WO2018083187A1 - Herstellung von strahlungsemittierenden halbleiterbauelementen - Google Patents

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WO2018083187A1
WO2018083187A1 PCT/EP2017/078080 EP2017078080W WO2018083187A1 WO 2018083187 A1 WO2018083187 A1 WO 2018083187A1 EP 2017078080 W EP2017078080 W EP 2017078080W WO 2018083187 A1 WO2018083187 A1 WO 2018083187A1
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layer
semiconductor
conversion
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Ivar Tangring
Markus Richter
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a method for herstel ⁇ len of radiation-emitting semiconductor devices.
  • the invention further relates to a radiation-emitting semiconductor component.
  • CSP LEDs Chip Size Package; LED: Light Emitting Diode
  • the semiconductor chips can be cast with a conversion compound.
  • the color location of producible light radiation can be determined only at the end of the manufacturing process. This can be associated with yield losses.
  • a lamination of a conversion foil on the semiconductor chips In this case, the film can be pre-characterized and thereby the yield can be increased.
  • the disadvantage is that the film will be ⁇ solidifies by means of adhesive to the semiconductor chip. Therefore, the life and / or performance of semiconductor devices may be compromised.
  • a conversion foil made of a Bi-Stage material can be used. Such a partially crosslinked film can be arranged directly on semiconductor chips and in one Heating process to be glued. Bi-Stage films, however, are expensive and have a short life.
  • the object of the present invention is to specify an improved method for producing radiation-emitting semiconductor components as well as an improved radiation-emitting semiconductor component.
  • a method for producing radiation-emitting semiconductor components comprises providing a conversion layer containing phosphor and arranging radiation-emitting semiconductor chips on the conversion layer.
  • the semiconductor chips are arranged with a front side on the conversion layer.
  • the semiconductor chips have contacts on a back side.
  • a further step of the method is a thickening of the conversion layer next to and between the semiconductor chips by applying a
  • the method further comprises a Ausbil ⁇ a reflective layer on the conversion layer and the semiconductor chip in the region of the back of the half ⁇ semiconductor chip. A back surface of the contacts of the semiconductor chips remains uncovered. Furthermore, the reflective layer and the conversion layer are severed to form isolated semiconductor devices.
  • the semiconductor ⁇ devices have a single semiconductor chip, disposed on the front and on the side faces of the semiconductor chip part of the conversion layer and is arranged in the region of the rear on the semiconductor chip and on the conversion ⁇ layer part of the reflective layer.
  • the semiconductor chips In the method of radiation-emitting semiconductor chips are used which have a front side, a front side opposite ⁇ back and surfaces between the pre ⁇ the side and the back side extending lateral soflä-. At the rear, the semiconductor chips have contacts. About the contacts, the semiconductor chips can be contacted electrically and thereby supplied with electrical energy. In the method, the semiconductor chips are arranged with their front sides on a provided conversion layer angeord ⁇ net, and areas are filled beside and between the semiconductor chips with a filler material containing phosphor to thicken the conversion layer.
  • the radiation emitted by the associated semiconductor chip can be at least partially converted with the aid of the conversion layer.
  • the semiconductor chips of Halbleiterbauele ⁇ elements may be formed, for example, to generate a primary blue light radiation. With the help of the conversion ⁇ layer, the primary light radiation can be at least partially converted. As a result, for example, a white light radiation can be generated and emitted via the conversion layer of the semiconductor components.
  • the rear-side reflective layer offers the possibility of suppressing a backside radiation emission during operation of the semiconductor components. In this way, the semiconductor devices can draw by a high luminous efficacy.
  • the use of adhesive between the conversion ⁇ layer and the semiconductor chip is eliminated.
  • the semiconductor devices are instead made such that the conversion ⁇ layer immediately adjacent to the semiconductor chip and the front sides, and side surfaces covered. In this way, the semiconductor devices can have a long service life, and optical properties of the semiconductor devices can be promoted.
  • the provided at the beginning of the process of conversion ⁇ layer and the USAGE to thicken the conversion layer ⁇ finished filling material can be a radiation-transparent basic material, hereinafter referred to as the matrix material, and the
  • the initial conversion layer can be provided with a high degree of filling of phosphor particles.
  • the method thus offers the possibility of producing radiation-emitting semiconductor components in which the conversion layer is highly concentrated and has a high phosphor content and thus particle fraction.
  • An embodiment of the radiation-emitting semiconductor components having a conversion layer, which has a high particle fraction and a small layer thickness, has also allows efficient cooling of the conversion ⁇ layer in the operation of the semiconductor devices. Therefore, the semiconductor devices can be characterized by a high robustness, and a long service life of the semiconductor devices can be further promoted.
  • the efficient Enticar ⁇ ment also makes it possible to operate the semiconductor devices with a high power density.
  • the radiation-emitting semiconductor components may be CSP components whose size substantially coincides with the size of the associated semiconductor chips. Furthermore, the semiconductor components can be used in general lighting.
  • the semiconductor chips of the semiconductor components may be LED chips.
  • the semiconductor chips used are volume-emitting flip-chips.
  • the primary light radiation can be emitted via the front side and over the side surfaces of the semiconductor chips, and at least partially converted via the conversion layer present at these locations.
  • the semiconductor chips may have a radiation-transmissive Chipsub ⁇ strat from, for example, sapphire, which forms the front ⁇ side of the semiconductor chip.
  • a semiconductor layer sequence with an active zone for generating radiation can be arranged on the back side of the chip substrate.
  • the rear-side contacts can be arranged on the semiconductor layer sequence .
  • the provided at the beginning of the process of conversion ⁇ layer may be planar.
  • the matrix material of this conversion layer, as well as that of the filling material used to thicken the conversion layer, can be an artificial Material material such as a silicone material or an epoxy material.
  • the matrix material may form the non Parti ⁇ kelanteil the conversion layer.
  • One type of phosphor particles, or different types of phosphor particles may be included in the matrix material.
  • the provided at the beginning Konversi ⁇ onstik and the filler material used for thickening have a matching material expression, ie the same Matrixma- TERIAL and the same phosphor particles.
  • a radiation emission with a high Farborthomogentician over different radiation angles in the operation of the semiconductor devices is possible.
  • the thickening of the conversion layer by the application of the filling compound can take place in such a way that the conversion layer extends to the rear edges of the semiconductor chips.
  • a rear emission radiation ⁇ may during operation of the semiconductor device prevents the ⁇ .
  • the thickened conversion layer is formed such that a surface of the conversion layer between the semiconductor chips is concavely curved .
  • the reflective layer in a region in which the reflective layer adjoins the conversion layer has a laterally outwardly increasing layer thickness.
  • the interface between the conversion layer and the reflective layer may be oblique to a front side and a back side of the reflective layer Semiconductor devices run. As a result of this embodiment, a lateral emission of radiation during operation of the semiconductor components can be reduced, thereby improving the luminous efficacy.
  • the filling compound has a solvent which evaporates after the application of the filling compound.
  • This embodiment promotes formation of the conversion layer with a high particle content and a high packing density of phosphor particles.
  • the filling compound can be given a low viscosity suitable for reliable application. This also applies to the case that the filling with light ⁇ material particles is highly populated.
  • the solvent may be, for example, n-heptane.
  • the solvent may ⁇ bring the filling compound self evaporate after the ups.
  • a temperature step may be performed to purposefully cause the solvent to evaporate.
  • the use of a solvent in the luminescent substance- containing filling compound can furthermore be used in relation to the above-described definition of a suitable reflector structure.
  • the solvent or of evaporation ⁇ sen offers the possibility of the surface of the Konversi- onstik to affect as desired or used in the form with respect to the subsequent formation of the re- flektiven layer.
  • the conversion layer has a planar surface or a concavely curved surface between the semiconductor chips after application of the filling compound, and that the surface of the conversion layer present between the semiconductor chips is concave or concave after evaporation of the solvent is more concave curved.
  • a wetting of the side surfaces of the semiconductor chips is used with the conversion layer, which on the side surfaces can reach up to the back edges of the semiconductor chips.
  • the thickened conversion layer may be formed such that a surface of the conversion layer between the semiconductor chips is planar.
  • the Kon ⁇ version layer can be flush with the back edges of the semi ⁇ conductor chips. This can be realized by the fact that the conversion layer has after application of the filling material a convex curved surface between the half ⁇ semiconductor chip, and that the surface of Konversi ⁇ ons slaughter is planar after evaporation of the solvent.
  • the application of the phosphor-containing material filler adjacent to and between the semiconductor chip can be carried out for example by Th ⁇ Sieren using a dispenser. Also possible are droplet-shaped application by means of a printing device (jetting or jetting), spraying (spray coating or spray coating), application by means of a doctor blade or potting.
  • Filling compound can be applied reaching to the back edges of the semiconductor chips. If the semiconductor chips after application should be covered on the back side with the filling compound, a cleaning step for removing the filling compound can also be carried out at these locations.
  • the reflective layer may be formed in such a way after the thickening of the Konversi ⁇ ons slaughter that the reflective layer has a flat surface between the contacts of the semiconductor chips and flush with the contacts from ⁇ closes.
  • a reflective mass in the conversion layer and the semiconductor chips ⁇ can be applied.
  • the reflective mass and thus the reflective layer may have a base or matrix material and scattering particles.
  • the matrix material may be a plastics ⁇ -material such as a silicone material or an epoxy material.
  • the scattering particles may be, for example, TiO 2 particles.
  • the reflective layer can with a high hen filling level of scattering particles are formed, so that a high reflectivity can be achieved.
  • the use of a solvent in the reflective composition may also be considered.
  • This embodiment promotes formation of the reflective layer with a high packing density of scattering particles.
  • the reflective material can one for a reliable on ⁇ bring suitable low viscosity are awarded, even if it is highly filled with scattering particles.
  • the solution ⁇ medium may be for example n-heptane.
  • the application of the reflective mass can be effected such that the reflective layer formed thereby first has a convexly curved surface between the contacts of the semiconductor chips, whereas after the evaporation of the solvent a planar surface may be present.
  • the solvent can evaporate by itself. Alternatively, a temperature step may be performed to purposefully cause the solvent to evaporate. If the contacts of the semiconductor chips are to be covered with the reflective layer on the back side after the application, a cleaning step for removing the reflective layer at these locations can furthermore be carried out.
  • the placing of the semiconductor chips, the application of the filling material and on ⁇ will bring the reflective mass in each case in an incompletely cured state of the conversion layer Runaway ⁇ leads. Before cutting, curing of the reflective layer and the conversion layer is carried out.
  • the masses and layers used in the process may be in a wet and sticky state before curing are located.
  • wet processing the masses and layers can be reliably and firmly connected to one another.
  • a time-consuming and costly use of cleaning and activation processes can be dispensed with.
  • the radiation-emitting semiconductor components are formed such that in the region of the front side and in the region of the side surfaces of the semiconductor chip there is a matching or at least similar layer thickness of the conversion layer. Also in this way a radiation emission with a high Farborthomogentician over different angles of radiation during operation of the semiconductor devices is possible.
  • the semiconductor devices may be, for example, such Herge ⁇ represents that the conversion layer has a thickness in the range from Be ⁇ 30ym to 120ym.
  • the choice of the layer thickness can be dependent on the desired color location of the light radiation generated by the semiconductor components. With such small layer thicknesses can be an efficient cooling of the
  • the method can be carried out in such a way that a different material characteristic, for example a different one, can be used
  • Phosphor concentration and / or different types of phosphor particles at the beginning of the process provided conversion layer and in the thickened Be ⁇ rich the conversion layer next to and between the semiconductor chips ⁇ present. It may also be eligible to use for the deployed at the beginning of the conversion layer and the filling material used to thicken the conversion layer under ⁇ etzliche matrix materials. Furthermore, radiation-emitting semiconductor devices having a different union under ⁇ layer thickness of the conversion layer in the front and in the area of side surfaces of the semi-conductor chips can be realized, as will be described below.
