be applied to the shaped body composite 50, namely at locations which are not to be covered by the contact layer 40.
  • Such a backside metallization serves, in particular, as a backside thermal substance of the product to be produced
  • Component 100 Also a plurality of such
  • Contact layers 40 may be on the molding composite 50th and / or in areas of the contact openings 61 are formed.
  • the composite 200 will be separated into a plurality of components 100, in particular along the separation trenches 60 and / or along the contact openings 61.
  • the contact layer 40 or the plurality of contact layers 40 can be severed at locations between the adjacent semiconductor bodies 2 or between the adjacent components 100 to be produced. Due to the severing of the contact layers 40, the device 100 to be produced may have cut-through surfaces of the contact layer 40 on the side surface thereof. About the severed surface of the contact layer 40, the finished device 100 may be approximately at the
  • Side surface 10 are contacted externally electrically.
  • the side surface 10 of the finished component 100 can thus be configured as a mounting surface.
  • the severed contact layers 40 in particular form subregions 41 and 42 of a metal layer 4 of the finished component
  • the device 100 is formed externally electrically contactable about its side surface.
  • the finished component 100 can be electrically contacted at its side surface without further processing steps.
  • the composite can be severed by the composite body 50, for example by means of a sawing process. In this case, a saw blade as thin as possible should be used, whereby as little as possible is lost from the semiconductor body 2.
  • the contact layer 40 or the plurality of contact layers 40 can in particular be used to form a solderable surface be refined, in particular by training a
  • Protective layer or a solderable layer which preferably comprises nickel, tin, copper, titanium, palladium, platinum, silver and / or gold.
  • solderable layer which preferably comprises nickel, tin, copper, titanium, palladium, platinum, silver and / or gold.
  • the solderable layer may also be a SnAgCu layer (SAC solder), AuSn, CuAgNi layer or a pure Ag, Cu or Au layer.
  • the protective layer or the solderable layer can by means of a galvanic or electroless method or by means of an immersion method on the
  • the solderable layer is an ENEPIG layer (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold).
  • the composite 200 may be singulated in two steps, wherein the protective layer or the solderable layer is formed after a first step, such as after the contact layer 40 or the plurality of contact layers 40 are severed into a plurality of subregions, and the composite 200 in FIG a second step after the formation of the protective layer or the solderable layer is separated into a plurality of components 100.
  • Figures 1F to 1H are further embodiments of a method for producing a plurality of
  • FIG. 1F a plurality of contact openings 61 are formed approximately in the regions of the separation trenches 60, wherein the respective ones of the two contact openings 61 in FIG
  • the contact openings 61 are each filled or deposited to form a contact layer 40 with an electrically conductive material.
  • the finished components 100 each have two first partial regions 41 and two second partial regions 42.
  • the partial regions 41 and 42 are respectively arranged on opposite edges of the carrier 1 of the manufactured component 100.
  • the first portion 41 and the second portion 42 are on
  • FIG. 1G essentially corresponds to that described in FIG. 1F
  • the composite 200 has a plurality of separation trenches 60
  • the contact opening 61 may be formed such that about four adjacent stabilization layers 3 in one
  • a common contact layer 40 formed in the common contact opening can thus have overlaps with four
  • the composite 200 may include a plurality of such common contact openings 61 and common contact layers 40.
  • Contact opening 61 for forming the contact layer 40 with an electrically conductive material is coated and not filled.
  • resulting contact layer 40 replicates a contour of the contact opening 61.
  • This contour may be U-shaped, as shown in the figure IE.
  • the contact layer 40 within the contact opening 61 has a comparatively thin vertical thickness, so that the contact layer 40 can be cut through in a simplified manner during singulation.
  • the partial regions 41 and 42 of the metal layer 4 of the carrier 1 which are formed during the singulation of the contact layers 40 each have, in a plan view of a rear side 102 of the component 100, a shape which simulates a part of the shape of the contact opening 61.
  • FIG. 1H shows a curved shape of FIG. 1
  • the curved shape is approximately part of an ellipse or a circle.
  • FIGS. 2A to 2F show schematically different
  • Embodiments for forming contact layers 40 prior to singulation of the composite 200 Embodiments for forming contact layers 40 prior to singulation of the composite 200.
  • Rectangles shown by dotted lines represent the components 100 to be produced, the semiconductor bodies 2 of which are arranged by a plurality of isolation trenches 60 approximately in a plurality of columns and rows.
  • the separation trenches 60 can be filled with a material of the molding composite 50.
  • the contact layers 40 are configured as strips or as islands, each of which connects two semiconductor bodies 2 arranged next to one another. This means that the contact layers 40 in plan view cover at least two adjacently arranged semiconductor bodies 2. there For example, a separation trench 60 between the two semiconductor bodies or between two semiconductor body rows or columns from an associated contact layer 40 may be complete or
  • the partial regions 41 and 42 arise, for example, when the contact layers 40 are severed, for example in the regions of the isolation trenches 60.
  • Contact layers 40 are formed with respect to the semiconductor body 2 as a double strip, each connecting two adjacent semiconductor body 2, while the dividing trench 60 arranged between them only partially cover. In contrast to FIG. 1, such contact layers 40 can have a significantly smaller width. Thus, the contact layers 40 in the areas of
  • Dividing trenches 60 are severed in a simple manner.
  • Each of the semiconductor bodies 2 in FIG. 2B is two
  • each divider trench 60 overlaps at least one
  • Separation trenches 60 wherein the separation trench 60 or the plurality of separation trenches 60 without overlap with the
  • the contact layers 40 are each formed in the form of an island on the composite 200.
  • the contact layers 40 can each couple in pairs two semiconductor bodies 2 arranged next to one another or two components 100 to be produced next to one another.
  • Semiconductor body 2 overlaps with four different
  • the contact layers 40 shown in FIG. 2B are structured in this way
  • the components 100 can each have a Metal layer 4 of four sections 41 and 42, wherein the four sections of four different
  • the contact layers 40 shown in FIG. 2D are arranged so that, as in FIG. 2C, they connect only two adjacent semiconductor bodies 2.
  • the contact layers 40 cover in plan view in each case corners of the components 100 to be produced, so that the
  • the contact layers 40 formed as islands are arranged to be respectively in
  • Top view four adjacent semiconductor body 2 of the four components to be produced 100 cover or connect.
  • the contact layers 40 cover the corners of the associated semiconductor bodies 2 in plan view.
  • all the corners, in this case four, of the respective semiconductor body 2 are four
  • the individual components 100 may each comprise four different partial regions 41 and / or 42 of four different contact layers 40, the different partial regions being electrically contactable at one corner or edge and at the same time at two adjacent side surfaces of the associated component 100 ,
  • the contact layers 40 are arranged so that the components 100 after the separation of a
  • Metal layer 4 with portions 41 and / or 42, wherein the portions of different electrical
  • Polarities have different shape, such as in size or geometry.
  • various associated electrical polarities of the subregions 41 and 42 on side surfaces 10 of the components 100 to be produced can be identifiable, for example, based on the different shapes of the subregions 41 and 42.
  • the contact layers 40 may be formed such that the subregions of the resulting partial regions after the singulation
  • Feature such as a visible on side surfaces or backs of the components 100 to be manufactured shape, differ from each other.
  • the contact layers 40 may also be formed so thick that the resulting after singulation devices 100 both at the side surfaces 10 and at the
  • Rear sides 102 are electrically contacted.
  • Component be designed. It is also possible that the contact layers 40 are formed in the vertical direction only so thick that the back sides 102 of the
  • the contact openings 60 can be only partially filled or partially coated.
  • the contact layers 40 can only be formed within the contact openings 61. That is, the side surfaces of the contact openings 61 may be only partially coated with one of the contact layers 40.
  • Form body composite 50 in at least two separate steps, wherein between the two separate steps, the contact layers 40 are formed.
  • the separation trenches 60 can be filled in a first method step, for example, to form the molding composite 50. If necessary, in a subsequent
  • the contact openings 61 is opened, whereupon the contact layers 40 at least in the areas of
  • the plastic can be additionally applied so that the contact layers 40 that are completely covered in plan view of the molding composite 50.
  • FIG. 3A to 4C show different views
  • the component 100 has a semiconductor body 2 and a carrier 1.
  • the semiconductor body 2 emerges in particular from the semiconductor layer stack 20.
  • the carrier 1 is formed from a shaped body 5 and a metal layer 4 with a first portion 41 and a second portion 42.
  • the molded body 5 emerges from the molded body composite 50 during singulation.
  • the partial regions 41 and 42 are for electrical contacting of the semiconductor body 2 provided and go in particular in the singling from two different contact layers 40, the two different contact layers 40 in plan view a common stabilization layer 3 overlap areas and in the common
  • Stabilization layer 3 are laterally spaced from each other. It is not excluded that the two different contact layers 40 outside the common
  • Stabilization layer 3 approximately at a lateral edge of the composite 200, are interconnected.
  • the portions 41 and 42 and the contact layers 40 may be made of a same material, such as a metal such as copper, or from
  • the carrier has a side surface 10, at which the first portion 41 and / or the second portion 42 is electrically contacted.
  • first subregion 41 and / or the second subregion 42 be covered in regions or completely by a further metallization.
  • This metallization can be used as a protective layer or to form a
  • Soldering surface on the side surface 10 may be formed.
  • the carrier 1 has a front side 11 facing the semiconductor body 2 and a rear side 12 facing away from the semiconductor body 2.
  • a rear side 102 of the component 100 comprises the rear side 12 of the carrier 1
  • Front 11 and / or the back 12 may be partially formed by a surface of the molded body 5 and partially by a surface of the metal layer 4. Is the back 12 partially through a surface of the Metal layer 4 is formed, the device 100 can be electrically contacted via the back 12.
  • the lateral surface 10 is partially defined by a surface of the molded body 5 and partially by a surface of the first partial region 41 as well
  • the component 100 can thus be electrically conductively connected to an external voltage source.
  • the side surface 10 is a mounting surface of the component 100
  • the molded body 5 may also have singling tracks on the side surface 10.
  • the component 100 may have another side surface 10
  • the further side surface of the component 100 only has surfaces of the partial regions 41 or 42 of the same electrical polarity. For example, one such
  • Side surface 10 surfaces of a first portion 41 and is free from a surface of a second portion 42, or vice versa. Also, the further side surface 10 may be formed exclusively by a surface of a portion 41 or 42. In Figure 3A, the portions 41 and 42 extend in the vertical direction from the back 12 to the front 11 of the carrier. It is also possible that the back 12 is free of surfaces of the first and / or the second portion of the metal layer 4 is.
  • a stabilizing layer 3 is arranged, which has approximately a first partial layer 31 and a second partial layer 32 which is electrically separate from the first partial layer 31.
  • the stabilizing layer 3 has a vertical thickness which is in particular between 5 ym and 30 ym inclusive, approximately between 5 ym and 20 ym inclusive. In particular, the vertical thickness of the stabilization layer 3 is greater than or equal to 10 ym.
  • the stabilization layer 3 can be used both with the
  • the wiring structure 8 can be partial structures
  • Stabilization layer 3 and the second portion 42 of the metal layer 4 may be electrically connected.
  • the first semiconductor layer 21 with the first sublayer 31 of the stabilization layer 3 and the first subregion 41 of FIG Metal layer 4 to be electrically connected.
  • Such a further substructure can be approximately in the form of a
  • Through hole 81 ( Figures 3B and 3E) may be formed, wherein the via 81 may extend at least from the second main surface 202 of the semiconductor body 2 through the second semiconductor layer 22 and the active layer 23 in the first semiconductor layer 21.
  • Wiring structure 8 may be a plurality of such
  • the component 100 according to FIG. 3A has a converter layer 7, which can be arranged approximately on the side of the first main surface 201, which is formed for example as a radiation passage area of the component 100.
  • the converter layer 7 may comprise a converter material which is suitable, for example, for the electromagnetic radiation generated by the active layer 23 of a first
  • the device 100 has a
  • Radiation exit surface 101 which is approximately formed by a surface of the converter layer 7, the radiation generated by the active layer and / or that of the
  • Converter layer 7 converted radiation from the device 100 coupled.
  • the radiation passage area 201 and / or the radiation exit area 101 may be structured.
  • the device 100 has a vertical height H, wherein the vertical height H can be at least 300 ym, at least 1 mm or a few millimeters.
  • FIG. 3B shows the component 100 on its component
  • Radiation exit surface 101 in plan view.
  • the device 100 may have an edge R having a lateral width approximately between 5 ym and 30 ym inclusive.
  • the edge R may be formed by a material of the molded body 5 and may be the semiconductor body 2 in lateral directions
  • the component 100 in particular the carrier 1, may have outwardly or inwardly arched corners, at which the portions 41 or 42 of the metal layer 4 are electrically contactable.
  • arranged portion 41 or 42 may be in the
  • At least one side surface 10 of the carrier 1 or the component 100 may be formed as a mounting surface of the component, wherein both a first portion 41 and a second portion 42 of the metal layer 4 may be electrically contacted on this side surface 10.
  • the converter layer 7 is not shown. If a converter layer 7 is formed on the radiation exit surface 101 or on the radiation passage surface 201, the edge R can be partially or completely covered by the converter layer 7.
  • the component 100 is designed in particular as a side emitter (sidelooker).
  • a total height of the building element 100 is thus not given by the vertical height H of the component 100, but by a lateral width B.
  • the lateral width B is a lateral width of the building element 100.
  • Width B can be chosen almost arbitrarily, since the width B is set only at the separation.
  • the total height B can be between 0.1 mm and 0.5 mm, between about including 0.15 mm or 2 mm and 0.5 mm or between 0.1 mm and 0.3 mm inclusive.
  • the device 100 has a length L extending along a lateral direction and may be between 0.1 mm and 1.5 mm inclusive, approximately between 0.5 mm and 1.5 mm inclusive. In comparison with FIG. 3A, the component in FIG. 3B is tilted by approximately 90 degrees.