  • the radiation-emitting semiconductor devices are formed such that a layer thickness of the conversion layer in the area of soflä ⁇ surfaces of the semiconductor chip is larger than a layer thickness of the conversion layer in the front side of the semiconductor chips ⁇ .
  • a layer thickness of the conversion layer in the area of soflä ⁇ surfaces of the semiconductor chip is larger than a layer thickness of the conversion layer in the front side of the semiconductor chips ⁇ .
  • Such a configuration may, for example, Be ⁇ tracht to provide greater distances between the semiconductor chips in placing the semiconductor chip on the initial conversion layer and thereby compensate for possible tolerances in the placement of the semiconductor chips.
  • the thickening of the conversion layer adjacent to and between the semi-conductor chips ⁇ applied filling compound additionally comprises a particulate ⁇ shaped transparent and thereby optically passive filler.
  • the convergence sion layer has a larger layer thickness in the range of pages ⁇ surfaces of the semiconductor chip than in the region of the pre ⁇ the side, and in which the phosphor content of the Konversi ⁇ ons slaughter in the region of the side faces corresponds to the phosphor content in the region of the front side of the semiconductor chip, so that at these points a matching radiation conversion can occur.
  • the conversion layer may also have a high particle content in the region of the side surfaces of the semiconductor chip, which is a efficient heat dissipation of the conversion layer allows.
  • the proportion of particles comprises, in this embodiment fluorescent ⁇ particles and transparent filler.
  • the filler may be realized in the form of particles or beads of a transparent material. It is possible, for example, particles of a quartz material, whereby an efficient cooling of the conversion layer favors the ⁇ can. Alternatively, other particles, for example particles of a glass material, may be used.
  • the filler particles may be formed of a transparent material whose refractive index is close to the refractive index of the matrix material.
  • the refractive index difference between the transparent material of the filler particles and the matrix material can ⁇ not higher than 0.1, for example not higher than 0.05 in.
  • the conversion layer has a greater layer thickness in the region of the side surfaces of the semiconductor chip than in the region of the front side
  • the conversion layer in Be ⁇ rich the side surfaces of the semiconductor chip has a larger Phosphorus content has as in the front area, where ⁇ in the use of the less active phosphor in the region of the side surfaces leads to the fact that in the region of the front side and in the region of the side surfaces of the semiconductor chip a matching radiation conversion can occur.
  • the conversion layer can also have a high particle fraction comprising exclusively phosphor particles in the region of the side surfaces of the semiconductor chip, which makes efficient dissipation of the conversion layer possible.
  • the conversion layer is formed according to another form of execution ⁇ such that the conversion layer has a volume-based particle fraction of the conversion layer of at least 40%.
  • the particle fraction may comprise phosphor particles and, if appropriate, filler particles.
  • the cooling can be further promoted by the fact that the particle content is at least 50%, for example 55%.
  • the presence of efficient cooling is, according to another embodiment, used to provide a matrix material with a refractive index of at least 1.5 for the conversion layer provided at the beginning of the process and for the filling compound used to thicken the conversion layer.
  • a matrix material with a refractive index of at least 1.5 for the conversion layer provided at the beginning of the process and for the filling compound used to thicken the conversion layer.
  • efficient radiation extraction from the conversion layer can be achieved during operation of the semiconductor components.
  • high-index matrix material for example, a phenylated silicone material may be used.
  • High-index matrix materials can be sensitive to temperature, but this is harmless due to the efficient cooling of the conversion layer.
  • the conversion layer is provided on an auxiliary carrier. This can be a
  • the auxiliary carrier may be a carrier substrate or a carrier foil.
  • the application of the phosphor-containing composition can be done for example by spraying.
  • the mass may include a solvent such as n-heptane, which may evaporate after evaporation or may be evaporated. Also possible are other processes such as applying ei ⁇ ner phosphor-containing mass with the help of a screen printing ⁇ or stencil printing process.
  • the initially provided conversion layer is pre-characterized prior to arranging the semiconductor chips.
  • the conversion layer can be irradiated with a measuring radiation and a radiation measurement can be carried out. For example, an absorption of the measuring radiation in the conversion layer can be determined. It is also possible to measure a conversion radiation given by the conversion layer .
  • the pre-characterization of the conversion layer enables a higher yield. For example, an inappropriate conversion ⁇ layer can be sorted out, or can be performed based on the pre-characterization subsequent steps.
  • the separate semiconductor components can be characterized. Based on this, a Sor ⁇ animals of the semiconductor components can be performed.
  • a radiation-emitting semiconductor component has a single radiation-emitting semiconductor chip.
  • the semiconductor chip has contacts on a rear side.
  • Another component of the semiconducting ⁇ terbauelements is a phosphor-containing layer for conversion ⁇ radiation conversion which te on a Vordersei- and disposed on side surfaces of the semiconductor chip.
  • the semiconductor device to a arranged in the region of the rear side on the semiconductor chip and on the conversion layer ⁇ reflective layer. A back Surface of the contacts of the semiconductor chip is not covered with the reflective layer and thus freely accessible.
  • the radiation-emitting semiconductor component may be produced according to the method described above or according to one or more of the embodiments of the method described above. Therefore, features, embodiments, and details described above may similarly be considered for the semiconductor device.
  • the semiconductor chip may generate a primary, for example, blue light radiation, which can be converted at least partially with the aid of the conversion ⁇ layer.
  • a white light radiation can be generated and emitted via the conversion layer.
  • the conversion ⁇ layer immediately adjacent to the semiconductor chip and may cover the front and side surfaces, a small layer thickness and a high fluorescent and thus have particle fraction.
  • efficient cooling of the conversion layer is possible.
  • a matching layer thickness of the conversion layer is present in the region of the front side and in the region of the side surfaces of the semiconductor chip.
  • the reflective layer In a further embodiment, the reflective
  • the reflective layer can not only prevent a backside radiation emission in the operation of the semiconductor device, but can additionally reduce a lateral radiation emission and thereby the luminous efficacy can be improved.
  • the conversion layer may be a matrix material such case ⁇ play a silicone material or epoxy material and is of YOUR OWN embedded and have the radiation conversion causing fluorescent particles.
  • the radiation-emitting ⁇ semiconductor device is realized such that a layer ⁇ thickness of the conversion layer in the area of the side surfaces of the semiconductor chip is larger than a layer thickness of the convergence ⁇ sion layer in the region of the front side of the semiconductor chip, the conversion layer in the area of the side surfaces may additionally include a transparent particulate Have filler.
  • the conversion coating on a claim related ⁇ NEN on the volume of the conversion layer particle fraction of at least 40% is efficient cooling of the conversion layer at Be ⁇ can drive the semiconductor device can be achieved.
  • the Enticar ⁇ determination can be further promoted by the fact that the particle content is at least 50%, for example 55%.
  • the par ⁇ tikelanteil may comprise only phosphor particles or phosphor particles and filler particles.
  • the CONVERSION layer comprises a matrix material with a refractive index of 1.5 we ⁇ iquess.
  • the Matrixmateri ⁇ al can be in this configuration, for example, a phenylisier- tes silicone material.
  • FIGS. 1 to 6 show a possible method for producing radiation-emitting semiconductor components by means of lateral representations, wherein a conversion layer is provided on an auxiliary carrier, radiation-emitting semiconductor chips are arranged on the conversion layer, the conversion layer is thickened in areas adjacent to and between the semiconductor chips by application of a conversion compound is formed, a reflective layer in the region of the back of the semiconductor chips is formed and a singulation is performed;
  • FIG. 7 shows a side view of a radiation-emitting semiconductor component in which a matching conversion layer thickness is present in the region of the front side and in the region of the side surfaces of the semiconductor chip;
  • FIG. 8 shows a top view of a radiation-emitting semiconductor component
  • Figures 9 to 12 a further method for the preparation of radiation-emitting semiconductor devices based on lateral representations, wherein the application of the conversion mass is such that the conversion mass has a kon ⁇ KAV curved surface between the semiconductor chips on ⁇ ;
  • Figures 13 to 16 a further method for the preparation of radiation-emitting semiconductor devices based on lateral representations, wherein the application of the conversion mass is such that the conversion mass has a convexly curved surface between the semiconductor chips on ⁇ ;
  • Figure 17 is an enlarged view of a conversion ⁇ layer comprising a matrix material and phosphor particles
  • Figure 18 is a side view of a strahlungsemittie ⁇ in power semiconductor device, wherein in the region of the front and in the region of the side faces of the semiconductor chip, a different conversion layer thickness is present;
  • Figure 19 is an enlarged view of a conversion ⁇ layer comprising a matrix material, the phosphor particles and transparent particles. Based on the following schematic figures are possible
  • Semiconductor devices 100 are CSP (Chip Size Package Light Emitting Diode) LEDs with a single radiation-emitting
  • Semiconductor chip 140 which can be used for general lighting. Within the scope of production, known processes can be carried out from the production of optoelectronic components and customary materials can be used in these areas, so that this is only partially discussed. Similarly, other processes can be performed in addition to shown and described processes and the semiconductor elements 100 can be made zusharm ⁇ Lich to components shown and described with further components and structures. It is further noted that the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this sense, components and structures shown in FIGS a better understanding exaggeratedly large or reduced darge ⁇ represents his.
  • FIGS. 1 to 6 show, with the aid of side sectional views, a possible method for producing radiation-emitting semiconductor components 100.
  • a coherent component network is produced, which is subsequently singulated into separate semiconductor components 100.
  • a phosphor-containing planar conversion layer will be ⁇ riding provided on an auxiliary bracket 130 110, as shown in Figure 1 in part.
  • the subcarrier 130 may be, for example, a carrier substrate of Teflon or Kapton.
  • Phosphor-containing conversion compound applied to the auxiliary carrier 130 It is possible, for example, a spraying of the conversion mass on the auxiliary carrier 130, which is also referred to as spray ⁇ coating (spray coating).
  • spray ⁇ coating spray coating
  • the conversion mass and therefore, the conversion layer 110 have a radiation-permeable matrix material 120 and as ⁇ rin embedded phosphor particles 121 to the Strahlungskon ⁇ version on (see FIG. 17).
  • the matrix material 120 may be an organic material or a plastic material such as, for example, a silicone material or epoxy material.
  • the phosphor particles 121 den ⁇ nen, a generated by a semiconductor chip 140 primary At least partially converting light radiation into one or more longer wavelength secondary light radiations. It is possible that the conversion mass has a type of light ⁇ material particles 121, and thus a CONVERSION radiation can be generated. Also possible is an embodiment in which the conversion compound has different types of phosphor particles, and consequently a plurality of different conversion radiations can be emitted.
  • the suspension or conversion compound applied to form the conversion layer 110 on the auxiliary carrier 130 can furthermore be diluted with a solvent which evaporates after application of the conversion compound.
  • a solvent which evaporates after application of the conversion compound.
  • Such expression can be considered, for example in relation to a Aufsprü ⁇ hen the conversion mass.
  • the complementary and ⁇ tel may be for example n-heptane. Because of the complementary and ⁇ means of the conversion mass may have suitable for a reliable application of low viscosity.
  • the solvent can evaporate by itself after application of the conversion compound. It is also possible to perform a temperature step to cause the evaporation of the solvent in a targeted manner (not shown). Before further steps are taken, which provided on the subcarrier 130 conversion layer can be characterized before 110 ⁇ .
  • a radiation measurement can be performed (not ones shown, asserted).
  • detecting the Absorpti ⁇ on the measurement radiation in the conversion layer 110 and a measurement of the output from the conversion layer 110 conversion radiation. In this way, a higher yield can be achieved.
  • the conversion layer 110 can be outsourced. and another conversion layer 110 may be provided.
  • subsequent process steps can based on the vorcha ⁇ characterization of the conversion layer 110 performed the advertising.
  • the following components and layers may be matched to the pre-characterization selected or be formed from ⁇ .
  • radiation-emitting semiconductor chips 140 are arranged on the Kon ⁇ version layer 110.
  • the semiconductor chips 140 may be placed in the form of rows and columns on the conversion layer 110 (not shown). Disposing the semiconductor chips 140 is performed in a wet and tacky state of the conversion layer 110 in which the conversion layer is not completely cured ⁇ 110th
  • the semiconductor chips 140 have a front side 141, a front 141 opposite backside 142 and Zvi ⁇ rule the front 141 and back 142 extending lateral side surfaces 143 on. On the rear side 142, the semiconductor chips 140 have contacts 145 via which electrical energy can be supplied to the semiconductor chips 140.
  • the semiconductor chips 140 are arranged with their front sides 141 on the conversion layer 110.
  • the radiation-emitting semiconductor chips 140 are LED chips (Light Emitting Diode), which are realized in the form of volume-emitting flip-chips. In this refinement, a primary light radiation generated during operation of the semiconductor chips 140 can be emitted via its front side 141 and side surfaces 143.
  • the semiconductor chips 140 can comprise a radiation transmissive chip substrate of Sa ⁇ phir which forms the front side 141 and a Wesent ⁇ union part of the side surfaces of the 143rd Back can the semiconductor chips 141 a arranged on the chip substrate the semiconductor layer sequence with an active zone for Strah ⁇ lungserzeug comprise (not shown respectively). This may be the contacts 145 are located. Seen from above, the semiconductor chips 140 a rectangular or quadra ⁇ tables supervision shape having (see FIG. 8). The semiconductor chips 140 or their active zone can be designed to generate a primary blue light radiation. This is followed by application of a filling material 111 containing luminescent material next to and between the semiconductor chips 140, so that the conversion layer 110, as shown in FIG. 3, is thickened in these regions. The thickened conversion layer 110 immediately adjoins the front sides 141 and the side edges 143 of the semiconductor chips 140.
  • the filling compound 111 used is likewise a conversion compound which has a radiation-permeable matrix material 120, for example a silicone material or epoxide material, and phosphor particles 121 embedded therein for radiation conversion (see FIG. 17).
  • the filling material 111 and the beginning of the process to form the planar conversion layer 110 applied to the auxiliary carrier 130 conversion mass (see FIG. 1) may be coincident by the material expression forth, and the same matrix material 120 and the same phosphor particles 121 have ⁇ .
  • the filling material 111 may, therefore, one type of light-emitting material particles ⁇ particles 121 or various types of fluorescent lamps having the 121st
  • the application of the filling compound 111 next to and between the semiconductor chips 140 can be carried out, for example, by dispensing, that is to say by metering with the aid of a dispenser.
  • ⁇ In game refers to a droplet-shaped application by means of a pressure ⁇ device, also known as jetting, spraying, an application with the aid of a doctor blade or casting (respectively not shown) .
  • the application of the filling compound 111 is also carried out in a wet and sticky state of the previously provided conversion layer 110, in which the conversion layer 110 is not completely cured.
  • the filling material 111 up to the rear edge of the semiconductor chips 140 reaching ⁇ be applied.
  • the reports also the application of the filling material 111 such that the conversion layer has thickened 110 after application of the filling material 111 is a planar surface between the semiconductor chip 140 and is flush with the semi-conductor chips ⁇ 140th
  • a cleaning step of removing filling material 111 may also be performed at these locations.
  • the filling material 111 used includes, in addition to the matrix material ⁇ 120 and the phosphor particles 121 a solvent-tel (not shown) on which evaporates after application of the filling compound 111th
  • the solvent which is, for example, n-heptane, this can evaporate by itself or evaporated by a temperature step in geziel ⁇ ter manner. Due to the solvent, the filling material 111 may have a ge ⁇ suitable for a reliable application of low viscosity.
  • the use of the filling compound 111 diluted with the solvent or the evaporation of the solvent further make it possible to define a suitable reflector structure for the semiconductor components 100 to be produced.
  • a suitable reflector structure for the semiconductor components 100 is used from ⁇ that due to wetting of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140 further to the rear edges of the semiconductor chip 140 reaching conversion layer 110, after evaporation of the solvent and a concomitant reduction in volume, as shown in Figure 4, a concave curved surface 181 between the semiconductor chips 140 has.
  • a reflective layer 150 is deposited on the conversion layer 110 and on the semiconductor chips 140 in the region of the rear side 142 of FIG
  • the reflective layer 150 extends to the upper edges of the contacts 145 of the semiconductor chips 140 and terminates flush with the contacts 145, so that a back surface of the contacts 145 is not covered with the reflective layer 150. Thus, the contacts 145 continue to ⁇ accessible for contacting.
  • the reflective layer 150 has a planar top surface between the contacts ⁇ 145th
  • a reflekti ⁇ ve mass on the conversion layer 110 and the semiconductor chips 140 ⁇ is applied. This can be done for example by Vergie ⁇ SEN or dispensing.
  • the reflective layer 150 comprises a matrix material, for example, a silicone material or an epoxy material, and scattering particles embedded therein
  • Example Ti02 particles on (not shown).
  • the application of the reflective mass is carried out in a wet and sticky state of the previously thickened conversion layer 110, in which the conversion layer 110 is not completely cured.
  • Layer 150 used reflective compound additionally has a Lö ⁇ sungsstoff such as n-heptane, which evaporates after the application of the reflective mass.
  • the solvent can evaporate by itself or be evaporated in a targeted manner by means of a temperature step.
  • the reflective mass can be applied with a defined overgrowth, so that the reflective
  • the contacts 145 may have (each not shown).
  • the surface of the reflective layer 150 may have the thickness shown in FIG. take a flat shape.
  • a cleaning step for removing the reflective layer 150 at these locations may also be carried out.
  • the component ⁇ composite formed in this way is separated into separate radiation-emitting Halbleitererbauele ⁇ elements 100 by the reflective layer 150 and the conversion layer 110, as shown in Figure 6, in areas between the semiconductor chips 140 cut ⁇ who.
  • a sawing process can be carried out, as indicated in FIG. 6 by means of a saw blade 160.
  • the separate semiconductor devices 100 may be removed from the submount 130.
  • the semiconductor devices 100 may be characterized and sorted based thereon (not shown).
  • Figures 7 and 8 show an enlarged lateral
  • the radiation-emitting semiconductor component 100 has a single radiation-emitting semiconductor chip 140 with two rear-side contacts 145, a severed part of the conversion layer 110 covering the front side 141 and the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140, and one in FIG Area of the rear side on the semiconductor chip 140 and on the conversion layer 110 arranged through cut part of the reflective layer 150 (see Figure 7).
  • the back surface of the contacts 145 is uncovered. From above betrach- tet, the semiconductor device 100, as its semiconductor chip ⁇ 140, a rectangular or square shape having (see FIG. 8).
  • the semiconductor chip 140 can generate a primary blue light radiation.
  • the primary light radiation can be emitted via the front side 141 and the side surfaces 143 and coupled into the conversion layer 110.
  • the primary light can be converted at least partially.
  • the primary light radiation can hereby be converted into one or more long-wavelength conversion radiation. In this way, a white light can be generated and passed over the conversion layer 110 of the semiconductor device 100 from ⁇ (not shown).
  • the reflective layer 150 provided on the back surface of the radiation-emitting semiconductor device 100 serves as a reflector to suppress a backside radiation emission in the operation of the semiconductor device 100. Due to the in the process between each of the semiconductor chips 140 ge ⁇ produced concave meniscus 181 of the conversion layer 110 (see FIG. 4) having the reflective layer 150 of the half ⁇ circuit device 100 in a region in which the re ⁇ flektive layer 150 of the conversion layer 110 adjacent, in cross section a laterally outwardly increasing layer thickness (see Figure 7).
  • the Grenzflä ⁇ che between the conversion layer 110 and the reflective layer 150 is substantially obliquely with respect to a front side and Back side of the semiconductor device 100 extend.
  • ⁇ se structure can be additionally reduced by means of the reflective layer 150, a lateral emission of radiation and thereby the light output can be increased.
  • the semi-conductor component- ⁇ 100 can have a long life. Also, the primary radiation generated by the semiconductor chip 140 can be coupled into the conversion layer 110 with a high efficiency.
  • the radiation-emitting de semiconductor device 100 may be manufactured such that ei ⁇ ne coincides in the area of the front side 141 of the semiconductor chip 170 subject layer thickness 171 of the conversion layer 110 with a present in the region of the side surfaces 143 layer thickness 173 of the conversion layer 110 ,
  • This refinement makes it possible for the semiconductor component 100 to emit light radiation with a high color ortho-homogeneity over different emission angles during operation.
  • the conversion layer 110 of the radiation-emitting semiconductor ⁇ circuit device 100 including the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140 covering part of the conversion layer 110 can be connected to a high packing density
  • Phosphor particles 121 and thus be formed with a high particle content.
  • Producing the high particle conversion layer 110 may be further facilitated by diluting the conversion mass used at the beginning of the process for providing the conversion layer 110 and the filling compound 111 used to thicken the conversion layer 110 with a solvent.
  • the respective masses can be highly concentrated and have a high phosphor content. Due to the solvent, the compositions can be given a low viscosity suitable for application.
  • the conversion layer 110 of the radiation-emitting semiconducting ⁇ terbauelements 100 may further be provided with a small layer thickness of origin. Because of the high phosphor content can be achieved even with a small layer thickness sufficient Strah ⁇ lung conversion.
  • heating of the conversion layer 110 may occur due to conversion losses and waste heat of the semiconductor chip 140.
  • the above-described embodiment of the conversion layer 110 with a high phosphor content and thus particle content and a small layer thickness makes it possible in this connection to efficiently heat the
  • Conversion layer 110 so that heat-related effects such as ei ⁇ ne reduction in the efficiency of the radiation conversion and a color change of the positionable light radiation can be reliably avoided.
  • the heat energy of the conversion layer 110 can be dissipated via the semiconductor chip 140 and the ambient air.
  • the radiation-emitting semiconductor component 100 may be characterized by a high robustness, and can be a ho he ⁇ life can be further promoted. Furthermore, it is possible to operate the semiconductor device 100 with a high power density.
  • An efficient cooling of the conversion layer 110 can be achieved, for example, when the conversion layer 110 has a layer thickness in the range of 30ym to 120ym and related to the volume of the conversion layer 110 Par ⁇ tikelanteil of at least 40% is present. Low can at ⁇ game as a particle fraction of at least 50%, for ⁇ In game 55%, being, whereby efficient cooling can provide to an even greater extent.
  • the property of efficient cooling of the conversion layer 110 which is present in the semiconductor component 100 can also be used to provide for the conversion layer 110 a matrix material 120 with a high refractive index, for example with a refractive index of at least 1.5.
  • the conversion layer 110 provided at the beginning of the method and the filling material used for thickening the conversion layer 110 have such a high-index matrix material 120.
  • This may be, for example, a phenylated silicone mate ⁇ rial.
  • the use of a high refractive index matrix material 120 allows efficient coupling out radiation from the conversion layer 110 during operation of the semiconductor assembly ⁇ elements 100.
  • Highly refractive matrix materials may be temperature-turlos. This property can be harmless to ⁇ due to the efficient dissipation of heat conversion layer 110 present.
  • the use of a solvent described above as used for forming the reflective layer 150 reflective mass offers the possibility of the reflective layer 150 of the radiation-emitting semi-conductor device ⁇ 100 with a high packing density of
  • the reflective layer 150 can be distinguished by a high reflectivity ⁇ .
  • the above-described wet processing may be advantageous according to which the arrangement of the semiconductor chips 140, the application of the filling compound 111 and the application of the reflective mass are each performed in a not fully cured state of the conversion layer 110, and the individual Masses and layers are hardened together only at the end of the process before separation. In this way, the under defenceli ⁇ Chen masses and layers can be reliably and firmly connected to each other.