  • the vertical height H is not shown in FIG. 3B.
  • the vertical height H can be between 0.3 mm and 1.5 mm or larger.
  • FIG. 3C shows the rear side 102 of the component 100 produced approximately in FIGS. 3A and 3B.
  • the rear side 102 may have surfaces of the partial regions 41 and 42 of the metal layer 4.
  • the component 100 can thus be electrically contacted both on the side surface 10 and on the rear side 102.
  • the device 100 has two first
  • the partial regions 41 and 42 are arranged in particular at the corners of the component 100. In the vertical direction, the portions 41 and 42 may each cover a vertical edge of the device 100.
  • Such an embodiment of the rear side 102 can be achieved, for example, by arranging the contact layers 40 according to FIGS. 2E and 2F.
  • FIG. 3C shows a stabilizing layer 3 with the partial layers 31 and 32 in the molded body 5, the configuration of the stabilizing layer 3 described in FIG. 3C substantially corresponding to the embodiment shown in FIG. 1B.
  • the device 100 has a connection layer 82, which is formed in particular as part of the wiring structure 8.
  • About the Subsequent layer 82 may be the second sub-layer 32 having the second semiconductor layer 22 of the semiconductor body 2
  • FIG. 3D shows a further embodiment of the stabilization layer 3, in which the intermediate space 30-unlike in FIG. 3C-does not extend along the entire width B or the entire height B, but along the entire lateral length L.
  • FIG. 3E schematically shows a further exemplary embodiment of a component 100. This
  • Embodiment corresponds substantially to the embodiment shown in Figure 3A.
  • the portions 41 and 42 do not extend over the entire vertical height of the carrier 1, but only partially from the front 11 of the carrier 1 in
  • the partial areas 41 and / or 42 may each extend over at least 20%, at least 30% or at least 50% or at least 70% of the vertical height of the carrier 1. Furthermore, that shown in FIG. 3E
  • Radiation passage area 201 structured.
  • Wiring structure 8 may be an electrically conductive
  • Layer 80 one or a plurality of vias 81 and a terminal layer 82 have.
  • the electrically conductive layer 80 is in particular between the
  • the electrically conductive layer 80 comprises a metal and is in particular as a radiation-reflecting layer.
  • the electrically conductive layer 80 adjoins the semiconductor body 2.
  • the stabilization layer 3 may be designed to be radiation-reflecting.
  • the insulation structure 9 may extend in regions into the semiconductor body 2 and is in particular for the electrical separation between the sub-layers 31 and 32 of the stabilization layer 3 and for the electrical separation between the via 81 and the second
  • the semiconductor body 2 can be completely covered by this part of the molded body 5 in the lateral directions. In plan view, this part of the shaped body can form an edge R, in particular a peripheral edge R around the semiconductor body (FIG. 3B).
  • the side surfaces of the semiconductor body 2 may be partially or completely covered by this part of the molded body 5. It is conceivable that further layers are arranged in the lateral direction between the side surfaces of the semiconductor body 2 and the shaped body 5. It is possible that the molded body 5 is formed contiguous. Unlike the figure 3E, the insulating layer 9, the side surfaces of the
  • Cover semiconductor body 2 at least partially.
  • FIGS. 4A to 4C show various exemplary embodiments of a component in schematic 3D views.
  • FIG. 4A The exemplary embodiment illustrated in FIG. 4A
  • the partial regions 41 and 42 are in particular predominantly in the immediate vicinity of the corners or edges of the component 100
  • the partial regions 41 and 42 are formed over a comparatively larger area of the side surface 10. In particular, at least 20%,
  • Side surface 10 may be formed by surfaces of the portions 41 and 42.
  • the carrier 1 may have a further side surface 10, which is formed approximately exclusively by a surface of the first or the second subregion of the metal layer 4.
  • Such a component can be produced, for example, by a method according to FIG. 2A.
  • Such a device 100 has a particularly high mechanical stability.
  • the exemplary embodiment for a component 100 illustrated in FIG. 4B essentially corresponds to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 4A.
  • the rear side 12 of the carrier 1 is free from a surface of the first or the second portion of the metal layer 4. In other words, the first portion 41 and the second portion 42 do not extend over the entire
  • the back 12 of the carrier 1 can be formed exclusively by a surface of the shaped body 5.
  • the exemplary embodiment for a component 100 shown in FIG. 4C essentially corresponds to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 4B.
  • the device 100 may have at least one or at least two or exactly two or exactly three side surfaces 10 which are free from surfaces of the portions 41 and 42 of the
  • Metal layer 4 are. Also, the device 100 so
  • the device 100 may have four, approximately exactly four, side surfaces 10. It is also possible for the component 100 to have a single partial region 41 and a single partial region 42.
  • the partial regions 41 and 42 may be completely surrounded by an electrically insulating material, for example by the plastic of the molded body 5, except for the mounting surface 10 and the front side 11 of the carrier 1, so that the partial regions 41 and 42 are protected against environmental influences
  • the component can be dispensed with, making the components cost can be produced.
  • the vertical height H of the component does not contribute to the overall height B of the component, so that the vertical height H can be set comparatively thick, as a result of which the component is designed to be particularly mechanically stable and robust during its manufacture and after its completion is.
  • the shaped body composite 50 or the shaped body 5 can also be made sufficiently thick so that the composite 200 is designed to be particularly stable, as a result of which, for example, the substrate 70 can be separated from the composite 200 in a simplified manner.
  • the overall height B of the component can also be adjusted even when separating the composite 200, whereby a particularly low overall height B can be achieved, whereby the device 100 is designed to be particularly thin.
  • Such a device 100 also has a radiation-emitting surface whose width corresponds approximately to the overall height B.

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Abstract

Es wird ein Bauelement (100) mit einem Träger (1) und einem auf dem Träger angeordneten Halbleiterkörper (2) angegeben, bei dem der Träger eine Metallschicht (4) und einen Formkörper (5) aus einem Kunststoff umfasst, wobei die Metallschicht einen ersten Teilbereich (41) und einen zweiten Teilbereich (42) enthält, welche verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugehörig und so zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers eingerichtet sind. Der Träger weist eine Seitenfläche (10) auf, die als Montagefläche des Bauelements ausgestaltet ist, wobei zumindest einer der Teilbereiche (41, 42) über die Seitenfläche elektrisch kontaktierbar ist und Vereinzelungsspuren aufweist. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl solcher Bauelemente angegeben.

Description

Beschreibung
Bauelement und Verfahren zur Herstellung von Bauelementen Es werden ein Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen angegeben.
Für Hinterleuchtungsanwendungen werden Bauelemente mit besonders geringen Bauhöhen benötigt. Herkömmliche
Bauelemente mit geringen Bauhöhen leiden oft unter mangelnder mechanischer Stabilität oder sind schlecht realisierbar, da die Außenmaße der Bauelemente bei gängigen
Gehäusetechnologien häufig viel größer als lichtemittierende Oberflächen der Bauelemente sind.
Eine Aufgabe ist es, ein Bauelement mit einer geringen
Bauhöhe und einer hohen mechanischen Stabilität anzugeben. Des Weiteren ist es eine weitere Aufgabe, ein vereinfachtes und zugleich kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen anzugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten Halbleiterkörper auf. Der Träger weist eine dem
Halbleiterkörper zugewandte Vorderseite und eine dem
Halbleiterkörper abgewandte Rückseite auf. Insbesondere ist der Träger unmittelbar am Halbleiterkörper etwa im
Waferverbund auf Waferebene hergestellt. Das bedeutet, dass der Träger etwa nicht in einem vom dem Halbleiterkörper separaten Produktionsschritt hergestellt wird und zum
Beispiel mittels einer Verbindungsschicht an dem
Halbleiterkörper befestigt wird, sondern bereits bei dessen Herstellung auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird. Der Halbleiterkörper weist insbesondere eine der Vorderseite des Trägers abgewandte erste Halbleiterschicht, eine der
Vorderseite des Trägers zugewandte zweite Halbleiterschicht und eine in vertikaler Richtung zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht auf. Im Betrieb des Bauelements ist die aktive Schicht bevorzugt zur Erzeugung oder zur Detektion von elektromagnetischen
Strahlungen eingerichtet. Zum Beispiel ist die aktive Schicht eine pn-Übergangszone, die als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge mehrerer Schichten ausgebildet ist.
Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung
verstanden, die insbesondere senkrecht zu einer
Haupterstreckungsfläche des Halbleiterkörpers gerichtet ist. Insbesondere ist die vertikale Richtung die Wachstumsrichtung der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers. Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die etwa parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Halbleiterkörpers verläuft. Insbesondere sind die vertikale Richtung und die laterale Richtung quer, etwa senkrecht zueinander gerichtet.
Der Träger kann aus einem Formkörper und einer Metallschicht gebildet sein. Die Metallschicht ist etwa zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers eingerichtet. Der
Formkörper ist bevorzugt elektrisch isolierend und etwa aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem Polymer wie Epoxid oder Silikon, aus einem Harz oder einem Leiterplattenmaterial gebildet. Insbesondere ist der Formkörper durch Aufbringen des Kunststoffes auf den Halbleiterkörper ausgebildet.
Beispielsweise grenzt die Metallschicht in der lateralen
Richtung an den Formkörper an. Es ist auch möglich, dass die Metallschicht in lateralen Richtungen etwa bereichsweise von dem Formkörper vollumfänglich umgeben ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Metallschicht einen ersten Teilbereich und einen von dem ersten Teilbereich elektrisch getrennten zweiten Teilbereich auf. Die Teilbereiche der Metallschicht können in der
lateralen Richtung an den Formkörper angrenzen oder zumindest teilweise von dem Formkörper umgeben sein. Insbesondere sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich
verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugeordnet. Der erste Teilbereich kann durch den Kunststoff des Formkörpers von dem zweiten Teilbereich elektrisch getrennt sein. Insbesondere ist der erste Teilbereich der Metallschicht zur elektrischen Kontaktierung der ersten
Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers und der zweite
Teilbereich zur elektrischen Kontaktierung der zweiten
Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers eingerichtet, oder umgekehrt. Sowohl der Formkörper als auch die Metallschicht mit den Teilbereichen können unmittelbar am Halbleiterkörper ausgebildet und etwa nicht getrennt von dem Halbleiterkörper vorgefertigt und anschließend mit dem Halbleiter befestigt sein. Der gesamte Träger kann somit unmittelbar am
Halbleiterkörper hergestellt sein.
Die Vorderseite und die Rückseite des Trägers können jeweils zumindest bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers gebildet sein. Insbesondere ist die Vorderseite bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers und bereichsweise durch Oberflächen des ersten und/oder des zweiten Teilbereiches gebildet. An der Vorderseite des Trägers können der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich der Metallschicht freiliegend und somit elektrisch kontaktierbar sein. Die
Metallschicht mit den Teilbereichen kann so ausgebildet sein, dass die Rückseite des Trägers frei von einer Oberfläche der Metallschicht ist. Die Rückseite des Trägers kann ausschließlich durch eine Oberfläche des Formkörpers
ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die
Rückseite des Trägers bereichsweise durch Oberflächen des ersten und/oder des zweiten Teilbereiches der Metallschicht ausgebildet sind, so dass der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich an der Rückseite elektrisch kontaktierbar sein können. Die an der Seitenfläche oder an der Rückseite des Trägers elektrisch kontaktierbaren Oberflächen der
Teilbereiche dienen außerdem zur Entwärmung des Bauelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Träger eine Seitenfläche auf, die senkrecht oder schräg zu der Rückseite des Trägers verläuft. Insbesondere ist die Seitenfläche des Trägers als Montagefläche des Bauelements ausgestaltet. Die Montagefläche des Bauelements verläuft in diesem Fall im Wesentlichen parallel zu der Aufwachsrichtung der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers. Das Bauelement kann so eingestellt sein, dass eine Hauptabstrahlrichtung etwa parallel zu der als Montagefläche des Bauelements ausgebildeten Seitenfläche des Trägers verläuft, so dass das Bauelement bevorzugt als Seitenstrahler (englisch:
sidelooker) ausgebildet ist. An der Seitenfläche kann der erste und/oder der zweite Teilbereich der Metallschicht elektrisch kontaktierbar ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass etwa zwei oder mehrere erste und/oder zwei oder mehrere zweite Teilbereiche der Metallschicht an der
Seitenfläche des Trägers elektrisch kontaktierbar ausgebildet sind. Über die als Montagefläche ausgebildete Seitenfläche kann das Bauelement extern elektrisch kontaktiert werden. Das Bauelement weist eine Seitenfläche auf, die etwa die
Seitenfläche des Trägers umfasst. Die als Montagefläche ausgebildete Seitenfläche des Trägers kann durch Oberflächen des Formkörpers und der Metallschicht ausgebildet sein. Dabei kann der erste und/oder der zweite Teilbereich mit dem
Formkörper bündig abschließen. Es ist auch möglich, dass die als Montagefläche ausgestaltete Seitenfläche des Trägers ausschließlich durch eine Oberfläche der Metallschicht ausgebildet ist. In diesem Fall kann das Bauelement über die Montagefläche und etwa zusätzlich über eine weitere
Seitenfläche oder zusätzlich über die Rückseite des Trägers mit einer externen Spannungsquelle elektrisch kontaktiert werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist zumindest einer der Teilbereiche der Metallschicht
Vereinzelungsspuren auf. Unter Vereinzelungsspuren sind spezifische Spuren zu verstehen, die etwa bei der
Vereinzelung eines Verbunds in eine Mehrzahl von Bauelementen entstanden sind. Weist die als Montagefläche ausgebildete Seitenfläche des Trägers eine Oberfläche des Formkörpers auf, kann die Oberfläche des Formkörpers an der Seitenfläche ebenfalls Vereinzelungsspuren aufweisen. Insbesondere können der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich sowie der Formkörper Vereinzelungsspuren gleicher Art aufweisen. Das heißt, dass die Vereinzelungsspuren der Teilbereiche der Metallschicht und des Formkörpers etwa bei einem gleichen Trennprozess entstanden sind. Die gesamte als Montagefläche ausgebildete Seitenfläche des Trägers kann dabei eben und etwa frei von einer Stufe oder frei von einem Knick
ausgebildet sein.
In zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten
Halbleiterkörper auf. Der Träger umfasst eine Metallschicht und einen Formkörper, der etwa aus einem Kunststoff
ausgebildet ist, wobei der Träger eine dem Halbleiterkörper zugewandte Vorderseite und eine dem Halbleiterkörper
abgewandte Rückseite aufweist, die jeweils zumindest
bereichsweise durch eine Oberfläche des Formkörpers gebildet sind. Die Metallschicht enthält einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich, wobei der erste und der zweite Teilbereich in der lateralen Richtung an den Formkörper angrenzen. Die Teilbereiche sind verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugehörig, in der vertikalen Richtung an der Vorderseite des Trägers elektrisch
kontaktierbar und so zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterkörpers eingerichtet. Mit anderen Worten sind die Teilbereiche an der Vorderseite des Trägers etwa nicht oder nicht vollständig durch den Formkörper abgedeckt und liegen somit zumindest bereichsweise frei und können an der
Vorderseite des Trägers etwa mit einer Kontaktstruktur des Bauelements zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterkörpers elektrisch leitend verbunden werden. Der Träger weist eine Seitenfläche auf, die senkrecht oder schräg zu der Rückseite des Trägers verläuft. Dabei ist die
Seitenfläche als Montagefläche des Bauelements ausgestaltet, wobei zumindest einer der Teilbereiche über die Seitenfläche elektrisch kontaktierbar ist. Der zumindest eine der
Teilbereiche der Metallschicht weist außerdem etwa an der Seitenfläche Vereinzelungsspuren auf. Es ist auch möglich, dass sowohl der erste als auch der zweite Teilbereich auf der als Montagefläche ausgebildeten Seitenfläche elektrisch kontaktierbar ausgebildet sind. Dabei können die Teilbereiche jeweils durch eine auf der Seitenfläche angeordnete
elektrisch leitfähige Schutzschicht oder Lötschicht bedeckt sein.
Bei einer solchen Ausgestaltung des Bauelements kann das Bauelement an der Seitenfläche etwa an einer Leiterplatte mechanisch befestigt und elektrisch kontaktiert werden. Die Gesamtbauhöhe des Bauelements ist in diesem Fall nicht die Gesamthöhe etwa aus einer vertikalen Höhe des Trägers und einer vertikalen Höhe des Halbleiterkörpers, sondern eine laterale Breite des Bauelements, die etwa quer, insbesondere senkrecht zu der Aufwachsrichtung des Halbleiterkörpers gerichtet ist. Die Gesamtbauhöhe kann deshalb bei der
Herstellung des Bauelements vereinfacht eingestellt werden, da die laterale Dimension im Gegensatz zur vertikalen
Dimension des Bauelements etwa erst bei einem
Vereinzelungsprozess festgelegt wird. Insbesondere kann die Gesamtbauhöhe des Bauelements, die etwa entlang einer zu der Montagefläche senkrecht gerichteten Richtung gemessen wird, zwischen einschließlich 0,1 mm und 0,5 mm, bevorzugt zwischen einschließlich 0,1 mm und 0,35 mm betragen. Solche flache Seitenstrahler können etwa als Hinterleuchtungsbauteile in Smartphones oder Tabletts Anwendung finden.
Durch die Ausgestaltung des Bauelements als Seitenstrahler kann ein Anteil einer Strahlungsaustrittsfläche des
Bauelements in Bezug auf die Gesamtoberfläche des Bauelements besonders groß ausgestaltet werden. Im Vergleich zu
herkömmlichen Bauelementen kann das hier beschriebene
Bauelement in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche einen besonders geringen Rand etwa aus einem Kunststoff, zum Beispiel aus einem Harz oder Leiterplattenmaterial,
aufweisen. Dabei kann der Formkörper den Halbleiterkörper in lateralen Richtungen etwa vollumfänglich umgeben. Dabei können Seitenflächen des Halbleiterkörpers teilweise oder vollständig von dem Formkörper bedeckt sein.
Der Halbleiterkörper weist eine dem Träger abgewandte
Strahlungsdurchtrittsfläche auf, wobei die Strahlungsdurchtrittsflache in Draufsicht auf den Träger in lateralen Richtungen zumindest bereichsweise von dem den Formkörper bildenden Kunststoff umrandet sein kann. In
Draufsicht auf den Träger kann der Kunststoff einen Rand mit einer lateralen Breite zwischen einschließlich 5 ym und 30 ym, etwa zwischen einschließlich 5 ym und 20 ym,
beispielsweise zwischen einschließlich 5 ym und 15 ym
aufweisen. Dieser Rand kann die Strahlungsdurchtrittsfläche vollumfänglich umlaufen. In solchen Fällen weist der
Formkörper einen lateralen Querschnitt auf, der größer ist als ein lateraler Querschnitt des Halbleiterkörpers. Der Formkörper kann dabei so auf den und gegebenenfalls um den Halbleiterkörper aufgebracht sein, sodass der Formkörper in allen lateralen Richtungen seitlich über den Halbleiterkörper hinausragt, so dass das Bauelement in Draufsicht auf den Träger einen umlaufenden Rand um den Halbleiterkörper
aufweist, wobei der Rand aus dem den Formkörper bildenden Kunststoff gebildet ist. Die Seitenflächen des
Halbleiterkörpers können dabei teilweise oder vollständig von dem Kunststoff bedeckt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich der
Metallschicht so ausgebildet, dass sie sich zur Kennzeichnung deren jeweiliger elektrischer Polarität hinsichtlich
zumindest eines Merkmals, etwa hinsichtlich deren Geometrie oder deren Größendimension, voneinander erkennbar
unterscheiden. Zum Beispiel können die Teilbereiche, die den verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugehörig sind, verschiedene Formen oder verschiedene Größen etwa auf der Seitenfläche oder auf der Rückseite des Trägers aufweisen. Aufgrund solcher erkennbarer, insbesondere von außen sichtbarer Unterschiede können verschiedene Teilbereiche der Metallschicht verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements eindeutig zugeordnet werden. Dies vereinfacht die elektrische Kontaktierung des Bauelements bei dessen Anwendung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist dieses als ein optoelektronisches Bauteil ausgebildet. Dabei kann das Bauteil als Aktor (Sender) oder als Detektor
(Empfänger) oder als Kombination aus zumindest einem Aktor und zumindest einem Detektor (Optokoppler) ausgebildet sein. Insbesondere ist das Bauelement als eine Licht emittierende Diode (LED) ausgestaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Stabilierungsschicht zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper zur mechanischen Stabilisierung auf. Die Stabilierungsschicht kann zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers eingerichtet sein, wobei zumindest einer der Teilbereiche der Metallschicht mit der weiteren
Metallschicht elektrisch leitend verbunden ist. Insbesondere kann die Stabilierungsschicht eine erste Teilschicht und eine von der ersten Teilschicht elektrisch getrennte zweite
Teilschicht aufweisen. Dabei kann die erste Teilschicht mit dem ersten Teilbereich und die zweite Teilschicht mit dem zweiten Teilbereich elektrisch leitend verbunden sein, oder umgekehrt. Bevorzugt weist zumindest eine der Teilschichten, etwa die erste Teilschicht, eine kammartig gezahnte Struktur auf. Die andere der Teilschichten, etwa die zweite
Teilschicht, kann sich in der lateralen Richtung in die kammartig gezahnte Struktur erstrecken, so dass das
Bauelement entlang aller lateralen Richtungen mechanisch verstärkt beziehungsweise mechanisch stabilisiert ist.
Insbesondere können beide Teilschichten der Stabilisierungsschicht jeweils eine kammartig gezahnte
Struktur aufweisen, wobei die Strukturen der Teilschichten ineinander verzahnt, jedoch räumlich beabstandet und dadurch voneinander elektrisch getrennt sind. Die
Stabilierungsschicht weist dadurch etwa ineinander verzahnte Kamm- beziehungsweise Finger-Strukturen auf, die eine
Bruchgefahr etwa bei einer Biegebelastung auf das Bauelement reduzieren. Im Vergleich mit herkömmlichen Seitenstrahlern kann somit die Bruchgefahr durch Biegung oder Verspannung (Warpage-Problem) deutlich reduziert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Konverterschicht auf einer dem Träger abgewandten Oberfläche des Halbleiterkörpers auf. Die Konverterschicht kann ein Konvertermaterial enthalten, welches dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung einer ersten Peak- Wellenlänge in elektromagnetische Strahlung einer zweiten Peak-Wellenlänge umzuwandeln. Insbesondere emittiert die aktive Schicht im Betrieb des Bauelements eine
elektromagnetische Strahlung mit der ersten Peak-Wellenlänge, wobei die erste Peak-Wellenlänge kleiner ist als die zweite von der Konverterschicht umgewandelte Peak-Wellenlänge.
In zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur
Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen wird ein Verbund bereitgestellt, wobei der Verbund einen
Halbleiterschichtenstapel und einen auf dem
Halbleiterschichtenstapel angeordneten zusammenhängenden Formkörperverbund aus einem Kunststoff aufweist. Der
Halbleiterschichtenstapel kann eine Mehrzahl von
Halbleiterschichten aufweisen, die etwa mittels eines
Epitaxie-Verfahrens auf ein Aufwachssubstrat insbesondere aus Saphir abgeschieden sind. Der Halbleiterschichtenstapel ist dabei in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern zertrennbar. Die Halbleiterkörper können jeweils eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine in der vertikalen Richtung zwischen der ersten und der zweiten
Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht aufweisen. Der Formkörperverbund kann durch Aufbringen des Kunststoffes auf den Halbleiterschichtenstapel, etwa mittels eines
Gießverfahrens oder mittels Aufpressen des Kunststoffes auf den Halbleiterschichtenstapel, ausgebildet sein.
Zum Beispiel ist der Kunststoff ein gießbares Polymer, etwa Harz, Epoxid oder Silikon, das bevorzugt mittels eines
Gießverfahrens auf den Halbleiterschichtenstapel aufgebracht wird. In diesem Fall ist der Formkörper etwa ein Moldkörper. Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet werden kann. Insbesondere umfasst der Begriff „Gießverfahren" Gießen (molding) , Folien assistiertes Gießen (film assisted
molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding) . Alternativ kann der Kunststoff ein Leiterplattenmaterial sein, das insbesondere mit Glasfasern verstärkt ist, auf den Halbleiterschichtenstapel aufgepresst werden. Auch das gießbare Polymer kann mit Glaskugeln, etwa mit Silizium- oder Titanoxid, befüllt sein. Die Glaskugeln können dabei
verschiedene Korngrößen aufweisen. Aufgrund der Glasfaser und/oder der Glaskugeln kann der Formkörper mechanisch zusätzlich verstärkt werden. Auch kann ein thermischer
Ausdehnungskoeffizient des Formkörpers durch Zugabe von
Glaskugeln im Hinblick auf den Ausdehnungskoeffizienten der Metallschicht beziehungsweise des Halbleiterkörpers angepasst werden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Mehrzahl von Kontaktschichten auf dem
Halbleiterschichtenstapel zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterkörper ausgebildet. Die Kontaktschichten werden insbesondere derart ausgebildet, dass sie in Draufsicht jeweils mit mindestens zwei benachbart angeordneten
Halbleiterkörpern überlappen. Bevorzugt werden die
Kontaktschichten nach dem Ausbilden des Formkörperverbunds auf den Halbleiterschichtenstapel aufgebracht. Dabei können Kontaktöffnungen in dem Formkörperverbund ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, zunächst die Kontaktschichten auszubilden und der Formkörperverbund in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf den Halbleiterschichtenstapel
aufzubringen. Nach dem Ausbilden der Kontaktschichten kann der Verbund in eine Mehrzahl von Bauelementen vereinzelt werden. Dabei können die Kontaktschichten an Stellen zwischen den benachbart angeordneten Halbleiterkörpern etwa zu
Teilbereichen der Metallschicht der herzustellenden
Bauelemente durchtrennt werden. An den durchtrennten Stellen weisen die Kontaktschichten beziehungsweise die Teilbereiche Vereinzelungsspuren auf.
Die vereinzelten Bauelemente können jeweils einen
Halbleiterkörper und einen Träger aufweisen, wobei die
Halbleiterkörper der Bauelemente etwa aus dem
Halbleiterschichtenstapel hervorgehen. Der Träger des
jeweiligen Bauelements weist einen Formkörper und eine
Metallschicht auf, wobei der Formkörper etwa aus dem
Formkörperverbund hervorgeht. Die Metallschicht weist
insbesondere zwei Teilbereiche zur elektrischen Kontaktierung des zugehörigen Halbleiterkörpers auf. Die zwei Teilbereiche der Metallschicht gehen insbesondere aus verschiedenen durchtrennten Kontaktschichten hervor. Zumindest einer der Teilbereiche der Metallschicht kann etwa an einer durchtrennten Stelle der zugehörigen Kontaktschicht auf einer Seitenfläche des Trägers elektrisch kontaktierbar ausgebildet sein. An der Seitenfläche des Trägers können die Teilbereiche somit Vereinzelungsspuren aufweisen. Dabei sind
Vereinzelungsspuren etwa Spuren an der Seitenfläche des
Trägers verstanden, die bei der Vereinzelung des Verbunds in die Mehrzahl von Bauelementen entstanden sind. Solche Spuren können charakteristische Spuren eines mechanischen
Trennprozesses, etwa eines Säge-, Ritz- oder Brechprozesses, oder eines chemischen Trennprozesses, etwa eines
Ätzprozesses, oder eines Lasertrennprozesses sein. Sowohl der Formkörper als auch die Teilbereiche der Metallschicht können auf Seitenflächen des Trägers beziehungsweise auf
Seitenflächen des Bauelements Vereinzelungsspuren,
insbesondere charakteristische Trennspuren eines
entsprechenden Trennprozesses, aufweisen.