  • a planar Konversi ⁇ onstik 110 on a submount 130, and then radiation-emitting semiconductor chip 140 are at ⁇ sorted as explained above with reference to FIGS . 1, 2.
  • the subsequent application of a matrix material 120, phosphor particles 121 and a solvent having the filling compound 111 in areas next to and between the semiconductor chips 140 takes place with a defined undercutting, so that the thickened conversion layer 110, as shown in FIG. 9, has a concave curved surface 181 zwi ⁇ tween the semiconductor chip 140 has.
  • the strings are tenphil of the semiconductor chips wetted 143 140 discloses the conversion ⁇ layer 110, and passes the conversion layer 110 to the rear edges of the semiconductor chip 140.
  • the conversion layer 110 as shown in Figure 10, an even more kon ⁇ kav curved surface 181 between the semiconductor chip 140.
  • the further the above loading signed processes take place, ie a back forming a reflective layer 150 on the conversion layer 110 and the semiconductor chip 140 (see FIG. 11), a voll personali ⁇ ges curing of the previously deposited materials and layers, and separating the component composite formed in this way into separate semiconductor components 100 (compare FIG. 11).
  • the interface between the reflective layer 150 and the conversion ⁇ layer 110 is formed more curved or more inclined. In this way, lateral radiation emission can be reduced to a greater extent.
  • FIGS. 13 to 16 show, on the basis of lateral sectional views, a further method for the production of
  • the conversion layer 110 comprises a matrix material 120 and phosphor particles 121 embedded therein for radiation conversion.
  • Deviating from Figure 17 are also conceivable embodiments in which the conversion layer 110 also has an optically ⁇ pas sive filler. This will be discussed in more detail below.
  • FIG. 18 shows a side sectional view of a further radiation-emitting semiconductor component 100.
  • the semiconductor component 100 is produced in a manner different from the design shown in FIG the side surface 143 of the semiconductor chip 140 layer thickness 173 of the conversion layer 110 is greater than a present in the front side 141 of the semiconductor chip 140 layer thickness 171 of the conversion layer 110.
  • the semiconductor device 100 as its semiconductor chip 140, a rectangular or square shape own.
  • the manufacture of semiconductor devices 100 having the structure shown in Fi gure 18 can be built up according to the explained with reference to Fi gures 1 to 6 ⁇ process wherein the semiconductor chips 140 are placed at greater distances from one another on the conversion layer 110th In this way, Kings ⁇ nen possible tolerances in arranging the semiconductor chips are compensated in the conversion layer 110 140th
  • the size ⁇ ren distances between the semiconductor chip 140 may lead to the design shown in Figure 18 with respect to the layer thickness 171 greater layer thickness 173rd
  • the filling compound 111 may be further diluted with a solvent which can be evaporated after the Aufbrin ⁇ gene or evaporates.
  • the conversion layer may have the expression shown in the enlarged sectional view of Figure 19 110 of the semiconductor device shown in Figure 18, 100 is in the region of the side surfaces ⁇ 143rd
  • the conversion layer 110 can furthermore have the structure without filler as shown in FIG. In this embodiment, despite the larger area of the side surfaces 143 layer thickness 173 of the conversion layer 110.
  • the phosphor content of the conversion layer 110 in the region of the front face 141 of the half ⁇ semiconductor chip 140 may correspond to the phosphor content of the conversion layer 110 in the region of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140, the Strah ⁇ development operation of the semiconductor device 100 as a result, a matching radiation conversion occur at these locations. Due to the transparent particles 122, the conversion layer 110 in the region of the side surfaces 143 of the
  • Semiconductor chips 140 furthermore have a high particle content .
  • the particle fraction comprises the phosphor particles 121 and transparent filler particles 122.
  • the particle content of the conversion layer 110 can also amount to at least 40% or at least 50% in this embodiment.
  • a high packing density of the phosphor particles 121 and the transparent particles is ⁇ indicated 122, which makes an efficient heat conduction and heat dissipation of the duck characterized effi ⁇ conversion layer 121 possible.
  • the transparent particles 122 may be, for example, beads of a quartz material. As a result, efficient heat dissipation of the conversion layer 110 can be promoted. Al ternatively ⁇ , particles 122 of a different transparent material, for example of a glass material may be used.
  • an embodiment of ei ⁇ nem transparent material may be chosen having a refractive index close to the refractive index of the matrix material 120th In this way, an occurrence of increased scattering due to the particles 122 can be avoided. This can be achieved reliably, when the refractive index difference Zvi ⁇ rule the transparent material of the particles 122 and matrix material 120 is not higher than 0.1, for example not higher than 0.05.
  • the procedures explained with reference to Figures 9 to 12 and 13 to 16 may be such as produce be ⁇ converts in a corresponding manner, that semiconductor devices 100 with a con version layer ⁇ formed 110, which has a greater layer thickness 173, and also transparent particles 122 in the region of the side surfaces 143 of the associated semiconductor chip 140.
  • the thickening of the conversion layer 110 ver ⁇ applied filling compound further comprises one or more Drstof- fe 111, can be defined with the aid of, for example, flow, spreading and / or strength properties .
  • An embodiment with one or more such fillers may also be used in reference to the beginning of the process ready rack ⁇ te conversion layer 110 into consideration.
  • Another possible modification of the process is as ⁇ rin, after providing or applying of individual layers or masses of an intermediate curing step by means of a temperature to carry out.
  • Such an approach is game for examples in terms of the beginning of the process crampge ⁇ set conversion layer 110 conceivable.
  • the Kon ⁇ version layer 110 can be hardened after arranging the semiconductor chips 140 to fix the semiconductor chip 140 on the conversion layer 110.
  • the conversion layer 110 can not be completely cured.
  • Further possible modifications are to provide different concentrations and / or different types of phosphor particles 121, for example for producing different conversion radiations, for the conversion layer 110 provided at the beginning of the method and the regions of the conversion layer 110 thickened next to and between the semiconductor chips 140.
  • the conversion layer 110 different Matrixmateri ⁇ alien.
  • the conversion layer has a greater layer thickness has 110,173 in the loading area of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140 (see FIG. 18), it is possible in the used to thicken the conversion layer 110 filling material 111 does not fill ⁇ material but instead provide a less active phosphor. As a result, the semiconductor devices 100 produced in this way can become less active in the region of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140
  • the conversion layer 110 in the region of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140 have a greater proportion of phosphor than in the region of the front side 141.
  • the less active phosphor in the region of the side surfaces 143 It can be achieved that in the area of the front side 141 and in the region of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140, a matching radiation conversion occurs.
  • Conversion layer 110 also in the region of the side surfaces 143 of the semiconductor chip 140 have a high and composed exclusively of phosphor particles 121 particle proportion, so that an efficient cooling of the conversion layer 110 is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Leuchtstoff enthaltenden Konversionsschicht und ein Anordnen von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf der Konversionsschicht. Die Halbleiterchips werden mit einer Vorderseite auf der Konversionsschicht angeordnet. Die Halbleiterchips weisen Kontakte an einer Rückseite auf. Ein weiterer Schritt des Verfahrens ist ein Verdicken der Konversionsschicht neben und zwischen den Halbleiterchips durch Aufbringen einer Leuchtstoff enthaltenden Füllmasse. Die verdickte Konversionsschicht grenzt an die Vorderseite und an Seitenflächen der Halbleiterchips an. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbilden einer reflektiven Schicht auf der Konversionsschicht und auf den Halbleiterchips im Bereich der Rückseite der Halbleiterchips, wobei eine rückseitige Oberfläche der Kontakte der Halbleiterchips unbedeckt bleibt. Des Weiteren werden die reflektive Schicht und die Konversionsschicht durchtrennt, um vereinzelte Halbleiterbauelemente zu bilden, welche einen einzelnen Halbleiterchip, einen auf der Vorderseite und auf den Seitenflächen des Halbleiterchips angeordneten Teil der Konversionsschicht und einen im Bereich der Rückseite auf dem Halbleiterchip und auf der Konversionsschicht angeordneten Teil der reflektiven Schicht aufweisen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement.

Description

HERSTELLUNG VON STRAHLUNGSEMITTIERENDEN
HALBLE I TERBAUELEMENTEN
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel¬ len von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 121 099.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Heutzutage werden auf dem Gebiet der Allgemeinbeleuchtung zunehmend Halbleiterlichtquellen eingesetzt. Die Lichtquellen können in Form von CSP LEDs (CSP: Chip-Size-Package; LED: Light Emitting Diode) verwirklicht sein. Hierbei handelt es sich um Halbleiterbauelemente mit einem einzelnen strahlungs- emittierenden Halbleiterchip und einem Konversionsmaterial zur Strahlungskonversion, welche im Wesentlichen die Größe des Halbleiterchips aufweisen.
Zur Herstellung von CSP LEDs können die Halbleiterchips mit einer Konversionsmasse vergossen werden. Bei dieser Vorge¬ hensweise kann der Farbort der erzeugbaren Lichtstrahlung erst am Ende des Herstellungsprozesses festgestellt werden. Dies kann mit Ausbeuteverlusten verbunden sein. Möglich ist auch ein Auflaminieren einer Konversionsfolie auf die Halb- leiterchips. Hierbei kann die Folie vorcharakterisiert und dadurch die Ausbeute erhöht werden. Von Nachteil ist jedoch, dass die Folie mittels Klebstoff auf den Halbleiterchips be¬ festigt wird. Daher kann es zu Einbußen in der Lebensdauer und/oder der Leistungsfähigkeit der Halbleiterbauelemente kommen. Alternativ kann eine Konversionsfolie aus einem Bi- Stage-Material zum Einsatz kommen. Eine solche teilvernetzte Folie kann direkt auf Halbleiterchips angeordnet und in einem Heizprozess zum Kleben gebracht werden. Bi-Stage-Folien sind jedoch teuer und besitzen eine geringe Lebensdauer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von strahlungsemittie- renden Halbleiterbauelementen sowie ein verbessertes strah- lungsemittierendes Halbleiterbauelement anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Leuchtstoff enthaltenden Konversionsschicht und ein Anordnen von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf der Konversionsschicht. Die Halbleiterchips werden mit einer Vorderseite auf der Konversionsschicht angeordnet. Die Halbleiterchips weisen Kontakte an einer Rückseite auf. Ein weiterer Schritt des Verfahrens ist ein Verdicken der Konversionsschicht neben und zwischen den Halbleiterchips durch Aufbringen einer
Leuchtstoff enthaltenden Füllmasse. Die verdickte Konversi¬ onsschicht grenzt an die Vorderseite und an Seitenflächen der Halbleiterchips an. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbil¬ den einer reflektiven Schicht auf der Konversionsschicht und auf den Halbleiterchips im Bereich der Rückseite der Halb¬ leiterchips. Eine rückseitige Oberfläche der Kontakte der Halbleiterchips bleibt unbedeckt. Des Weiteren werden die re- flektive Schicht und die Konversionsschicht durchtrennt, um vereinzelte Halbleiterbauelemente zu bilden. Die Halbleiter¬ bauelemente weisen einen einzelnen Halbleiterchip, einen auf der Vorderseite und auf den Seitenflächen des Halbleiterchips angeordneten Teil der Konversionsschicht und einen im Bereich der Rückseite auf dem Halbleiterchip und auf der Konversions¬ schicht angeordneten Teil der reflektiven Schicht auf. In dem Verfahren werden Strahlungsemittierende Halbleiterchips eingesetzt, welche eine Vorderseite, eine der Vorder¬ seite entgegengesetzte Rückseite und sich zwischen der Vor¬ derseite und der Rückseite erstreckende laterale Seitenflä- chen aufweisen. An der Rückseite weisen die Halbleiterchips Kontakte auf. Über die Kontakte können die Halbleiterchips elektrisch kontaktiert und dadurch mit elektrischer Energie versorgt werden. In dem Verfahren werden die Halbleiterchips mit deren Vorderseiten auf einer bereitgestellten Konversionsschicht angeord¬ net, und werden Bereiche neben und zwischen den Halbleiterchips mit einer Leuchtstoff enthaltenden Füllmasse verfüllt, um die Konversionsschicht zu verdicken. Des Weiteren wird ei- ne reflektive Schicht im Bereich der Rückseite der Halb¬ leiterchips ausgebildet, und wird der auf diese Weise gebil¬ dete Bauelementverbund durch Durchtrennen der reflektiven Schicht und der Konversionsschicht zwischen den Halbleiter¬ chips in separate Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemen- te vereinzelt. Diese Schritte können in der vorstehend ange¬ gebenen Reihenfolge durchgeführt werden.
Im Betrieb der Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente kann mit Hilfe der Konversionsschicht die von dem dazugehöri- gen Halbleiterchip emittierte Strahlung wenigstens teilweise konvertiert werden. Die Halbleiterchips der Halbleiterbauele¬ mente können zum Beispiel zum Erzeugen einer primären blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Mit Hilfe der Konversions¬ schicht kann die primäre Lichtstrahlung wenigstens teilweise konvertiert werden. Hierdurch kann zum Beispiel eine weiße Lichtstrahlung erzeugt und über die Konversionsschicht der Halbleiterbauelemente abgegeben werden.
Die rückseitig vorhandene reflektive Schicht bietet die Mög- lichkeit, eine rückseitige Strahlungsemission im Betrieb der Halbleiterbauelemente zu unterdrücken. Auf diese Weise können sich die Halbleiterbauelemente durch eine hohe Lichtausbeute aus zeichnen . Bei den Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen entfällt der Einsatz von Klebstoff zwischen der Konversions¬ schicht und den Halbleiterchips. Die Halbleiterbauelemente werden stattdessen derart hergestellt, dass die Konversions¬ schicht unmittelbar an die Halbleiterchips angrenzt und deren Vorderseiten und Seitenflächen bedeckt. Auf diese Weise können die Halbleiterbauelemente eine hohe Lebensdauer besitzen, und können optische Eigenschaften der Halbleiterbauelemente begünstigt werden.
Die am Anfang des Verfahrens bereitgestellte Konversions¬ schicht und die zum Verdicken der Konversionsschicht verwen¬ dete Füllmasse können ein strahlungsdurchlässiges Grundmate- rial, im Folgenden als Matrixmaterial bezeichnet, und die
Strahlungskonversion bewirkende Leuchtstoffpartikel aufwei¬ sen. Das Verdicken der Konversionsschicht neben und zwischen den Halbleiterchips durch das Aufbringen der Füllmasse macht es möglich, die Konversionsschicht in diesen Bereichen mit einem hohen Füllgrad an LeuchtstoffPartikeln auszubilden.
Auch die anfängliche Konversionsschicht kann mit einem hohen Füllgrad an LeuchtstoffPartikeln bereitgestellt werden. Das Verfahren bietet somit die Möglichkeit, strahlungsemittieren- de Halbleiterbauelemente herzustellen, bei denen die Konver- sionsschicht hochkonzentriert ausgebildet ist und einen hohen Leuchtstoffanteil und damit Partikelanteil aufweist.
Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die strahlungsemittie- renden Halbleiterbauelemente mit einer kleinen Dicke der Kon- versionsschicht herzustellen. Denn durch die hohe Packungs¬ dichte an LeuchtstoffPartikeln kann auch bei einer kleinen Schichtdicke eine ausreichende Strahlungskonversion erzielt werden. Hiermit verbunden ist eine Material- und damit Koste¬ neinsparung .
Eine Ausgestaltung der Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente mit einer Konversionsschicht, welche einen hohen Partikelanteil sowie eine kleine Schichtdicke aufweist, er- möglicht ferner eine effiziente Entwärmung der Konversions¬ schicht im Betrieb der Halbleiterbauelemente. Daher können sich die Halbleiterbauelemente durch eine hohe Robustheit auszeichnen, und kann eine hohe Lebensdauer der Halbleiter- bauelemente weiter begünstigt werden. Die effiziente Entwär¬ mung macht es ferner möglich, die Halbleiterbauelemente mit einer hohen Leistungsdichte zu betreiben.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs- formen näher beschrieben, welche für das Verfahren und für die gemäß dem Verfahren hergestellten Halbleiterbauelemente in Betracht kommen können.
Die Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente können CSP- Bauelemente sein, deren Größe im Wesentlichen mit der Größe der dazugehörigen Halbleiterchips übereinstimmt. Des Weiteren können die Halbleiterbauelemente bei der Allgemeinbeleuchtung zum Einsatz kommen. Die Halbleiterchips der Halbleiterbauelemente können LED- Chips sein. In einer Ausführungsform sind die verwendeten Halbleiterchips volumenemittierende Flip-Chips. In dieser Ausgestaltung kann die primäre Lichtstrahlung über die Vorderseite und über die Seitenflächen der Halbleiterchips abge- geben werden, und über die an diesen Stellen vorhandene Konversionsschicht wenigstens teilweise konvertiert werden. Die Halbleiterchips können ein strahlungsdurchlässiges Chipsub¬ strat aus zum Beispiel Saphir aufweisen, welches die Vorder¬ seite der Halbleiterchips bildet. Auf dem Chipsubstrat kann rückseitig eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung angeordnet sein. Auf der Halbleiterschichtenfolge können die rückseitigen Kontakte ange¬ ordnet sein. Die am Anfang des Verfahrens bereitgestellte Konversions¬ schicht kann ebenflächig sein. Das Matrixmaterial dieser Konversionsschicht, sowie auch dasjenige der zum Verdicken der Konversionsschicht verwendeten Füllmasse, kann ein Kunst- Stoffmaterial wie zum Beispiel ein Silikonmaterial oder ein Epoxidmaterial sein. Das Matrixmaterial kann den Nichtparti¬ kelanteil der Konversionsschicht bilden. Es können eine Art von LeuchtstoffPartikeln, oder unterschiedliche Arten von LeuchtstoffPartikeln in dem Matrixmaterial enthalten sein.
Es ist möglich, dass die am Anfang bereitgestellte Konversi¬ onsschicht und die zum Verdicken eingesetzte Füllmasse eine übereinstimmende Materialausprägung, d.h. dasselbe Matrixma- terial und dieselben Leuchtstoffpartikel , aufweisen. Auf die¬ se Weise ist eine Strahlungsemission mit einer hohen Farborthomogenität über verschiedene Abstrahlwinkel im Betrieb der Halbleiterbauelemente möglich. Das Verdicken der Konversionsschicht durch das Aufbringen der Füllmasse kann derart erfolgen, dass die Konversionsschicht bis zu rückseitigen Kanten der Halbleiterchips reicht.
Mit Hilfe der nachfolgend ausgebildeten reflektiven Schicht, welche bei den Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen als Reflektor dienen kann, kann eine rückseitige Strahlungs¬ emission im Betrieb der Halbleiterbauelemente verhindert wer¬ den. Durch ein geeignetes Verdicken der Konversionsschicht ist es möglich, eine optimierte Reflektorstruktur zur Verfü- gung zu stellen. Hierbei kann wie im Folgenden beschrieben vorgegangen werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die verdickte Konversionsschicht derart ausgebildet, dass eine Oberfläche der Konversionsschicht zwischen den Halbleiterchips konkav ge¬ krümmt ist. Auf diese Weise können Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente gefertigt werden, bei denen die reflek- tive Schicht in einem Bereich, in welchem die reflektive Schicht an die Konversionsschicht angrenzt, eine in lateraler Richtung nach außen ansteigende Schichtdicke aufweist. In dieser Ausgestaltung kann die Grenzfläche zwischen der Konversionsschicht und der reflektiven Schicht schräg bzw. im Wesentlichen schräg zu einer Vorderseite und Rückseite der Halbleiterbauelemente verlaufen. Durch diese Ausgestaltung kann eine seitliche Strahlungsemission im Betrieb der Halbleiterbauelemente verringert und dadurch die Lichtausbeute verbessert werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Füllmasse ein Lösungsmittel auf, welches nach dem Aufbringen der Füllmasse verdunstet. Diese Ausgestaltung begünstigt ein Ausbilden der Konversionsschicht mit einem hohen Partikelanteil und einer hohen Packungsdichte an LeuchtstoffPartikeln . Mit Hilfe des Lösungsmittels kann der Füllmasse eine für ein zuverlässiges Aufbringen geeignete geringe Viskosität verliehen werden. Dies gilt auch für den Fall, dass die Füllmasse mit Leucht¬ stoffPartikeln hochgefüllt ist. Das Lösungsmittel kann zum Beispiel n-Heptan sein. Das Lösungsmittel kann nach dem Auf¬ bringen der Füllmasse von selbst verdunsten. Alternativ kann ein Temperaturschritt durchgeführt werden, um das Verdunsten des Lösungsmittels in gezielter Weise hervorzurufen. Die Verwendung eines Lösungsmittels in der Leuchtstoff ent¬ haltenden Füllmasse kann des Weiteren in Bezug auf das oben beschriebene Festlegen einer geeigneten Reflektorstruktur zur Anwendung kommen. Hierbei bietet das Lösungsmittel bzw. des¬ sen Verdunsten die Möglichkeit, die Oberfläche der Konversi- onsschicht im Hinblick auf das nachfolgende Ausbilden der re- flektiven Schicht je nach Wunsch oder Anwendung in der Form zu beeinflussen.
In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vor- gesehen, dass die Konversionsschicht nach dem Aufbringen der Füllmasse eine plane Oberfläche oder eine konkav gekrümmte Oberfläche zwischen den Halbleiterchips aufweist, und dass die zwischen den Halbleiterchips vorliegende Oberfläche der Konversionsschicht nach dem Verdunsten des Lösungsmittels konkav bzw. stärker konkav gekrümmt ist. Bei dieser Ausgestaltung wird eine Benetzung der Seitenflächen der Halbleiterchips mit der Konversionsschicht ausgenutzt, welche an den Seitenflächen bis zu rückseitigen Kanten der Halbleiterchips reichen kann.
Die verdickte Konversionsschicht kann alternativ derart aus- gebildet werden, dass eine Oberfläche der Konversionsschicht zwischen den Halbleiterchips plan ist. Hierbei kann die Kon¬ versionsschicht bündig mit rückseitigen Kanten der Halb¬ leiterchips abschließen. Dies lässt sich dadurch verwirklichen, dass die Konversionsschicht nach dem Aufbringen der Füllmasse eine konvex gekrümmte Oberfläche zwischen den Halb¬ leiterchips aufweist, und dass die Oberfläche der Konversi¬ onsschicht nach dem Verdunsten des Lösungsmittels plan ist.
Das Aufbringen der Leuchtstoff enthaltenden Füllmasse neben und zwischen den Halbleiterchips kann zum Beispiel durch Do¬ sieren mit Hilfe eines Dispensers (Dispensing bzw. Dispensen) durchgeführt werden. Möglich sind ferner ein tröpfchenförmi- ges Aufbringen mit Hilfe einer Druckvorrichtung (Jetting bzw. Jetten), ein Aufsprühen ( Spraycoating bzw. Sprühbeschichten), ein Auftragen mit Hilfe einer Rakel oder ein Vergießen. Die
Füllmasse kann bis zu rückseitigen Kanten der Halbleiterchips reichend aufgebracht werden. Sofern die Halbleiterchips nach dem Aufbringen rückseitig mit der Füllmasse bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt zum Entfernen der Füllmasse an diesen Stellen durchgeführt werden.