Insbesondere weist die Metallschicht des Trägers zumindest einen ersten Teilbereich zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht und einen zweiten Teilbereich zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht auf. Auch kann die Metallschicht eine Mehrzahl, etwa zwei, von ersten Teilbereichen und/oder eine Mehrzahl, etwa zwei, von zweiten Teilbereichen aufweisen.
Eine Schicht ist an einer Seitenfläche elektrisch
kontaktierbar, wenn diese Schicht über die Seitenfläche etwa mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden werden kann. Diese Schicht kann auf der Seitenfläche
zumindest bereichsweise freiliegen oder von einer elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt sein. Die elektrisch leitfähige Schicht kann etwa ein Edelmetall aufweisen und insbesondere als eine lötfähige Schicht ausgebildet sein. Die elektrisch leitfähige Schicht kann mittels eines galvanischen oder stromlosen Verfahrens oder mittels eines Immersion-Verfahrens oder eines physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahrens (PVD) wie Sputterns auf die Seitenfläche aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur mechanischen Stabilisierung der herzustellenden Bauelemente eine Mehrzahl von Stabilisierungsschichten vor dem Ausbilden des Formkörperverbunds sowie der Kontaktschichten auf dem Halbleiterschichtenstapel ausgebildet. Bevorzugt wird die Mehrzahl von Stabilisierungsschichten mittels eines
galvanischen Verfahrens insbesondere strukturiert auf den Halbleiterschichtenstapel abgeschieden. Nach dem Aufbringen können die Stabilierungsschichten strukturiert vorliegen, wobei die Stabilierungsschichten voneinander lateral
beabstandet und insbesondere jeweils einen Halbleiterkörper und somit einen herzustellendem Bauelement zugeordnet sein. Insbesondere sind die Stabilierungsschichten jeweils eine Nickel-Schicht. Jede Metallschicht kann dabei Teilschichten aufweisen, die zur elektrischen Kontaktierung des zugehörigen Halbleiterkörpers vorgesehen sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements wird der Kunststoff zur Ausbildung des Formkörperverbunds auf den Halbleiterschichtenstapel vergossen oder verpresst. Zur zumindest teilweisen Freilegung der Stabilierungsschichten können Kontaktöffnungen in den Formkörperverbund etwa durch einen mechanischen Fräsprozess, einen Laserbohrungs- oder Laserablationsprozess oder einen Sägeprozess gebildet werden. Es ist auch möglich, die Kontaktöffnungen durch
trockenchemische Ätzprozesse auszubilden. Die
Stabilierungsschichten können bei der Ausbildung der Kontaktöffnungen als Stoppschichten dienen. Insbesondere weisen die Stabilierungsschichten jeweils eine vertikale Dicke auf, die größer oder gleich 10 ym ist. Insbesondere werden die Kontaktöffnungen in der lateralen Richtung jeweils in Bereichen zwischen den Halbleiterkörpern ausgebildet. Die Kontaktschichten können in einem nachfolgenden
Verfahrensschritt in den Kontaktöffnungen ausgebildet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Kontaktschichten mittels eines galvanischen Verfahrens auf den Halbleiterschichtenstapel, insbesondere in den
Bereichen der Kontaktöffnungen, aufgebracht. Dabei kann zunächst eine Startschicht für die anschließende Galvanik auf den Halbleiterschichtenstapel etwa mittels Sputterns,
Dampfens oder durch nasschemische Metall-Bekeimung, etwa
Palladium-Bekeimung, aufgebracht werden. Die Kontaktschichten können dabei strukturiert, etwa mit Hilfe eines Fotolacks ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass eine Kontaktschicht flächig auf den Halbleiterschichtenstapel aufgebracht wird und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt in eine Mehrzahl von Kontaktschichten strukturiert wird.
Insbesondere werden die Kontaktschichten durch Abscheidung von Kupfer ausgebildet. Das oben beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Bauelements besonders geeignet. Im
Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und
umgekehrt .
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und
Weiterbildungen des Verfahrens sowie des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 5F erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Figuren 1A bis 1H verschiedene Verfahrensstadien eines
Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur
Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen in schematischen Schnittansichten,
Figuren 2A bis 2F verschiedene Ausführungsbeispiele für das
Ausbilden von Kontaktschichten vor der Vereinzelung des Verbunds in eine Mehrzahl von Bauelementen in schematischen Schnittansichten, und
Figuren 3A bis 4C verschiedene Ausführungsbeispiele für ein
Bauelement in schematischen Schnittansichten.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur
Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden.
In Figur 1A ist ein Verbund 200 dargestellt. Insbesondere ist der Verbund 200 ein Waferverbund . Der Verbund 200 weist einen Halbleiterschichtenstapel 20 auf. Der
Halbleiterschichtenstapel 20 ist auf einem Substrat 70 angeordnet. Insbesondere ist das Substrat 70 ein
Aufwachssubstrat , etwa ein Saphirsubstrat, wobei der
Halbleiterschichtenstapel 20 insbesondere mittels eines
Epitaxie-Verfahrens schichtenweise auf das Aufwachssubstrat abgeschieden wird. Die Aufwachsrichtung ist insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Substrats 70 gerichtet. Der Halbleiterschichtenstapel 20 weist eine dem Substrat 70 zugewandte erste Hauptfläche 201 und eine dem Substrat 70 abgewandte zweite Hauptfläche 202 auf. Der
Halbleiterschichtenstapel 20 weist eine erste
Halbleiterschicht 21, eine zweite Halbleiterschicht 22 und eine zwischen den Halbleiterschichten angeordnete aktive Schicht 23 auf. Insbesondere kann die erste Hauptfläche 201 durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 21 und die zweite Hauptfläche 202 durch eine Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 22 gebildet sein. Der
Halbleiterschichtenstapel 20 ist somit etwa in der vertikalen Richtung durch die Hauptflächen 201 und 202 begrenzt.
Auf Seiten der zweiten Hauptfläche 202 des
Halbleiterschichtenstapels wird eine Verdrahtungsstruktur 8 ausgebildet. Die Verdrahtungsstruktur 8 ist insbesondere zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterschichtenstapels 20 eingerichtet, wobei die Verdrahtungsstruktur 8 etwa direkt oder indirekt mit verschiedenen Halbleiterschichten des Halbleiterschichtenstapels 20 elektrisch leitend verbunden sein können. Die Verdrahtungsstruktur 8 kann dabei
voneinander elektrisch getrennte Teilstrukturen aufweisen (hier nicht dargestellt), die jeweils mit einer der
Halbleiterschichten 21 und 22 elektrisch leitend verbunden sind. Insbesondere grenzt eine Teilstruktur der
Verdrahtungsstruktur 8 an die zweite Halbleiterschicht 22 an und ist dadurch mit dieser Schicht elektrisch leitend
verbunden. Eine weitere Teilstruktur der Verdrahtungsstruktur 8 kann in Form einer Durchkontaktierung ausgebildet sein, die sich etwa von der zweiten Hauptfläche 202 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 hindurch zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 erstreckt. Zur gleichmäßigen Bestromung der ersten Halbleiterschicht 21 kann die Verdrahtungsstruktur 8 eine Mehrzahl von solchen Durchkontaktierungen aufweisen. Die Strahlungsaustrittsfläche 101 des Bauelements 100 kann somit frei von elektrischen Kontakten gestaltet werden.
Der Verbund 200 kann eine Isolierungsstruktur aufweisen (hier nicht dargestellt) , die dazu eingerichtet ist, Teilstrukturen der Verdrahtungsstruktur 8 verschiedener elektrischer
Polaritäten voneinander elektrisch zu trennen. Auch kann sich die Isolierungsstruktur in den Halbleiterschichtenstapel 2 hinein erstrecken und die Durchkontaktierung oder die
Durchkontaktierungen von der zweiten Halbleiterschicht 22 und von der aktiven Schicht 23 elektrisch zu trennen. Auf Seiten der zweiten Hauptfläche 202 wird eine
Stabilisierungsschicht 3 ausgebildet. Insbesondere wird die Verdrahtungsstruktur 8 vor dem Ausbilden der
Stabilisierungsschicht 3 auf den Halbleiterschichtenstapel 20 aufgebracht, so dass die Verdrahtungsstruktur 8 in der vertikalen Richtung zwischen dem Halbleiterschichtenstapel 20 und der Stabilisierungsschicht 3 angeordnet ist. Die
Stabilisierungsschicht 3 kann ein Metall, etwa Nickel, aufweisen. Insbesondere wird die Stabilisierungsschicht 3 mittels Fototechnik auf den Halbleiterschichtenstapel 20 abgeschieden, bei der eine Fotomaske benutzt wird, die zum
Beispiel durch eine strukturierte Fotolackschicht ausgebildet werden kann. Mittels der Fotomaske kann die
Stabilisierungsschicht 3 etwa strukturiert auf den
Halbleiterschichtenstapel 20 aufgebracht werden. Insbesondere kann die Stabilisierungsschicht 3 mit der
Verdrahtungsstruktur 8 elektrisch leitend verbunden sein. Figur 1B zeigt eine mögliche Ausgestaltung der
Stabilisierungsschicht 3 auf der Verdrahtungsstruktur 8. Die Stabilisierungsschicht 3 kann eine erste Teilschicht 31 und eine von der ersten Teilschicht 31 etwa durch einen
Zwischenraum 30 lateral beabstandete zweite Teilschicht 32 aufweisen. Durch die räumliche Trennung ist die erste
Teilschicht 31 von der zweiten Teilschicht 32 elektrisch getrennt. Die erste Teilschicht 31 kann über die
Verdrahtungsstruktur 8, etwa über eine als Durchkontaktierung ausgebildete Teilstruktur der Verdrahtungsstruktur 8, mit der ersten Halbleiterschicht 21 elektrisch verbunden sein. Die zweite Teilschicht 32 kann über eine weitere Teilstruktur der Verdrahtungsstruktur 8 mit der zweiten Halbleiterschicht 22 elektrisch verbunden sein. Die in der Figur 1B dargestellte Stabilisierungsschicht 3 weist eine Kamm- beziehungsweise Finger-Struktur auf, bei der die erste Teilschicht 31, etwa wie in der Figur 1B dargestellt, zwei laterale Vorsprünge und eine zwischen den zwei lateralen Vorsprüngen angeordnete Einbuchtung aufweist. Die zweite Teilschicht 32 weist einen lateralen Vorsprung auf, der sich in der lateralen Richtung in die Einbuchtung der ersten Teilschicht 31 hinein
erstreckt.
Abweichend von der Figur 1B können die Teilschichten 31 und 32 jeweils eine Mehrzahl von lateralen Vorsprüngen und eine Mehrzahl von zwischen den Vorsprüngen angeordneten
Einbuchtungen aufweisen. Durch die kammartig ausgestalteten Strukturen der Teilschichten 31 und 32, die in der lateralen Richtung ineinander verzahnt sind, ohne dabei einen
elektrischen Kontakt zueinander zu bilden, können die
Teilschichten 31 und 32 weiterhin verschiedenen elektrischen Polaritäten des herzustellenden Bauelements 100 zugeordnet sein. Eine solche Ausgestaltung der Stabilisierungsschicht 3 ist besonders vorteilhaft, da die Stabilisierungsschicht 3 einerseits zur mechanischen Stabilisierung des Halbleiterschichtenstapels 20 beziehungsweise des herzustellenden Bauelements 100 beiträgt und andererseits eine Bruchgefahr hinsichtlich einer mechanischen
Biegebelastung etwa auf dem Halbleiterschichtenstapel 20 oder auf das herzustellende Bauelement 100 reduziert. Das
herzustellende Bauelement 100 weist somit keine mechanische Schwachstelle im Bereich des Zwischenraums 30 auf, da das herzustellende Bauelement 100 keine Stelle im Bereich des Zwischenraums 30 aufweist, die nicht durch die Teilschichten 31 und 32 beziehungsweise durch die lateralen Vorsprünge der Teilschichten 31 und/oder 32 mechanisch unterstützt ist. Ein Bruchrisiko des fertiggestellten Bauelements 100 wird dadurch weitgehend reduziert.
Auf dem Halbleiterschichtenstapel 20 kann eine Mehrzahl von solchen Stabilisierungsschichten 3 ausgebildet sein (Figur IC) . Die Stabilisierungsschichten 3 mit den Teilschichten 31 und 32 sind in der lateralen Richtung insbesondere
voneinander räumlich beabstandet. Insbesondere sind die
Stabilisierungsschichten 3 auf dem Halbleiterschichtenstapel 20 so ausgebildet, dass sie jeweils einem der herzustellenden Bauelemente zugeordnet sind. Der Halbleiterschichtenstapel 20 kann dabei in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern 2
zertrennbar sein, wobei die Halbleiterkörper 2 jeweils einem der herzustellenden Bauelemente 100 zugehörig sein können. Somit können die Stabilisierungsschichten 3 jeweils einem Halbleiterkörper 2 zugeordnet sein.