Die reflektive Schicht kann nach dem Verdicken der Konversi¬ onsschicht derart ausgebildet werden, dass die reflektive Schicht eine plane Oberfläche zwischen den Kontakten der Halbleiterchips aufweist und bündig mit den Kontakten ab¬ schließt. Zum Ausbilden der reflektiven Schicht kann eine reflektive Masse auf der Konversionsschicht und den Halbleiter¬ chips aufgebracht werden. Die reflektive Masse und damit die reflektive Schicht können ein Grund- bzw. Matrixmaterial und Streupartikel aufweisen. Das Matrixmaterial kann ein Kunst¬ stoffmaterial wie zum Beispiel ein Silikonmaterial oder ein Epoxidmaterial sein. Die Streupartikel können zum Beispiel Ti02-Partikel sein. Die reflektive Schicht kann mit einem ho- hen Füllgrad an Streupartikeln ausgebildet werden, so dass eine hohe Reflektivität erzielt werden kann.
In diesem Zusammenhang kann ebenfalls die Verwendung eines Lösungsmittels in der reflektiven Masse in Betracht kommen. Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Ausbilden der reflektiven Schicht ein Aufbringen einer reflektiven Masse umfasst, wobei die reflektive Masse ein Lösungsmittel aufweist, welches nach dem Aufbringen der re- flektiven Masse verdunstet. Diese Ausgestaltung begünstigt ein Ausbilden der reflektiven Schicht mit einer hohen Packungsdichte an Streupartikeln. Mit Hilfe des Lösungsmittels kann der reflektiven Masse eine für ein zuverlässiges Auf¬ bringen geeignete geringe Viskosität verliehen werden, selbst wenn diese mit Streupartikeln hochgefüllt ist. Das Lösungs¬ mittel kann zum Beispiel n-Heptan sein. Das Aufbringen der reflektiven Masse kann derart erfolgen, dass die hierdurch gebildete reflektive Schicht zunächst eine konvex gekrümmte Oberfläche zwischen den Kontakten der Halbleiterchips auf- weist, wohingegen nach dem Verdunsten des Lösungsmittels eine plane Oberfläche vorliegen kann. Das Lösungsmittel kann von selbst verdunsten. Alternativ kann ein Temperaturschritt durchgeführt werden, um das Verdunsten des Lösungsmittels in gezielter Weise hervorzurufen. Sofern die Kontakte der Halb- leiterchips nach dem Aufbringen rückseitig mit der reflektiven Schicht bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt zum Entfernen der reflektiven Schicht an diesen Stellen durchgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform werden das Anordnen der Halbleiterchips, das Aufbringen der Füllmasse und das Auf¬ bringen der reflektiven Masse jeweils in einem nicht vollständig ausgehärteten Zustand der Konversionsschicht durchge¬ führt. Vor dem Durchtrennen wird ein Aushärten der reflek- tiven Schicht und der Konversionsschicht durchgeführt. Dies kann mit Hilfe eines Temperatur- bzw. Ofenprozesses erfolgen. Die in dem Verfahren verwendeten Massen und Schichten können sich vor dem Aushärten in einem nassen und klebrigen Zustand befinden. Durch eine solche Nass-Prozessierung können die Massen und Schichten zuverlässig und fest miteinander verbunden werden. Des Weiteren kann ein aufwändiger und kostspieliger Einsatz von Reinigungs- und Aktivierungsprozessen entfal- len .
Es ist gegebenenfalls möglich, nach dem Bereitstellen bzw. Aufbringen einzelner Schichten oder Massen ein Zwischenhärten mit Hilfe eines Temperaturschritts durchzuführen. Dies kann zum Beispiel in Bezug auf die am Anfang des Verfahrens be¬ reitgestellte Konversionsschicht in Betracht kommen. Hierbei kann nach dem Anordnen der Halbleiterchips ein Zwischenhärten erfolgen, um die Halbleiterchips auf der Konversionsschicht zu fixieren.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente derart ausgebildet, dass im Bereich der Vorderseite und im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips eine übereinstimmende oder zumindest ähnliche Schichtdicke der Konversionsschicht vorliegt. Auch auf diese Weise ist eine Strahlungsemission mit einer hohen Farborthomogenität über verschiedene Abstrahlwinkel im Betrieb der Halbleiterbauelemente möglich. Die Halbleiterbauelemente können zum Beispiel derart herge¬ stellt werden, dass die Konversionsschicht eine Dicke im Be¬ reich von 30ym bis 120ym aufweist. Die Wahl der Schichtdicke kann abhängig sein von dem angestrebten Farbort der von den Halbleiterbauelementen erzeugten Lichtstrahlung. Bei solch kleinen Schichtdicken kann eine effiziente Entwärmung der
Konversionsschicht im Betrieb der Halbleiterbauelemente wei¬ ter begünstig werden.
Das Verfahren kann abweichend von oben genannten Ausführungs- formen derart durchgeführt werden, dass eine unterschiedliche Materialausprägung, zum Beispiel eine unterschiedliche
Leuchtstoffkonzentration und/oder unterschiedliche Arten von LeuchtstoffPartikeln, bei der am Anfang des Verfahrens be- reitgestellten Konversionsschicht und bei den verdickten Be¬ reichen der Konversionsschicht neben und zwischen den Halb¬ leiterchips vorliegen. Auch kann es in Betracht kommen, für die am Anfang bereitgestellte Konversionsschicht und die zum Verdicken der Konversionsschicht eingesetzte Füllmasse unter¬ schiedliche Matrixmaterialien zu verwenden. Ferner können Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente mit einer unter¬ schiedlichen Schichtdicke der Konversionsschicht im Bereich der Vorderseite und im Bereich der Seitenflächen der Halb- leiterchips verwirklicht werden, wie im Folgenden beschrieben wird .
In einer weiteren Ausführungsform werden die Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente derart ausgebildet, dass eine Schichtdicke der Konversionsschicht im Bereich der Seitenflä¬ chen des Halbleiterchips größer ist als eine Schichtdicke der Konversionsschicht im Bereich der Vorderseite des Halbleiter¬ chips. Eine solche Ausgestaltung kann zum Beispiel in Be¬ tracht kommen, um größere Abstände zwischen den Halbleiter- chips beim Anordnen der Halbleiterchips auf der anfänglichen Konversionsschicht vorzusehen und dadurch mögliche Toleranzen beim Anordnen der Halbleiterchips zu kompensieren.
In diesem Zusammenhang ist es ferner denkbar, dass die zum Verdicken der Konversionsschicht neben und zwischen den Halb¬ leiterchips aufgebrachte Füllmasse zusätzlich einen partikel¬ förmigen transparenten und dadurch optisch passiven Füllstoff aufweist. Auf diese Weise können Strahlungsemittierende Halb¬ leiterbauelemente hergestellt werden, bei welchen die Konver- sionsschicht eine größere Schichtdicke im Bereich der Seiten¬ flächen des Halbleiterchips aufweist als im Bereich der Vor¬ derseite, und bei welchen der Leuchtstoffanteil der Konversi¬ onsschicht im Bereich der Seitenflächen dem Leuchtstoffanteil im Bereich der Vorderseite des Halbleiterchips entspricht, so dass an diesen Stellen eine übereinstimmende Strahlungskonversion auftreten kann. Aufgrund des Füllstoffs kann die Konversionsschicht auch im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips einen hohen Partikelanteil aufweisen, was eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht ermöglicht. Der Partikelanteil umfasst in dieser Ausgestaltung Leuchtstoff¬ partikel und transparente Füllstoffpartikel . Das Aufbringen der mit dem Füllstoff versetzten Füllmasse kann in entspre- chender Weise dadurch begünstigt werden, dass die Füllmasse, wie oben angegeben, ein Lösungsmittel aufweist, welches nach dem Aufbringen verdunstet bzw. verdunstet werden kann.
Der Füllstoff kann in Form von Partikeln bzw. Kügelchen aus einem transparenten Material verwirklicht sein. Möglich sind zum Beispiel Partikel aus einem Quarzmaterial, wodurch eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht begünstigt wer¬ den kann. Alternativ können andere Partikel, zum Beispiel Partikel aus einem Glasmaterial, zur Anwendung kommen.
Um zu vermeiden, dass es aufgrund der Füllstoffpartikel zu einer erhöhten Streuung kommt, können die Füllstoffpartikel aus einem transparenten Material ausgebildet sein, dessen Brechungsindex nahe dem Brechungsindex des Matrixmaterials ist. Hierbei kann der Brechungsindexunterschied zwischen dem transparenten Material der Füllstoffpartikel und dem Matrix¬ material nicht höher als 0,1, zum Beispiel nicht höher als 0,05 sein . Für ein Herstellen von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen, deren Konversionsschicht eine größere Schichtdicke im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips aufweist als im Bereich der Vorderseite, kann es alternativ in Betracht kommen, in der zum Verdicken der Konversionsschicht neben und zwischen den Halbleiterchips eingesetzten Füllmasse einen we¬ niger aktiven Leuchtstoff vorzusehen als in der am Anfang des Verfahrens bereitgestellten Konversionsschicht, so dass die Halbleiterbauelemente im Bereich der Seitenflächen des Halb¬ leiterchips einen weniger aktiven Leuchtstoff aufweisen als im Bereich der Vorderseite des Halbleiterchips. Auf diese Weise können Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente hergestellt werden, bei welchen die Konversionsschicht im Be¬ reich der Seitenflächen des Halbleiterchips einen größeren Leuchtstoffanteil besitzt als im Bereich der Vorderseite, wo¬ bei die Verwendung des weniger aktiven Leuchtstoffs im Bereich der Seitenflächen dazu führt, dass im Bereich der Vorderseite und im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips eine übereinstimmende Strahlungskonversion auftreten kann. In dieser Ausgestaltung kann die Konversionsschicht auch im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips einen hohen und ausschließlich Leuchtstoffpartikel umfassenden Partikelanteil besitzen, was eine effiziente Entwärmung der Konversions- schicht möglich macht.
Im Hinblick auf das Erzielen einer effizienten Entwärmung wird die Konversionsschicht gemäß einer weiteren Ausführungs¬ form derart ausgebildet, dass die Konversionsschicht einen auf das Volumen der Konversionsschicht bezogenen Partikelanteil von wenigstens 40% aufweist. Wie oben angegeben wurde, kann der Partikelanteil Leuchtstoffpartikel und gegebenen¬ falls Füllstoffpartikel umfassen. Die Entwärmung kann weiter dadurch begünstigt werden, dass der Partikelanteil wenigstens 50%, zum Beispiel 55%, beträgt.
Ein Vorliegen einer effizienten Entwärmung wird gemäß einer weiteren Ausführungsform dazu genutzt, um für die am Anfang des Verfahrens bereitgestellte Konversionsschicht und für die zum Verdicken der Konversionsschicht verwendete Füllmasse ein Matrixmaterial mit einem Brechungsindex von wenigstens 1,5 vorzusehen. Durch Verwendung eines solchen hochbrechenden Matrixmaterials kann eine effiziente Strahlungsauskopplung aus der Konversionsschicht im Betrieb der Halbleiterbauele- mente erzielt werden. Als hochbrechendes Matrixmaterial kann zum Beispiel ein phenylisiertes Silikonmaterial zur Anwendung kommen. Hochbrechende Matrixmaterialien können temperaturempfindlich sein, was aufgrund der effizienten Entwärmung der Konversionsschicht jedoch unschädlich ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Konversionsschicht auf einem Hilfsträger bereitgestellt. Hierzu kann eine
Leuchtstoff enthaltende Masse auf dem Hilfsträger aufgebracht werden. Der Hilfsträger kann ein Trägersubstrat oder eine Trägerfolie sein. Das Aufbringen der Leuchtstoff enthaltenden Masse kann zum Beispiel mittels Aufsprühen erfolgen. Für das Durchführen dieses Prozesses kann die Masse ein Lösungsmittel wie zum Beispiel n-Heptan aufweisen, welches nach dem Aufsprühen verdunsten kann bzw. verdunstet werden kann. Möglich sind auch andere Prozesse wie zum Beispiel ein Aufbringen ei¬ ner Leuchtstoff enthaltenden Masse mit Hilfe eines Siebdruck¬ oder Schablonendruckprozesses.