In der Figur IC wird dargestellt, dass ein Trenngraben 60 in der lateralen Richtung etwa zwischen zwei benachbarten
Stabilisierungsschichten 3 ausgebildet wird. Der Trenngraben 60 kann sich in der vertikalen Richtung in den
Halbleiterschichtenstapel 20 hinein erstrecken. Insbesondere kann sich der Graben 60 von der zweiten Hauptfläche 202 bis zur ersten Halbleiterschicht 21 oder bis zur ersten
Hauptfläche 201 erstrecken. Das Substrat 70 kann im Bereich des Trenngrabens 60 bereichsweise freigelegt sein. Auch kann eine Mehrzahl von solchen Trenngräben 60 in dem
Halbleiterschichtenstapel 20 ausgebildet werden. Nach dem Ausbilden der Trenngräben 60 wird der
Halbleiterschichtenstapel 20 in eine Mehrzahl von
nebeneinander angeordneten Halbleiterkörpern 2 unterteilt, wobei die Halbleiterkörper 2 durch die Trenngräben 60
voneinander räumlich beabstandet sind. Es ist auch denkbar, dass die Halbleiterkörper 2 durch eine Schicht, etwa durch die erste Halbleiterschicht 21 oder eine zwischen dem
Substrat 70 und der ersten Halbleiterschicht 21 angeordnete Pufferschicht auch nach Ausbildung der Trenngräben noch miteinander verbunden sind.
Es wird in der Figur 1D ein Formkörperverbund 50 auf Seiten der zweiten Hauptfläche 202 auf dem Halbleiterschichtenstapel 20 ausgebildet. Der Formkörperverbund 50 kann dabei
zusammenhängend ausgebildet sein. Insbesondere wird der
Formkörperverbund durch Aufbringen eines Kunststoffes, etwa mittels eines Gieß-Verfahrens oder mittels Aufpressens etwa mittels Heißpressens, auf den Halbleiterschichtenstapel 20 aufgebracht. Der Kunststoff kann dabei ein gießbares Polymer, etwa ein Epoxid-Harz oder Silikon, oder ein
Leiterplattenmaterial, zum Beispiel FR4 sein. Das
Leiterplattenmaterial ist bevorzugt mit Glasfasern verstärkt. Insbesondere ist der Kunststoff ein Glas-Epoxid-Wertstoff . Zum Beispiel ist der Formkörperverbund 50 aus einem mit
Glasfasern verstärkten Leiterplattenmaterial oder aus einem mit Glaskugeln gefüllten Harz gebildet. Die Glaskugeln können verschiedene Größen aufweisen. In der Figur 1D wird dargestellt, dass der Trenngraben 60 beziehungsweise die Mehrzahl von Trenngräben 60 von dem Kunststoff des
Formkörperverbunds 50 aufgefüllt wird. Das heißt, die
Trenngräben 60 können vor dem Ausbilden des
Formkörperverbunds 50 ausgebildet sein. Auch der jeweilige Zwischenraum 30 zwischen den Teilbereichen 31 und 32 der Stabilisierungsschicht 3 kann mit dem Kunststoff des
Formkörperverbundes 50 befüllt sein. Durch die Auffüllung der Trenngräben 60 können Seitenflächen der Halbleiterkörper 2 - je nach Tiefe der Trenngräben - teilweise oder vollständig von dem Kunststoff beziehungsweise von dem Formkörperverbund 50 bedeckt sein.
In einem weiteren Verfahrensschritt, insbesondere nach dem Aufbringen der Stabilisierungsschicht 3 und/oder des
Formkörperverbunds 50 kann das Substrat 70 von dem
Halbleiterschichtenstapel 20 und somit von den
herzustellenden Bauelementen 100 etwa durch ein mechanisches Verfahren, ein Ätzverfahren oder durch ein
Laserabhebeverfahren entfernt werden. Eine dadurch
freigelegte Oberfläche des Halbleiterschichtenstapels 20 beziehungsweise der Halbleiterkörper 2 kann zur Erhöhung der Einkoppel- beziehungsweise Auskoppeleffizienz des
herzustellenden Bauelements 100 aufgeraut beziehungsweise strukturiert werden. Diese freigelegte Oberfläche kann die erste Hauptfläche 201 oder eine Oberfläche einer
Pufferschicht sein. Die strukturierte Oberfläche kann dabei als eine Strahlungsaustrittsfläche des herzustellenden
Bauelements dienen.
Nach dem Entfernen des Substrats 70 kann eine
Konverterschicht 7 auf Seiten der ersten Hauptfläche 201 auf den Halbleiterschichtenstapel 20 aufgebracht werden. Die Konverterschicht 7 kann auch zu einem späteren Zeitpunkt, etwa unmittelbar vor der Vereinzelung des Verbunds 200 oder nach der Vereinzelung des Verbunds 200 auf der
Strahlungsaustrittsfläche des jeweiligen Bauelements
ausgebildet werden. Für das Aufbringen der Konverterschicht auf die Strahlungsaustrittsfläche eignen sich verschiedene Methoden wie Sedimentation, „Dam & Fill", Beschichten wie Sprühbeschichtung (spray coating) oder EPD (electrophoretic deposition) und so weiter. Auch kann die Konverterschicht als Keramik-Konverter ausgebildet sein. Das Konvertermaterial kann zum Beispiel in eine Keramikschicht eingebettet werden. Es ist auch möglich, dass eine Abschlusspassivierungsschicht, etwa eine elektrisch isolierende Schicht, in der vertikalen Richtung zwischen der Konverterschicht 7 und dem
Halbleiterschichtenstapel 20 beziehungsweise dem
Halbleiterkörper 2 angeordnet ist.
Es wird in der Figur IE zumindest eine Kontaktöffnung 61 oder eine Mehrzahl von Kontaktöffnungen 61 in dem
Formkörperverbund 50 erzeugt. Dies kann durch einen
mechanischen Fräsprozess, einen Laserablationsprozess , einen Sägeprozess oder einen Ätzprozess, etwa einen
trockenchemischen Ätzprozess, erfolgen. Insbesondere wird die Kontaktöffnung 61 so tief ausgebildet, dass etwa die
Stabilisierungsschicht 3 in der Kontaktöffnung 61 teilweise freigelegt wird. Bevorzugt wird die Kontaktöffnung 61 etwa im Bereich eines Trenngrabens 60 so breit ausgebildet, dass insbesondere zwei benachbarte Stabilisierungsschichten 3 in einer selben Kontaktöffnung 61 freigelegt werden. Zum
Beispiel werden Teilschichten 31 und/oder 32 verschiedener Stabilisierungsschichten 3 in derselben Kontaktöffnung 61 freigelegt. Die Kontaktöffnung 61 kann dabei zylindrisch, stumpf-kegelig oder auch in Form eines Langlochs entlang vertikaler Kanten der herzustellenden Bauelemente 100
ausgebildet sein. Auch eine Mehrzahl von solchen
Kontaktöffnungen 61 kann in dem Formkörperverbund 50
ausgebildet werden.
In der Kontaktöffnung 61 wird eine Kontaktschicht 40 aus einem Metall, etwa Kupfer, ausgebildet. Die Kontaktschicht 40 wird so ausgebildet, dass diese in einem elektrischen Kontakt mit der Stabilisierungsschicht 3 beziehungsweise mit den Stabilisierungsschichten 3 steht. Die Kontaktöffnung 61 kann dabei mit der Kontaktschicht 40 aufgefüllt sein. Bevorzugt wird die Kontaktschicht 40 jedoch mittels eines
Beschichtungsverfahrens , insbesondere mittels eines
galvanischen Verfahrens, im Bereich der Kontaktöffnung 61 auf die Teilschichten 31 und 32 der Stabilisierungsschichten 3 und/oder auf den Formkörperverbund 50 aufgebracht. Für das galvanische Aufbringen der Kontaktschicht 40 kann zuvor eine Startschicht (seed layer) etwa mittels Sputterns, Dampfens, nasschemischer Metall-Bekeimung oder eines anderen Verfahrens im Bereich der Kontaktöffnung 61 auf den Formkörperverbund 50 beziehungsweise auf die Stabilisierungsschichten 3
aufgebracht werden. Auch kann eine Fotolackschicht auf den Formkörperverbund 50 aufgebracht werden, nämlich an Stellen, die nicht durch die Kontaktschicht 40 bedeckt werden soll.
Abweichend von der Figur IE ist es auch möglich, die
Kontaktschicht 40 auf einer den Halbleiterkörpern 2
abgewandten Rückseite des Formkörperverbunds 50 auszubilden. Eine solche rückseitige Metallisierung dient insbesondere als ein rückseitiges thermisches Päd des herzustellenden
Bauelements 100. Auch eine Mehrzahl von solchen
Kontaktschichten 40 kann auf dem Formkörperverbund 50 und/oder in Bereichen der Kontaktöffnungen 61 ausgebildet werden .
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der Verbund 200 in eine Mehrzahl von Bauelementen 100 insbesondere entlang der Trenngräben 60 und/oder entlang der Kontaktöffnungen 61 vereinzelt werden. Dabei kann die Kontaktschicht 40 oder die Mehrzahl von Kontaktschichten 40 an Stellen zwischen den benachbarten Halbleiterkörpern 2 beziehungsweise zwischen den benachbarten herzustellenden Bauelemente 100 durchtrennt werden. Aufgrund der Durchtrennung der Kontaktschichten 40 kann das herzustellende Bauelement 100 an dessen Seitenfläche durchtrennte Oberflächen der Kontaktschicht 40 aufweisen. Über die durchtrennte Oberfläche der Kontaktschicht 40 kann das fertiggestellte Bauelement 100 etwa an dessen
Seitenfläche 10 extern elektrisch kontaktiert werden. Die Seitenfläche 10 des fertiggestellten Bauelements 100 kann somit als Montagefläche ausgestaltet sein. Die durchtrennten Kontaktschichten 40 bilden insbesondere Teilbereiche 41 und 42 einer Metallschicht 4 des fertiggestellten Bauelements
100, wobei über die Metallschicht 4 das Bauelement 100 etwa über seine Seitenfläche extern elektrisch kontaktierbar ausgebildet ist. Durch das Durchtrennen der Kontaktschicht 40 bei der Vereinzelung kann das fertiggestellte Bauelement 100 ohne weitere Bearbeitungsschritte an dessen Seitenfläche elektrisch kontaktiert werden. Bei der Vereinzelung kann der Verbund durch den Formkörperverbund 50 etwa mittels eines Sägeprozesses durchtrennt werden. Dabei soll ein möglichst dünnes Sägeblatt benutzt werden, wodurch möglichst wenig von dem Halbleiterkörper 2 verloren geht.
Die Kontaktschicht 40 oder die Mehrzahl von Kontaktschichten 40 kann insbesondere zur Ausbildung einer lötbaren Oberfläche veredelt werden, insbesondere durch Ausbildung einer
Schutzschicht oder einer lötfähige Schicht, die bevorzugt Nickel, Zinn, Kupfer, Titan, Palladium, Platin, Silber und/oder Gold aufweist. Insbesondere ist die lötfähige
Schicht eine CuSn-, NiSn-, CuNiSn-, TiPtAu-, NiAu-, NiSn-, CuNiSN-, NiAg-, CuNiAg-, CuAg-, oder NiPdAu-Schicht . Auch kann die lötfähige Schicht eine SnAgCu-Schicht (SAC-Lot) , AuSn-, CuAgNi-Schicht oder eine reine Ag-, Cu- oder Au- Schicht sein. Die Schutzschicht oder die lötfähige Schicht kann mittels eines galvanischen oder stromlosen Verfahrens oder mittels eines Immersion-Verfahrens auf die
Kontaktschicht 40 vor der Vereinzelung des Verbunds 200, nach der Vereinzelung des Verbunds 200 oder während der
Vereinzelung des Verbunds 200 erfolgt werden. Bevorzugt ist die lötfähige Schicht eine ENEPIG-Schicht (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) . Insbesondere kann der Verbund 200 in zwei Schritten vereinzelt werden, wobei die Schutzschicht oder die lötfähige Schicht nach einem ersten Schritt, etwa nachdem die Kontaktschicht 40 oder die Mehrzahl von Kontaktschichten 40 in eine Mehrzahl von Teilbereichen durchtrennt sind, ausgebildet wird, und der Verbund 200 in einem zweiten Schritt nach der Ausbildung der Schutzschicht beziehungsweise der lötfähigen Schicht in eine Mehrzahl von Bauelementen 100 vereinzelt wird.
In den Figuren 1F bis 1H sind weitere Ausführungsbeispiele für ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von
Bauelementen 100 dargestellt. Es wird in der Figur 1F eine Mehrzahl von Kontaktöffnungen 61 etwa in den Bereichen der Trenngräben 60 ausgebildet, wobei in den jeweiligen
Kontaktöffnungen 61 zwei benachbarte Stabilisierungsschichten 3 teilweise freigelegt sind. In der Figur 1F sind zwischen zwei benachbarten Halbleiterkörpern 2 jeweils zwei Kontaktöffnungen 61 ausgebildet, so dass die Teilschichten 31 und 32 der Stabilisierungsschichten 3 jeweils in zwei
verschiedenen Kontaktöffnungen 61 teilweise freigelegt sind. In der Figur IG werden die Kontaktöffnungen 61 jeweils zur Ausbildung einer Kontaktschicht 40 mit einem elektrisch leitfähigen Material befüllt oder abgeschieden. Nach der Vereinzelung des Verbunds 200 weisen die fertiggestellten Bauelemente 100 jeweils zwei erste Teilbereiche 41 und zwei zweite Teilbereiche 42 auf. Die Teilbereiche 41 und 42 sind jeweils an gegenüberliegenden Kanten des Trägers 1 des hergestellten Bauelements 100 angeordnet. Somit sind der erste Teilbereich 41 und der zweite Teilbereich 42 an
gegenüberliegenden Kanten des Trägers 1 elektrisch
kontaktierbar .
Das in Figur IG dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1F beschriebenen
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu wird dargestellt, dass der Verbund 200 eine Mehrzahl von Trenngräben 60
aufweist, die den Verbund 200 in verschiedene Teilbereiche mit jeweils einer Stabilisierungsschicht 3 unterteilen. Die Kontaktöffnung 61 kann derart ausgebildet sein, dass etwa vier benachbarten Stabilisierungsschichten 3 in einer
gemeinsamen Kontaktöffnung stellenweise freigelegt werden. Eine in der gemeinsamen Kontaktöffnung gebildete gemeinsame Kontaktschicht 40 kann somit Überlappungen mit vier
Stabilisierungsschichten 3 aufweisen. Der Verbund 200 kann eine Mehrzahl von solchen gemeinsamen Kontaktöffnungen 61 und gemeinsamen Kontaktschichten 40 aufweisen.
In den Figuren IG und 1H wird angedeutet, dass die
Kontaktöffnung 61 zur Ausbildung der Kontaktschicht 40 mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet und nicht befüllt ist. Insbesondere werden eine Bodenfläche und
Innenwände der Kontaktöffnung 61 mit dem elektrisch
leitfähigen Material so beschichtet, dass die daraus
entstehende Kontaktschicht 40 eine Kontur der Kontaktöffnung 61 nachbildet. Diese Kontur kann U-förmig sein, wie die in der Figur IE dargestellt ist. Durch das
Beschichtungsverfahren weist die Kontaktschicht 40 innerhalb der Kontaktöffnung 61 eine vergleichsweise dünne vertikale Dicke auf, so dass die Kontaktschicht 40 bei der Vereinzelung vereinfacht durchtrennt werden kann. Die bei der Vereinzelung der Kontaktschichten 40 entstehenden Teilbereiche 41 und 42 der Metallschicht 4 des Trägers 1 weisen in Draufsicht auf eine Rückseite 102 des Bauelements 100 jeweils eine Form auf, die einen Teil der Form der Kontaktöffnung 61 nachbildet. Figur 1H zeigt zum Beispiel eine gekrümmte Form der
Teilschichten 41 und 42 an den Kanten des Trägers 1 des
Bauelements 100, wobei die gekrümmte Form etwa Teil einer Ellipse oder eines Kreises ist.
Die Figuren 2A bis 2F zeigen schematisch verschiedene
Ausführungsbeispiele für das Ausbilden von Kontaktschichten 40 vor der Vereinzelung des Verbunds 200. Die durch
punktierten Linien dargestellten Rechtecke stellen die herzustellenden Bauelemente 100 dar, deren Halbleiterkörper 2 durch eine Mehrzahl von Trenngräben 60 etwa in einer Mehrzahl von Spalten und Reihen angeordnet sind. Die Trenngräben 60 können dabei mit einem Material des Formkörperverbunds 50 befüllt sein. Die Kontaktschichten 40 sind als Streifen oder als Inseln ausgestaltet, die jeweils zwei nebeneinander angeordnete Halbleiterkörper 2 verbinden. Das heißt, dass die Kontaktschichten 40 in Draufsicht jeweils mindestens zwei benachbart angeordnete Halbleiterkörper 2 bedecken. Dabei kann ein Trenngraben 60 zwischen den zwei Halbleiterkörpern oder zwischen zwei Halbleiterkörperreihen oder -spalten von einer zugehörigen Kontaktschicht 40 vollständig oder
teilweise bedeckt sein. Insbesondere ist jeder der
Halbleiterkörper 2 von mindestens zwei, etwa von genau zwei oder genau vier, unterschiedlichen Kontaktschichten 40 teilweise bedeckt.
In der Figur 2A kann eine Kontaktschicht 40 oder eine
Mehrzahl von Kontaktschichten 40 in Draufschicht
Überlappungen mit zwei benachbarten Halbleiterkörpern 2 beziehungsweise mit zwei nebeneinander liegenden Reihen oder Spalten von Halbleiterkörpern aufweisen und dabei einen zwischen den zwei benachbarten Halbleiterkörpern
beziehungsweise zwischen zwei benachbarten Reihen oder
Spalten von Halbleiterkörpern 2 angeordneten Trenngraben 60 vollständig bedecken. Jeder der Halbleiterkörper 2 weist Überlappungen mit genau zwei unterschiedlichen
Kontaktschichten 40 auf. Bei der Vereinzelung des Verbunds 200 entlang der Trenngräben 60 entstehen Bauelemente 100, die jeweils zwei Teilbereiche 41 und 42 aufweisen, wobei die zwei Teilbereiche 41 und 42 aus zwei verschiedenen
Kontaktschichten 40 hervorgehen. Die Teilbereiche 41 und 42 entstehen etwa bei der Durchtrennung der Kontaktschichten 40 zum Beispiel in den Bereichen der Trenngräben 60.
Das in der Figur 2B dargestellte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu sind die
Kontaktschichten 40 hinsichtlich der Halbleiterkörper 2 als Doppelstreifen ausgebildet, die jeweils zwei nebeneinander liegende Halbleiterkörper 2 verbinden und dabei den zwischen ihnen angeordneten Trenngraben 60 lediglich teilweise bedecken. Im Unterschied zur Figur 1 können solche Kontaktschichten 40 deutlich geringere Breite aufweisen. So können die Kontaktschichten 40 in den Bereichen der
Trenngräben 60 auf einfache Art und Weise durchtrennt werden. Jeder der Halbleiterkörper 2 in der Figur 2B ist zwei
nebeneinander angeordneten Kontaktschichten 40 zugeordnet, wobei der Halbleiterkörper 2 in Draufsicht die ihm zwei zugeordneten Kontaktschichten 40 entlang deren gesamter
Breite vollständig überdeckt. Anders als in der Figur 2A, bei der jeder Trenngraben 60 Überlappungen mit zumindest einer
Kontaktschicht 40 aufweist, kann der Verbund 200 gemäß Figur 2B einen oder eine Mehrzahl von parallel verlaufenden
Trenngräben 60 aufweisen, wobei der Trenngraben 60 oder die Mehrzahl von Trenngräben 60 überlappungsfrei mit den
Kontaktschichten 40 ist.
In den Figuren 2C bis 2F sind die Kontaktschichten 40 jeweils in Form einer Insel auf dem Verbund 200 ausgebildet. Die Kontaktschichten 40 können dabei jeweils paarweise zwei nebeneinander angeordnete Halbleiterkörper 2 beziehungsweise zwei nebeneinander liegende herzustellende Bauelemente 100 verbinden .
Das in der Figur 2C dargestellte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2B dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist jeder
Halbleiterkörper 2 Überlappungen mit vier verschiedenen
Kontaktschichten 40 auf. Dazu sind die in der Figur 2B dargestellten Kontaktschichten 40 so strukturiert
ausgebildet, dass sie im Bereich des jeweiligen
Halbleiterkörpers 2 beziehungsweise des jeweiligen
herzustellenden Bauelements 100 durchtrennt sind. Nach der Vereinzelung können die Bauelemente 100 jeweils eine Metallschicht 4 aus vier Teilbereichen 41 und 42 aufweisen, wobei die vier Teilbereiche aus vier unterschiedlichen
Kontaktschichten 40 hervorgehen. Die in der Figur 2D dargestellten Kontaktschichten 40 sind so angeordnet, dass sie wie in der Figur 2C lediglich zwei benachbarte Halbleiterkörper 2 verbinden. Im Unterschied hierzu bedecken die Kontaktschichten 40 in Draufsicht jeweils Ecken der herzustellenden Bauelemente 100, so dass die
Bauelemente 100 nach der Vereinzelung nicht nur an deren
Seitenflächen, sondern auch an deren Ecken, insbesondere an deren vertikal verlaufenden Kanten elektrisch kontaktierbar sind. Die durch die Vereinzelung entstehenden Teilbereiche 41 und 42 sind jeweils insbesondere an zwei aneinander
angrenzenden Seitenflächen des Trägers 1 des zugehörigen Bauelements 100 elektrisch kontaktierbar.
In den Figuren 2E und 2F sind die als Inseln ausgebildeten Kontaktschichten 40 so angeordnet, dass sie jeweils in
Draufsicht vier benachbarte Halbleiterkörper 2 der vier herzustellenden Bauelemente 100 bedecken beziehungsweise verbinden. Wie in der Figur 2D bedecken die Kontaktschichten 40 in Draufsicht die Ecken der zugehörigen Halbleiterkörper 2. Im Unterschied hierzu sind alle Ecken, in diesem Fall vier, des jeweiligen Halbleiterkörpers 2 von vier
verschiedenen, nebeneinander angeordneten Kontaktschichten 40 überdeckt. Nach der Vereinzelung können die vereinzelten Bauelemente 100 jeweils vier verschiedene Teilbereiche 41 und/oder 42 aus vier verschiedenen Kontaktschichten 40 aufweisen, wobei die verschiedenen Teilbereiche jeweils an einer Ecke beziehungsweise an einer Kante und gleichzeitig an zwei aneinander angrenzenden Seitenflächen des zugehörigen Bauelements 100 elektrisch kontaktierbar sind. In der Figur 2F sind die Kontaktschichten 40 so angeordnet, dass die Bauelemente 100 nach der Vereinzelung eine
Metallschicht 4 mit Teilbereichen 41 und/oder 42 aufweisen, wobei die Teilbereiche unterschiedlicher elektrischer
Polaritäten verschiedene Formgebung, etwa hinsichtlich der Größe oder Geometrie, aufweisen. Somit können verschiedene zugeordnete elektrische Polaritäten der Teilbereiche 41 und 42 an Seitenflächen 10 der herzustellenden Bauelemente 100 etwa anhand der verschiedenen Formgebung der Teilbereiche 41 und 42 identifizierbar sein.
In allen Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2A bis 2F können die Kontaktschichten 40 so ausgebildet sein, dass die nach der Vereinzelung entstehenden Teilbereiche der
Kontaktschichten 40 zur Kennzeichnung deren jeweiliger elektrischer Polarität hinsichtlich eines erkennbaren
Merkmals, etwa eines an Seitenflächen oder Rückseiten der herzustellenden Bauelemente 100 sichtbaren Formgebung, sich voneinander unterscheiden.
Die Kontaktschichten 40 können außerdem so dick ausgebildet sein, dass die nach der Vereinzelung entstehenden Bauelemente 100 sowohl an deren Seitenflächen 10 als auch an deren
Rückseiten 102 elektrisch kontaktierbar sind. Somit können sowohl eine Seitenfläche 10 als auch eine Rückseite 102 des fertiggestellten Bauelements 100 als Montagefläche des
Bauelements ausgestaltet werden. Es ist auch möglich, dass die Kontaktschichten 40 in der vertikalen Richtung lediglich so dick ausgebildet sind, dass die Rückseiten 102 der
herzustellenden Bauelemente 100 etwa frei von Oberflächen der Kontaktschichten 40 sind. Hierzu können die Kontaktöffnungen 60 lediglich teilweise aufgefüllt oder teilweise beschichtet werden. Insbesondere können die Kontaktschichten 40 lediglich innerhalb der Kontaktöffnungen 61 ausgebildet sein. Das heißt, die Seitenflächen der Kontaktöffnungen 61 können lediglich bereichsweise mit einer der Kontaktschichten 40 beschichtet sein.
Auch ist es in allen Ausführungsbeispielen möglich, den
Formkörperverbund 50 in zumindest zwei separaten Schritten herzustellen, wobei zwischen den zwei separaten Schritten die Kontaktschichten 40 ausgebildet werden. In diesem Fall können die Trenngräben 60 bei einem ersten Verfahrensschritt etwa zur Ausbildung des Formkörperverbunds 50 aufgefüllt werden. Gegebenenfalls werden in einem darauffolgenden
Verfahrensschritt die Kontaktöffnungen 61 geöffnet, woraufhin die Kontaktschichten 40 zumindest in den Bereichen der
Kontaktöffnungen 61 ausgebildet werden. In einem zweiten
Verfahrensschritt zur Ausbildung des Formkörperverbundes 50 kann der Kunststoff zusätzlich so aufgebracht werden, die Kontaktschichten 40 dass in Draufsicht vollständig von dem Formkörperverbund 50 bedeckt werden.
Die Figuren 3A bis 4C zeigen verschiedene Ansichten
unterschiedlicher Ausführungsbeispiele eines Bauelements 100, das insbesondere durch das hier beschriebene Verfahren hergestellt ist.
Das Bauelement 100 weist einen Halbleiterkörper 2 und einen Träger 1 auf. Der Halbleiterkörper 2 geht insbesondere aus dem Halbleiterschichtenstapel 20 hervor. Der Träger 1 ist aus einem Formkörper 5 und einer Metallschicht 4 mit einem ersten Teilbereich 41 und einem zweiten Teilbereich 42 gebildet.
Insbesondere geht der Formkörper 5 bei der Vereinzelung aus dem Formkörperverbund 50 hervor. Die Teilbereiche 41 und 42 sind zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 vorgesehen und gehen insbesondere bei der Vereinzelung aus zwei unterschiedlichen Kontaktschichten 40 hervor, wobei die zwei unterschiedlichen Kontaktschichten 40 in Draufsicht eine gemeinsame Stabilisierungsschicht 3 bereichsweise überdecken und im Bereich der gemeinsamen
Stabilierungsschicht 3 voneinander lateral beabstandet sind. Es ist nicht ausgeschlossen, dass die zwei unterschiedlichen Kontaktschichten 40 außerhalb der gemeinsamen
Stabilisierungsschicht 3, etwa an einem lateralen Rand des Verbunds 200, miteinander verbunden sind. Die Teilbereiche 41 und 42 sowie die Kontaktschichten 40 können aus einem selben Material, etwa aus einem Metall wie Kupfer, oder aus
verschiedenen Materialien, etwa aus verschiedenen Metallen ausgebildet sein.
Der Träger weist eine Seitenfläche 10 auf, an der der erste Teilbereich 41 und/oder der zweite Teilbereich 42 elektrisch kontaktierbar ist. Dabei kann der erste und/oder zweite
Teilbereich auf der Seitenfläche 10 freiliegend sein. Es ist auch möglich, dass der erste Teilbereich 41 und/oder der zweite Teilbereich 42 bereichsweise oder vollständig durch eine weitere Metallisierung bedeckt ist. Diese Metallisierung kann als eine Schutzschicht oder zur Ausbildung einer
Lötoberfläche auf der Seitenfläche 10 ausgebildet sein.