In einer weiteren Ausführungsform wird die am Anfang bereitgestellte Konversionsschicht vor dem Anordnen der Halbleiterchips vorcharakterisiert. Hierbei kann die Konversionsschicht mit einer Messstrahlung bestrahlt werden und kann eine Strah- lungsmessung durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Absorption der Messstrahlung in der Konversionsschicht bestimmt werden. Auch kann eine von der Konversionsschicht ab¬ gegebene Konversionsstrahlung gemessen werden. Die Vorcharakterisierung der Konversionsschicht ermöglicht eine höhere Ausbeute. Beispielsweise kann eine ungeeignete Konversions¬ schicht aussortiert werden, oder können nachfolgende Schritte basierend auf der Vorcharakterisierung durchgeführt werden.
Nach der Vereinzelung können die separaten Halbleiterbauele- mente charakterisiert werden. Hierauf basierend kann ein Sor¬ tieren der Halbleiterbauelemente durchgeführt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein strah- lungsemittierendes Halbleiterbauelement vorgeschlagen. Das Halbleiterbauelement weist einen einzelnen strahlungsemittie- renden Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip weist Kontakte an einer Rückseite auf. Eine weitere Komponente des Halblei¬ terbauelements ist eine Leuchtstoff enthaltende Konversions¬ schicht zur Strahlungskonversion, welche auf einer Vordersei- te und auf Seitenflächen des Halbleiterchips angeordnet ist. Ferner weist das Halbleiterbauelement eine im Bereich der Rückseite auf dem Halbleiterchip und auf der Konversions¬ schicht angeordnete reflektive Schicht auf. Eine rückseitige Oberfläche der Kontakte des Halbleiterchips ist nicht mit der reflektiven Schicht bedeckt und dadurch frei zugänglich.
Das Strahlungsemittierende Halbleiterbauelement kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein. Daher können oben beschriebene Merkmale, Ausführungsformen und Details in entsprechender Weise für das Halbleiterbauelement in Betracht kommen.
Im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements kann der Halbleiterchip eine primäre, beispielsweise blaue Lichtstrahlung erzeugen, welche mit Hilfe der Konversions¬ schicht wenigstens teilweise konvertiert werden kann. Hier- durch kann zum Beispiel eine weiße Lichtstrahlung erzeugt und über die Konversionsschicht abgestrahlt werden. Durch die rückseitig vorhandene reflektive Schicht kann eine rückseiti¬ ge Strahlungsemission unterdrückt werden. Die Konversions¬ schicht, welche unmittelbar an den Halbleiterchip angrenzen und dessen Vorderseite und Seitenflächen bedecken kann, kann eine kleine Schichtdicke und einen hohen Leuchtstoff- und dadurch Partikelanteil aufweisen. Dadurch ist eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht möglich. In einer weiteren Ausführungsform liegt im Bereich der Vorderseite und im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips eine übereinstimmende Schichtdicke der Konversionsschicht vor. Dadurch kann das Halbleiterbauelement im Betrieb eine Lichtstrahlung mit einer hohen Farborthomogenität über ver- schiedene Abstrahlwinkel abgeben.
In einer weiteren Ausführungsform weist die reflektive
Schicht in einem Bereich, in welchem die reflektive Schicht an die Konversionsschicht angrenzt, eine nach außen anstei- gende Schichtdicke auf. In dieser Ausgestaltung kann die
Grenzfläche zwischen der Konversionsschicht und der reflek¬ tiven Schicht schräg bzw. im Wesentlichen schräg zu einer Vorderseite und Rückseite des Halbleiterbauelements verlau- fen. In dieser Ausgestaltung kann die reflektive Schicht nicht nur eine rückseitige Strahlungsemission im Betrieb des Halbleiterbauelements verhindern, sondern kann zusätzlich eine seitliche Strahlungsemission verringert und dadurch die Lichtausbeute verbessert werden.
Die Konversionsschicht kann ein Matrixmaterial wie zum Bei¬ spiel ein Silikonmaterial oder Epoxidmaterial und darin eige- bettete und die Strahlungskonversion bewirkende Leuchtstoff- partikel aufweisen. Sofern das Strahlungsemittierende Halb¬ leiterbauelement derart verwirklicht ist, dass eine Schicht¬ dicke der Konversionsschicht im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips größer ist als eine Schichtdicke der Konver¬ sionsschicht im Bereich der Vorderseite des Halbleiterchips, kann die Konversionsschicht im Bereich der Seitenflächen zusätzlich einen transparenten partikelförmigen Füllstoff aufweisen .
In einer weiteren Ausführungsform weist die Konversions- schicht einen auf das Volumen der Konversionsschicht bezoge¬ nen Partikelanteil von wenigstens 40% auf. Auf diese Weise kann eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht im Be¬ trieb des Halbleiterbauelements erzielt werden. Die Entwär¬ mung kann weiter dadurch begünstigt werden, dass der Parti- kelanteil wenigstens 50%, zum Beispiel 55%, beträgt. Der Par¬ tikelanteil kann ausschließlich Leuchtstoffpartikel , oder Leuchtstoffpartikel und Füllstoffpartikel umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Konversions- schicht ein Matrixmaterial mit einem Brechungsindex von we¬ nigstens 1,5 auf. Hierdurch kann eine Lichtstrahlung im Betrieb des Halbleiterbauelements mit einer hohen Effizienz aus der Konversionsschicht ausgekoppelt werden. Das Matrixmateri¬ al kann in dieser Ausgestaltung zum Beispiel ein phenylisier- tes Silikonmaterial sein.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 bis 6 ein mögliches Verfahren zur Herstellung von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen anhand von seitlichen Darstellungen, wobei eine Konversionsschicht auf einem Hilfsträger bereitgestellt wird, Strahlungsemittierende Halbleiterchips auf der Konversionsschicht angeordnet werden, die Konversionsschicht in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterchips durch Aufbringen einer Konversionsmasse ver- dickt wird, eine reflektive Schicht im Bereich der Rückseite der Halbleiterchips ausgebildet wird und ein Vereinzeln durchgeführt wird;
Figur 7 eine seitliche Darstellung eines strahlungsemittie- renden Halbleiterbauelements, bei welchem im Bereich der Vorderseite und im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips eine übereinstimmende Konversionsschichtdicke vorliegt;
Figur 8 eine AufSichtsdarstellung eines strahlungsemittieren- den Halbleiterbauelements;
Figuren 9 bis 12 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen anhand von seitlichen Darstellungen, wobei das Aufbringen der Konversi- onsmasse derart erfolgt, dass die Konversionsmasse eine kon¬ kav gekrümmte Oberfläche zwischen den Halbleiterchips auf¬ weist; Figuren 13 bis 16 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen anhand von seitlichen Darstellungen, wobei das Aufbringen der Konversionsmasse derart erfolgt, dass die Konversionsmasse eine kon- vex gekrümmte Oberfläche zwischen den Halbleiterchips auf¬ weist;
Figur 17 eine vergrößerte Darstellung einer Konversions¬ schicht umfassend ein Matrixmaterial und Leuchtstoffpartikel ;
Figur 18 eine seitliche Darstellung eines strahlungsemittie¬ renden Halbleiterbauelements, bei welchem im Bereich der Vorderseite und im Bereich der Seitenflächen des Halbleiterchips eine unterschiedliche Konversionsschichtdicke vorliegt; und
Figur 19 eine vergrößerte Darstellung einer Konversions¬ schicht umfassend ein Matrixmaterial, Leuchtstoffpartikel und transparente Partikel. Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche
Ausgestaltungen von strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen 100 und von dazugehörigen kostengünstigen Herstellungsverfahren beschrieben. Bei den Halbleiterbauelementen 100 handelt es sich um CSP LEDs (Chip-Size-Package Light Emitting Diode) mit einem einzelnen strahlungsemittierenden
Halbleiterchip 140, welche zur Allgemeinbeleuchtung verwendet werden können. Im Rahmen der Herstellung können aus der Fertigung von optoelektronischen Bauelementen bekannte Prozesse durchgeführt werden und können in diesen Gebieten übliche Ma- terialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. In gleicher Weise können zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Prozessen weitere Prozesse durchgeführt werden und können die Halbleiterbauelemente 100 zusätz¬ lich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten mit weiteren Komponenten und Strukturen gefertigt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert darge¬ stellt sein.
Die Figuren 1 bis 6 zeigen anhand von seitlichen Schnittdar- Stellungen ein mögliches Verfahren zum Herstellen von strah- lungsemittierenden Halbleiterbauelementen 100. In dem Verfahren wird ein zusammenhängender Bauelementverbund gefertigt, welcher nachfolgend in separate Halbleiterbauelemente 100 vereinzelt wird.
Am Anfang des Verfahrens wird eine Leuchtstoff enthaltende plane Konversionsschicht 110 auf einem Hilfsträger 130 be¬ reitgestellt, wie in Figur 1 ausschnittsweise gezeigt ist. Der Hilfsträger 130 kann zum Beispiel ein Trägersubstrat aus Teflon oder Kapton sein. Möglich ist auch eine Ausgestaltung des Hilfsträgers 130 in Form einer Thermal-Release-Folie, al¬ so einer Klebefolie, deren Klebewirkung durch Wärmeeinwirkung aufgehoben werden kann. Für das Bereitstellen der Konversionsschicht 110 wird eine
Leuchtstoff enthaltende Konversionsmasse auf dem Hilfsträger 130 aufgebracht. Möglich ist zum Beispiel ein Aufsprühen der Konversionsmasse auf dem Hilfsträger 130, was auch als Sprüh¬ beschichten ( Spraycoating) bezeichnet wird. Alternativ kann das Aufbringen der Konversionsmasse auf dem Hilfsträger 130 mit Hilfe eines anderen Prozesses, zum Beispiel mit Hilfe ei¬ nes Siebdruck- oder Schablonendruckprozesses durchgeführt werden (jeweils nicht dargestellt). Die Konversionsmasse und damit die Konversionsschicht 110 weisen ein strahlungsdurchlässiges Matrixmaterial 120 und da¬ rin eingebettete Leuchtstoffpartikel 121 zur Strahlungskon¬ version auf (vgl. Figur 17) . Das Matrixmaterial 120 kann ein organisches Material bzw. ein Kunststoffmaterial wie zum Bei- spiel ein Silikonmaterial oder Epoxidmaterial sein. Alterna¬ tiv ist die Verwendung eines anderen ähnlich optisch stabilen Kunststoffmaterials möglich. Die Leuchtstoffpartikel 121 die¬ nen dazu, eine von einem Halbleiterchip 140 erzeugte primäre Lichtstrahlung wenigstens teilweise in eine oder mehrere langwelligere sekundäre Lichtstrahlungen zu konvertieren. Es ist möglich, dass die Konversionsmasse eine Art von Leucht¬ stoffPartikeln 121 aufweist, und insofern eine Konversions- Strahlung erzeugt werden kann. Möglich ist auch eine Ausgestaltung, in welcher die Konversionsmasse verschiedene Arten von LeuchtstoffPartikeln aufweist, und infolgedessen mehrere unterschiedliche Konversionsstrahlungen emittiert werden können .