Der Träger 1 weist eine dem Halbleiterkörper 2 zugewandte Vorderseite 11 und eine dem Halbleiterkörper 2 abgewandte Rückseite 12 auf. Insbesondere umfasst eine Rückseite 102 des Bauelements 100 die Rückseite 12 des Trägers 1. Die
Vorderseite 11 und/oder die Rückseite 12 kann bereichsweise durch eine Oberfläche des Formkörpers 5 und bereichsweise durch eine Oberfläche der Metallschicht 4 ausgebildet sein. Ist die Rückseite 12 bereichsweise durch eine Oberfläche der Metallschicht 4 ausgebildet, kann das Bauelement 100 über die Rückseite 12 elektrisch kontaktiert werden.
In der Figur 3A ist die Seitenfläche 10 bereichsweise durch eine Oberfläche des Formkörpers 5 und bereichsweise durch eine Oberfläche des ersten Teilbereiches 41 sowie
bereichsweise durch eine Oberfläche des zweiten Teilbereiches 42 gebildet. Die Teilbereiche 41 und 42 der Metallschicht 4 sind insbesondere verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugeordnet. Über die Seitenfläche 10 kann das Bauelement 100 somit mit einer externen Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden werden. Insbesondere ist die Seitenfläche 10 als Montagefläche des Bauelements 100
ausgestaltet. Auf der Seitenfläche 10 kann der erste
Teilbereich 41 und/oder der zweite Teilbereich 42
Vereinzelungsspuren aufweisen. Auch der Formkörper 5 kann auf der Seitenfläche 10 Vereinzelungsspuren aufweisen.
Das Bauelement 100 kann eine weitere Seitenfläche 10
aufweisen, die etwa durch Oberflächen des Formkörpers 5 sowie der Teilbereiche 41 und 42 gebildet ist. Es ist auch möglich, dass die weitere Seitenfläche des Bauelements 100 lediglich Oberflächen der Teilbereiche 41 oder 42 gleicher elektrischer Polarität aufweist. Zum Beispiel weist eine solche
Seitenfläche 10 Oberflächen eines ersten Teilbereiches 41 auf und ist frei von einer Oberfläche eines zweiten Teilbereiches 42, oder umgekehrt. Auch kann die weitere Seitenfläche 10 ausschließlich durch eine Oberfläche eines Teilbereiches 41 oder 42 ausgebildet sein. In der Figur 3A erstrecken sich die Teilbereiche 41 und 42 in der vertikalen Richtung von der Rückseite 12 bis zu der Vorderseite 11 des Trägers. Es ist auch möglich, dass die Rückseite 12 frei von Oberflächen des ersten und/oder des zweiten Teilbereiches der Metallschicht 4 ist .
Zwischen dem Träger 1 und dem Halbleiterkörper 2 ist eine Stabilisierungsschicht 3 angeordnet, die etwa eine erste Teilschicht 31 und eine von der ersten Teilschicht 31 elektrisch getrennte zweite Teilschicht 32 aufweist.
Insbesondere sind die Teilschichten 31 und 32 in der
lateralen Richtung voneinander beabstandet, wobei eine elektrisch isolierende Schicht in der lateralen Richtung zwischen den Teilschichten 31 und 32 angeordnet ist. Die elektrisch isolierende Schicht kann zum Beispiel Teil einer Isolierungsstruktur 9 oder Teil des Formkörpers 5 sein. Die Stabilisierungsschicht 3 weist eine vertikale Dicke auf, die insbesondere zwischen einschließlich 5 ym und 30 ym, etwa zwischen einschließlich 5 ym und 20 ym ist. Insbesondere ist die vertikale Dicke der Stabilisierungsschicht 3 größer oder gleich 10 ym. Die Stabilisierungsschicht 3 kann sowohl mit der
Metallschicht 4 als auch mit dem Halbleiterkörper 2
elektrisch leitend verbunden sein. Insbesondere ist die
Stabilisierungsschicht 3 über eine Verdrahtungsstruktur 8 mit dem Halbleiterkörper 2 elektrisch leitend verbunden. Die Verdrahtungsstruktur 8 kann dabei Teilstrukturen
verschiedener elektrischer Polaritäten aufweisen. Über eine Teilstruktur der Verdrahtungsstruktur 8 kann die zweite
Halbleiterschicht 22 mit der zweiten Teilschicht 32 der
Stabilisierungsschicht 3 und dem zweiten Teilbereich 42 der Metallschicht 4 elektrisch leitend verbunden sein. Über eine weitere Teilstruktur der Verdrahtungsstruktur 8 kann die erste Halbleiterschicht 21 mit der ersten Teilschicht 31 der Stabilisierungsschicht 3 und dem ersten Teilbereich 41 der Metallschicht 4 elektrisch leitend verbunden sein. Eine solche weitere Teilstruktur kann etwa in Form einer
Durchkontaktierung 81 (Figuren 3B und 3E) ausgebildet sein, wobei sich die Durchkontaktierung 81 zumindest von der zweiten Hauptfläche 202 des Halbleiterkörpers 2 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 in die erste Halbleiterschicht 21 erstrecken kann. Die
Verdrahtungsstruktur 8 kann eine Mehrzahl von solchen
Durchkontaktierungen 81 aufweisen.
Das Bauelement 100 gemäß Figur 3A weist eine Konverterschicht 7 auf, die etwa auf Seiten der ersten Hauptfläche 201, die beispielsweise als eine Strahlungsdurchtrittsfläche des Bauelements 100 ausgebildet ist, angeordnet sein kann. Die Konverterschicht 7 kann ein Konvertermaterial aufweisen, das etwa dazu geeignet ist, die von der aktiven Schicht 23 erzeugte elektromagnetische Strahlung einer ersten
Wellenlänge in eine elektromagnetische Strahlung einer zweiten, im Vergleich zu der ersten Wellenlänge größeren Wellenlänge umzuwandeln. Das Bauelement 100 weist eine
Strahlungsaustrittsfläche 101 auf. An der
Strahlungsaustrittsfläche 101, die etwa durch eine Oberfläche der Konverterschicht 7 gebildet ist, wird die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung und/oder die von der
Konverterschicht 7 umgewandelte Strahlung aus dem Bauelement 100 ausgekoppelt. Die Strahlungsdurchtrittsfläche 201 und/oder die Strahlungsaustrittsfläche 101 kann strukturiert sein. Das Bauelement 100 weist eine vertikale Höhe H auf, wobei die vertikale Höhe H mindestens 300 ym, mindestens 1 mm oder einige Millimeter betragen kann.
Die Figur 3B zeigt das Bauelement 100 auf dessen
Strahlungsaustrittsfläche 101 in Draufsicht. Rings um die Strahlungsdurchtrittsflache 201 oder die
Strahlungsaustrittsfläche 101 kann das Bauelement 100 einen Rand R aufweisen, der eine laterale Breite etwa zwischen einschließlich 5 ym und 30 ym aufweist. Der Rand R kann durch ein Material des Formkörpers 5 ausgebildet sein und kann dabei den Halbleiterkörper 2 in lateralen Richtungen
bereichsweise oder vollständig bedecken (in der Figur 3A nicht dargestellt, vergleiche etwa Figur 3E) . Das Bauelement 100, insbesondere der Träger 1, kann nach außen oder nach innen gewölbte Ecken aufweisen, an denen die Teilbereiche 41 oder 42 der Metallschicht 4 elektrisch kontaktierbar sind. Ein an einer Ecke oder an einer Kante des Trägers 1
angeordneter Teilbereich 41 oder 42 kann sich in der
lateralen Richtung über zwei angrenzende Seitenflächen 10 erstrecken. Zumindest eine Seitenfläche 10 des Trägers 1 oder des Bauelements 100 kann als Montagefläche des Bauelements ausgebildet sein, wobei an dieser Seitenfläche 10 sowohl ein erster Teilbereich 41 als auch ein zweiter Teilbereich 42 der Metallschicht 4 elektrisch kontaktierbar sein können. In der Figur 3B ist die Konverterschicht 7 nicht dargestellt. Ist eine Konverterschicht 7 auf der Strahlungsaustrittsfläche 101 beziehungsweise auf der Strahlungsdurchtrittsfläche 201 ausgebildet, kann der Rand R von der Konverterschicht 7 bereichsweise oder vollständig bedeckt sein.
Das Bauelement 100 ist insbesondere als ein Seitenstrahler (englisch: sidelooker) ausgebildet. Eine Gesamtbauhöhe des Bauelements 100 ist somit nicht durch die vertikale Höhe H des Bauelements 100 gegeben, sondern durch eine laterale Breite B. Anders als die vertikale Höhe H kann die laterale
Breite B nahezu beliebig gewählt werden, da die Breite B erst bei der Vereinzelung festgelegt wird. Die Gesamtbauhöhe B kann zwischen einschließlich 0,1 mm und 0,5 mm, etwa zwischen einschließlich 0,15 mm oder 2 mm und 0,5 mm oder zwischen einschließlich 0,1 mm und 0,3 mm sein. Das Bauelement 100 weist eine Länge L auf, die sich entlang einer lateralen Richtung erstreckt und kann zwischen einschließlich 0,1 mm und 1,5 mm, etwa zwischen einschließlich 0,5 mm und 1,5 mm betragen. Im Vergleich zu Figur 3A ist das Bauelement in der Figur 3B etwa um 90 Grad gekippt. Die vertikale Höhe H ist in der Figur 3B nicht dargestellt. Die vertikale Höhe H kann zwischen 0,3 mm und 1,5 mm oder größer sein.
Figur 3C zeigt die Rückseite 102 des etwa in den Figuren 3A und 3B hergestellten Bauelements 100. Die Rückseite 102 kann Oberflächen von den Teilbereichen 41 und 42 der Metallschicht 4 aufweisen. Das Bauelement 100 kann somit sowohl an der Seitenfläche 10 als auch an der Rückseite 102 elektrisch kontaktiert werden. Das Bauelement 100 weist zwei erste
Teilbereiche 41 einer ersten elektrischen Polarität und zwei zweite Teilbereiche 42 einer zweiten elektrischen Polarität des Bauelements 100 auf. Die Teilbereiche 41 und 42 sind insbesondere an den Ecken des Bauelements 100 angeordnet. In der vertikalen Richtung können die Teilbereiche 41 und 42 jeweils eine vertikale Kante des Bauelements 100 bedecken. Eine solche Ausgestaltung der Rückseite 102 kann etwa durch eine Anordnung der Kontaktschichten 40 gemäß den Figuren 2E und 2F erzielt werden.
In der Figur 3C ist eine Stabilisierungsschicht 3 mit den Teilschichten 31 und 32 in dem Formkörper 5 dargestellt, wobei die in der Figur 3C beschriebene Ausgestaltung der Stabilisierungsschicht 3 im Wesentlichen der in der Figur 1B dargestellten Ausgestaltung entspricht. Das Bauelement 100 weist eine Anschlussschicht 82 auf, die insbesondere als Teil der Verdrahtungsstruktur 8 ausgebildet ist. Über die Anschlussschicht 82 kann die zweite Teilschicht 32 mit der zweiten Halbleiterschicht 22 des Halbleiterkörpers 2
elektrisch leitend verbunden werden. Figur 3D zeigt eine weitere Ausgestaltung der Stabilisierungsschicht 3, bei der sich der Zwischenraum 30 - anders als in der Figur 3C - nicht entlang der gesamten Breite B beziehungsweise der gesamten Bauhöhe B, sondern entlang der gesamten lateralen Länge L erstreckt .
In der Figur 3E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 schematisch dargestellt. Dieses
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 3A dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist die Rückseite 102 des Bauelements oder die
Rückseite 12 des Trägers 1 frei von Oberflächen der
Teilbereiche 41 und 42 der Metallschicht 4. Mit anderen
Worten erstrecken sich die Teilbereiche 41 und 42 nicht über die gesamte vertikale Höhe des Trägers 1, sondern lediglich bereichsweise von der Vorderseite 11 des Trägers 1 in
Richtung der Rückseite 12 des Trägers 1. Dabei können sich die Teilbereiche 41 und/oder 42 jeweils über mindestens 20 %, mindestens 30 % oder mindestens 50 % oder mindestens 70 % der vertikalen Höhe des Trägers 1 erstrecken. Des Weiteren ist die in der Figur 3E dargestellte
Strahlungsdurchtrittsfläche 201 strukturiert. Die
Verdrahtungsstruktur 8 kann eine elektrisch leitfähige
Schicht 80, eine oder eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen 81 und eine Anschlussschicht 82 aufweisen. Die elektrisch leitfähige Schicht 80 ist insbesondere zwischen dem
Halbleiterkörper 2 und der Stabilisierungsschicht 3
beziehungsweise dem Träger 1 angeordnet. Insbesondere weist die elektrisch leitfähige Schicht 80 ein Metall auf und ist insbesondere als eine Strahlungsreflektierende Schicht ausgebildet. Insbesondere grenzt die elektrisch leitfähige Schicht 80 an den Halbleiterkörper 2 an. Alternativ oder zusätzlich zu der elektrisch leitfähigen Schicht 80 kann die Stabilisierungsschicht 3 Strahlungsreflektierend ausgebildet sein. Die Isolierungsstruktur 9 kann sich bereichsweise in den Halbleiterkörper 2 hinein erstrecken und ist insbesondere für die elektrische Trennung zwischen den Teilschichten 31 und 32 der Stabilisierungsschicht 3 sowie für die elektrische Trennung zwischen der Durchkontaktierung 81 und der zweiten
Halbleiterschicht 22 und der aktiven Schicht 23 eingerichtet.
In der Figur 3E ist der Halbleiterkörper 2 in lateralen
Richtungen etwa von dem den Formkörper 5 bildenden Kunststoff bedeckt. Der Halbleiterkörper 2 kann dabei in den lateralen Richtungen vollumfänglich von diesem Teil des Formkörpers 5 bedeckt sein. In Draufsicht kann dieser Teil des Formkörpers einen Rand R, insbesondere einen umlaufenden Rand R um den Halbleiterkörper bilden (Figur 3B) . Die Seitenflächen des Halbleiterkörpers 2 können teilweise oder vollständig von diesem Teil des Formkörpers 5 bedeckt sein. Es ist denkbar, dass weitere Schichten in der lateralen Richtung zwischen den Seitenflächen des Halbleiterkörpers 2 und dem Formkörper 5 angeordnet sind. Es ist möglich, dass der Formkörper 5 dabei zusammenhängend ausgebildet ist. Abweichend von der Figur 3E kann die Isolierungsschicht 9 die Seitenflächen des
Halbleiterkörpers 2 zumindest bereichsweise bedecken.
Figuren 4A bis 4C zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für ein Bauelement in schematischen 3D-Ansichten . Zur
besseren Darstellung ist ein möglicher den Halbleiterkörper 2 umlaufender Rand R nicht dargestellt. Abweichend von den Figuren 4A bis 4C können der Halbleiterkörper 2, die Stabilisierungsschicht 3 sowie die Kontaktstruktur 8 in lateralen Richtungen von einem elektrisch isolierenden
Material, etwa von dem den Formkörper 5 bildenden Kunststoff, in lateralen Richtungen bedeckt sein.
Das in der Figur 4A dargestellte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 3A dargestellten Ausführungsbeispiel. In der Figur 3A sind die Teilbereiche 41 und 42 insbesondere vorwiegend in unmittelbarer Umgebung von den Ecken beziehungsweise Kanten des Bauelements 100
ausgebildet. In der Figur 4A sind die Teilbereiche 41 und 42 über einen vergleichsweise größeren Bereich der Seitenfläche 10 ausgebildet. Insbesondere können mindestens 20 %,
mindestens 30 %, etwa mindestens 50 % oder mindestens 70 % der gesamten Fläche der als Montagefläche ausgebildeten
Seitenfläche 10 durch Oberflächen der Teilbereiche 41 und 42 ausgebildet sein. Der Träger 1 kann eine weitere Seitenfläche 10 aufweisen, die etwa ausschließlich durch eine Oberfläche des ersten oder des zweiten Teilbereiches der Metallschicht 4 ausgebildet ist. Ein solches Bauelement kann beispielsweise durch ein Verfahren gemäß Figur 2A hergestellt werden. Ein solches Bauelement 100 weist eine besonders hohe mechanische Stabilität auf. Das in der Figur 4B dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4A dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist die Rückseite 12 des Trägers 1 frei von einer Oberfläche des ersten oder des zweiten Teilbereiches der Metallschicht 4. Mit anderen Worten erstrecken sich der erste Teilbereich 41 und der zweite Teilbereich 42 nicht über die gesamte
vertikale Höhe des Trägers 1. Die Rückseite 12 des Trägers 1 kann ausschließlich durch eine Oberfläche des Formkörpers 5 ausgebildet sein.
Das in der Figur 4C dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4B dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu kann das Bauelement 100 mindestens eine oder mindestens zwei oder genau zwei oder genau drei Seitenflächen 10 aufweisen, die frei von Oberflächen der Teilbereiche 41 und 42 der
Metallschicht 4 sind. Auch kann das Bauelement 100 so
ausgebildet sein, dass die Teilbereiche 41 und 42
ausschließlich an der als Montagefläche ausgebildeten
Seitenfläche 10 elektrisch kontaktierbar sind. Das Bauelement 100 kann vier, etwa genau vier, Seitenflächen 10 aufweisen. Es ist auch möglich, dass das Bauelement 100 einen einzigen Teilbereich 41 und einen einzigen Teilbereich 42 aufweist. Die Teilbereiche 41 und 42 können bis auf die Montagefläche 10 und die Vorderseite 11 des Trägers 1 in allen Richtungen von einem elektrisch isolierenden Material, etwa von dem Kunststoff des Formkörpers 5, vollständig umgeben sein, so dass die Teilbereiche 41 und 42 vor Umwelteinflüssen
geschützt sind und weiterhin eine mögliche Gefahr
hinsichtlich eines elektrischen Kurzschlusses des Bauelements 100 weitgehend vermieden wird.
Durch die Prozessierung im Waferverbund ist es unter anderem nicht notwendig, Träger für Bauelemente separat herzustellen und die Halbleiterkörper 2 auf solche separat hergestellten Träger aufzubringen und elektrisch anzuschließen. Auf solche Montageschritte bezüglich Einzelchipprozesse wie etwa
Pick&Place, die einen erheblichen Anteil der
Gesamtherstellungskosten von Bauelementen darstellen, kann verzichtet werden, wodurch die Bauelemente kostengünstig hergestellt werden können. Ist das Bauelement als Seitenstrahler ausgestaltet, trägt die vertikale Höhe H des Bauelements nicht zur Gesamtbauhöhe B des Bauelements bei, so dass die vertikale Höhe H vergleichsweise dick eingestellt werden kann, wodurch das Bauelement bei dessen Herstellung und nach der Fertigstellung besonders mechanisch stabil und robust ausgestaltet ist. Auch der Formkörperverbund 50 beziehungsweise der Formkörper 5 können ausreichend dick ausgebildet werden, so dass der Verbund 200 besonders stabil ausgebildet ist, wodurch etwa das Substrat 70 von dem Verbund 200 vereinfacht getrennt werden kann. Die Gesamtbauhöhe B des Bauelements kann außerdem sogar noch bei der Vereinzelung des Verbunds 200 eingestellt werden, wodurch eine besonders geringe Gesamtbauhöhe B erzielt werden kann, wodurch das Bauelement 100 besonders dünn ausgestaltet ist. Ein solches Bauelement 100 weist außerdem eine Strahlungsemittierende Fläche auf, deren Breite etwa der Gesamtbauhöhe B entspricht.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 111 492.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede
Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugs zeichenliste
100 Bauelement
101 Strahlungsdurchtrittsflache
102 Rückseite des Bauelements
1 Träger
10 Seitenfläche des Trägers/Bauelements
11 Vorderseite des Trägers
12 Rückseite des Trägers
2 Halbleiterkörper
20 Halbleiterschichtenstapel
21 erste Halbleiterschicht
22 zweite Halbleiterschicht
23 aktive Schicht
200 Verbund
201 erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers
202 zweite Hauptfläche des Halbleiterkörpers
3 Stabilisierungsschicht
30 Zwischenraum
31 erste Teilschicht
32 zweite Teilschicht
4 Metallschicht
40 Kontaktschicht
41 erster Teilbereich der Metallschicht/ Teilbereich der Kontaktschicht
42 zweiter Teilbereich der Metallschicht/ Teilbereich der Kontaktschicht
5 Formkörper Formkörper erbünd Trenngraben
Kontaktöffnung Konverterschicht
Substrat Verdrahtungsstruktur
elektrisch leitfähige Schicht/ Spiegelschicht Durchkontaktierung
Anschlussschicht
Isolierungsstruktur

Claims

Patentansprüche
Bauelement (100) mit einem Träger (1) und einem auf dem Träger angeordneten Halbleiterkörper (2), bei dem der Träger eine Metallschicht (4) und einen Formkörper (5) aus einem Kunststoff umfasst, wobei der Träger eine dem Halbleiterkörper zugewandte Vorderseite (11) und eine dem Halbleiterkörper abgewandte Rückseite (12) aufweist, die jeweils zumindest bereichsweise durch eine Oberfläche des Formkörpers gebildet sind,
die Metallschicht einen ersten Teilbereich (41) und einen zweiten Teilbereich (42) enthält, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich in lateraler Richtung an den Formkörper angrenzen, in vertikaler Richtung an der Vorderseite des Trägers elektrisch kontaktierbar, verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugehörig und so zur elektrischen
Kontaktierung des Halbleiterkörpers eingerichtet sind, und
der Träger eine Seitenfläche (10) aufweist, die
senkrecht oder schräg zu der Rückseite des Trägers verläuft und als Montagefläche des Bauelements
ausgestaltet ist, wobei zumindest einer der Teilbereiche (41, 42) über die Seitenfläche elektrisch kontaktierbar ist und Vereinzelungsspuren aufweist.
2. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem der den Formkörper (5) bildende Kunststoff ein
gießbares Polymer oder ein Leiterplattenmaterial ist
3. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Formkörper (5) mit Glasfasern und/oder mit
Glaskugeln mechanisch verstärkt ist.
4. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der erste Teilbereich (41) und der zweite
Teilbereich (42) zur Kennzeichnung deren jeweiliger elektrischer Polarität hinsichtlich deren Geometrie oder deren Größendimension voneinander erkennbar
unterscheiden .
5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zur mechanischen Stabilisierung eine
Stabilisierungsschicht (3) zwischen dem Träger (1) und dem Halbleiterkörper (2) aufweist, wobei zumindest einer der Teilbereiche (41, 42) mit der Stabilisierungsschicht elektrisch leitend verbunden ist.
6. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem
- die Stabilisierungsschicht (3) eine erste Teilschicht (31) und eine von der ersten Teilschicht elektrisch getrennte zweite Teilschicht (32) umfasst,
- zumindest eine der Teilschichten (31, 32) eine kammartig gezahnte Struktur aufweist, und
- sich eine andere der Teilschichten (31, 32) in der
lateralen Richtung in die kammartig gezahnte Struktur erstreckt, sodass das Bauelement entlang aller lateralen Richtungen mechanisch verstärkt ist.
7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest einer der Teilbereiche (41, 42) sowohl über die Seitenfläche (10) als auch über die Rückseite (12) des Trägers (1) elektrisch kontaktierbar
ausgebildet ist.
8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Konverterschicht (7) auf einer der Vorderseite (11) des Trägers (1) abgewandten Oberfläche des
Halbleiterkörpers (2) aufweist, wobei die
Konverterschicht ein Konvertermaterial enthält, welches dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung einer ersten Peakwellenlänge in elektromagnetische Strahlung einer zweiten Peakwellenlänge umzuwandeln.
9. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine zu der als Montagefläche ausgebildete
Seitenfläche (10) quer oder senkrecht gerichtete
Gesamtbauhöhe (B) aufweist, die zwischen einschließlich 0,1 mm und 0,5 mm ist.
10. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterkörper (2) eine dem Träger (1)
abgewandte Strahlungsdurchtrittsfläche (201) aufweist und in lateralen Richtungen zumindest bereichsweise von dem den Formkörper (5) bildenden Kunststoff umrandet ist, wobei der Kunststoff in Draufsicht auf den Träger einen Rand mit einer lateralen Breite (R) zwischen einschließlich 5 ym und 30 ym um die
Strahlungsdurchtrittsfläche bildet .
11. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Teilbereich (41) und der zweite
Teilbereich (42) an gegenüberliegenden Kanten des
Trägers (1) elektrisch kontaktierbar ausgebildet sind und sich die Teilbereiche (41, 42) jeweils über
mindestens 30 % der vertikalen Höhen der Kanten
erstrecken .
12. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von
Bauelementen (100) mit folgenden Verfahrensschritten:
A) Bereitstellen eines Verbunds (200) mit einem
Halbleiterschichtenstapel (20) und einem auf dem
Halbleiterschichtenstapel angeordneten zusammenhängenden
Formkörperverbund (50) aus einem Kunststoff, wobei der Halbleiterschichtenstapel in eine Mehrzahl von
Halbleiterkörpern (2) zertrennbar ist,
B) Ausbilden einer Mehrzahl von Kontaktschichten (40) auf dem Halbleiterschichtenstapel (20) zur elektrischen
Kontaktierung der Halbleiterkörper (2), wobei die
Kontaktschichten (40) in Draufsicht jeweils mit
mindestens zwei benachbart angeordneten
Halbleiterkörpern (2) überlappen,
C)Vereinzeln des Verbunds (200) in eine Mehrzahl von
Bauelementen (100), sodass
- die Kontaktschichten (40) bei der Vereinzelung an
Stellen zwischen den benachbart angeordneten
Halbleiterkörpern (2) durchtrennt werden,
- die vereinzelten Bauelemente jeweils einen
Halbleiterkörper (2) und einen Träger (1) aufweisen, wobei die Halbleiterkörper (2) aus dem
Halbleiterschichtenstapel (20) hervorgehen,
- der Träger (1) des jeweiligen Bauelements einen
Formkörper (5) und eine Metallschicht (4) aufweist, wobei der Formkörper (5) aus dem Formkörperverbund (50) hervorgeht, die Metallschicht (4) zur elektrischen
Kontaktierung des zugehörigen Halbleiterkörpers (2) zwei Teilbereiche (41, 42) aus verschiedenen Kontaktschichten (40) aufweist und zumindest einer der Teilbereiche (41,
42) an einer Seitenfläche (10) des Trägers (1)
elektrisch kontaktierbar ausgebildet ist.
13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem zur mechanischen Stabilisierung der
herzustellenden Bauelemente (100) eine Mehrzahl von Stabilisierungsschichten (3) vor dem Ausbilden des Formkörperverbunds (50) sowie der Kontaktschichten (40) mittels eines galvanischen Verfahrens auf den
Halbleiterschichtenstapel (20) abgeschieden wird.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem der Kunststoff zur Ausbildung des
Formkörperverbunds (50) auf den
Halbleiterschichtenstapel (20) vergossen oder verpresst wird, wobei Kontaktöffnungen (61) zur teilweisen
Freilegung der Stabilisierungsschichten (3) in dem Formkörperverbund gebildet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
bei dem die Kontaktschichten (40) mittels eines
galvanischen Verfahrens auf den
Halbleiterschichtenstapel (20) aufgebracht werden.
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