Die zum Ausbilden der Konversionsschicht 110 auf dem Hilfs¬ träger 130 aufgebrachte Suspension bzw. Konversionsmasse kann des Weiteren mit einem Lösungsmittel verdünnt sein, welches nach dem Aufbringen der Konversionsmasse verdunstet. Eine solche Ausprägung kann zum Beispiel in Bezug auf ein Aufsprü¬ hen der Konversionsmasse in Betracht kommen. Das Lösungsmit¬ tel kann zum Beispiel n-Heptan sein. Aufgrund des Lösungsmit¬ tels kann die Konversionsmasse eine für ein zuverlässiges Aufbringen geeignete geringe Viskosität aufweisen. Das Lö- sungsmittel kann nach dem Aufbringen der Konversionsmasse von selbst verdunsten. Möglich ist es auch, einen Temperaturschritt durchzuführen, um das Verdunsten des Lösungsmittels in gezielter Weise hervorzurufen (nicht dargestellt) . Bevor weitere Schritte durchgeführt werden, kann die auf dem Hilfsträger 130 bereitgestellte Konversionsschicht 110 vor¬ charakterisiert werden. Zu diesem Zweck kann die Konversions¬ schicht 110 mit einer Messstrahlung bestrahlt werden und kann eine Strahlungsmessung durchgeführt werden (nicht darge- stellt) . Möglich sind zum Beispiel ein Erfassen der Absorpti¬ on der Messstrahlung in der Konversionsschicht 110 sowie eine Messung der von der Konversionsschicht 110 abgegebenen Konversionsstrahlung . Auf diese Weise lässt sich eine höhere Ausbeute erzielen.
Beispielsweise kann festgestellt werden, dass die Konversi¬ onsschicht 110 für die weitere Prozessierung ungeeignet ist. In einem solchen Fall kann die Konversionsschicht 110 aussor- tiert werden, und kann eine weitere Konversionsschicht 110 bereitgestellt bzw. verwendet werden. Darüber hinaus können nachfolgende Verfahrensschritte auf der Grundlage der Vorcha¬ rakterisierung der Konversionsschicht 110 durchgeführt wer- den. Hierbei können nachfolgende Komponenten und Schichten abgestimmt auf die Vorcharakterisierung ausgewählt bzw. aus¬ gebildet werden.
Nach dem Bereitstellen und gegebenenfalls Vorcharakterisieren der Leuchtstoff enthaltenden planen Konversionsschicht 110 auf dem Hilfsträger 130 werden, wie in Figur 2 dargestellt ist, Strahlungsemittierende Halbleiterchips 140 auf der Kon¬ versionsschicht 110 angeordnet. Bei diesem Prozess können die Halbleiterchips 140 in Form von Zeilen und Spalten auf der Konversionsschicht 110 platziert werden (nicht dargestellt) . Das Anordnen der Halbleiterchips 140 wird in einem nassen und klebrigen Zustand der Konversionsschicht 110 durchgeführt, in welchem die Konversionsschicht 110 nicht vollständig ausge¬ härtet ist.
Die Halbleiterchips 140 weisen eine Vorderseite 141, eine der Vorderseite 141 entgegengesetzte Rückseite 142 und sich zwi¬ schen der Vorderseite 141 und der Rückseite 142 erstreckende laterale Seitenflächen 143 auf. An der Rückseite 142 weisen die Halbleiterchips 140 Kontakte 145 auf, über welche den Halbleiterchips 140 elektrische Energie zugeführt werden kann. Die Halbleiterchips 140 werden mit deren Vorderseiten 141 auf der Konversionsschicht 110 angeordnet. Bei den Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 handelt es sich um LED-Chips (Light Emitting Diode) , welche in Form von volumenemittierenden Flip-Chips verwirklicht sind. In dieser Ausgestaltung kann eine im Betrieb der Halbleiterchips 140 erzeugte primäre Lichtstrahlung über deren Vorderseite 141 und Seitenflächen 143 abgeben werden. Die Halbleiterchips 140 können ein strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat aus Sa¬ phir aufweisen, welches die Vorderseite 141 und einen wesent¬ lichen Teil der Seitenflächen 143 bildet. Rückseitig können die Halbleiterchips 141 eine auf dem Chipsubstrat angeordnete Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Strah¬ lungserzeug aufweisen (jeweils nicht dargestellt). Hierauf können sich die Kontakte 145 befinden. Von oben betrachtet können die Halbleiterchips 140 eine rechteckige bzw. quadra¬ tische Aufsichtsform besitzen (vgl. Figur 8). Die Halbleiterchips 140 bzw. deren aktive Zone können zum Erzeugen einer primären blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Im Anschluss hieran erfolgt ein Aufbringen einer Leuchtstoff enthaltenden Füllmasse 111 neben und zwischen den Halbleiterchips 140, so dass die Konversionsschicht 110, wie in Figur 3 gezeigt ist, in diesen Bereichen verdickt wird. Die nach dem Verdicken vorliegende Konversionsschicht 110 grenzt an die Vorderseiten 141 und an die Seitenflanken 143 der Halbleiterchips 140 unmittelbar an.
Bei der verwendeten Füllmasse 111 handelt es sich ebenfalls um eine Konversionsmasse, welche ein strahlungsdurchlässiges Matrixmaterial 120, beispielsweise ein Silikonmaterial oder Epoxidmaterial , und darin eingebettete Leuchtstoffpartikel 121 zur Strahlungskonversion aufweist (vgl. Figur 17) . Die Füllmasse 111 und die zu Beginn des Verfahrens zum Ausbilden der ebenflächigen Konversionsschicht 110 auf dem Hilfsträger 130 aufgebrachte Konversionsmasse (vgl. Figur 1) können von der Materialausprägung her übereinstimmend sein, und dasselbe Matrixmaterial 120 und dieselben Leuchtstoffpartikel 121 auf¬ weisen. Die Füllmasse 111 kann daher eine Art von Leucht¬ stoffPartikeln 121 oder verschiedene Arten von Leuchtstoff- partikeln 121 aufweisen.
Das Aufbringen der Füllmasse 111 neben und zwischen den Halbleiterchips 140 kann zum Beispiel durch Dispensen, also durch Dosieren mit Hilfe eines Dispensers, durchgeführt werden. Al- ternativ können andere Prozesse in Betracht kommen, zum Bei¬ spiel ein tröpfchenförmiges Aufbringen mit Hilfe einer Druck¬ vorrichtung, auch als Jetten bezeichnet, ein Aufsprühen, ein Auftragen mit Hilfe einer Rakel oder ein Vergießen (jeweils nicht dargestellt) . Auch das Aufbringen der Füllmasse 111 wird in einem nassen und klebrigen Zustand der zuvor bereitgestellten Konversionsschicht 110 durchgeführt, in welchem die Konversionsschicht 110 nicht vollständig ausgehärtet ist.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, wird die Füllmasse 111 bis zu rückseitigen Kanten der Halbleiterchips 140 reichend aufge¬ bracht. Des Weiteren erfolgt das Aufbringen der Füllmasse 111 derart, dass die verdickte Konversionsschicht 110 nach dem Aufbringen der Füllmasse 111 eine plane Oberfläche zwischen den Halbleiterchips 140 aufweist und bündig mit den Halb¬ leiterchips 140 abschließt. Für den nicht dargestellten Fall, dass die Halbleiterchips 140 nach dem Aufbringen in uner¬ wünschter Weise rückseitig mit der Füllmasse 111 bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt zum Entfernen der Füllmasse 111 an diesen Stellen durchgeführt werden.
Die verwendete Füllmasse 111 weist zusätzlich zu dem Matrix¬ material 120 und den LeuchtstoffPartikeln 121 ein Lösungsmit- tel auf (nicht dargestellt) , welches nach dem Aufbringen der Füllmasse 111 verdunstet. Das Lösungsmittel, bei dem es sich zum Beispiel um n-Heptan handelt, kann hierbei von selbst verdunsten oder mit Hilfe eines Temperaturschritts in geziel¬ ter Weise verdunstet werden. Aufgrund des Lösungsmittels kann die Füllmasse 111 eine für ein zuverlässiges Aufbringen ge¬ eignete geringe Viskosität aufweisen.
Die Verwendung der mit dem Lösungsmittel verdünnten Füllmasse 111 bzw. das Verdunsten des Lösungsmittels ermöglichen des Weiteren, eine geeignete Reflektorstruktur für die herzustellenden Halbleiterbauelemente 100 festzulegen. Dabei wird aus¬ genutzt, dass die aufgrund einer Benetzung der Seitenflächen 143 der Halbleiterchips 140 weiterhin zu den rückseitigen Kanten der Halbleiterchips 140 reichende Konversionsschicht 110 nach dem Verdunsten des Lösungsmittels und einer damit einhergehenden Volumenverkleinerung, wie in Figur 4 dargestellt ist, eine konkav gekrümmte Oberfläche 181 zwischen den Halbleiterchips 140 aufweist. Nach dem Verdampfen des in der Füllmasse 111 enthaltenen Lösungsmittels wird, wie in Figur 5 dargestellt ist, eine re- flektive Schicht 150 auf der Konversionsschicht 110 und auf den Halbleiterchips 140 im Bereich der Rückseite 142 der
Halbleiterchips 140 ausgebildet. Die reflektive Schicht 150 reicht bis zu oben liegenden Kanten der Kontakte 145 der Halbleiterchips 140 und schließt bündig mit den Kontakten 145 ab, so dass eine rückseitige Oberfläche der Kontakte 145 nicht mit der reflektiven Schicht 150 bedeckt ist. Dadurch sind die Kontakte 145 weiterhin für eine Kontaktierung zu¬ gänglich. Die reflektive Schicht 150 weist eine plane Ober¬ fläche zwischen den Kontakten 145 auf. Zum Ausbilden der reflektiven Schicht 150 wird eine reflekti¬ ve Masse auf der Konversionsschicht 110 und den Halbleiter¬ chips 140 aufgebracht. Dies kann zum Beispiel mittels Vergie¬ ßen oder Dispensen erfolgen. Die reflektive Schicht 150 weist ein Matrixmaterial, zum Beispiel ein Silikonmaterial oder ein Epoxidmaterial , und darin eingebettete Streupartikel, zum
Beispiel Ti02-Partikel auf (jeweils nicht dargestellt). Das Aufbringen der reflektiven Masse wird in einem nassen und klebrigen Zustand der zuvor verdickten Konversionsschicht 110 durchgeführt, in welchem die Konversionsschicht 110 nicht vollständig ausgehärtet ist.
Es ist möglich, dass die zum Ausbilden der reflektiven
Schicht 150 verwendete reflektive Masse zusätzlich ein Lö¬ sungsmittel wie zum Beispiel n-Heptan aufweist, welches nach dem Aufbringen der reflektiven Masse verdunstet. Hierbei kann das Lösungsmittel von selbst verdunsten oder mit Hilfe eines Temperaturschritts in gezielter Weise verdunstet werden. Des Weiteren kann die reflektive Masse mit einem definierten Überverguss aufgebracht werden, so dass die reflektive
Schicht 150 zunächst eine konvex gekrümmte Oberfläche zwi¬ schen den Kontakten 145 aufweisen kann (jeweils nicht dargestellt) . Durch das Verdunsten des Lösungsmittels kann die Oberfläche der reflektiven Schicht 150 die in Figur 5 gezeig- te plane Form einnehmen. Für den nicht dargestellten Fall, dass die Kontakte 145 der Halbleiterchips 140 nach dem Auf¬ bringen in unerwünschter Weise rückseitig mit der reflektiven Schicht 150 bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungs- schritt zum Entfernen der reflektiven Schicht 150 an diesen Stellen durchgeführt werden.
Nach dem Ausbilden der reflektiven Schicht 150 erfolgt ein vollständiges Aushärten der zuvor aufgebrachten Massen und Schichten, d.h. vorliegend der Konversionsschicht 110 und der reflektiven Schicht 150. Zu diesem Zweck kann ein Temperaturbzw. Ofenprozess durchgeführt werden.
Anschließend wird der auf diese Weise gebildete Bauelement¬ verbund in separate Strahlungsemittierende Halbleiterbauele¬ mente 100 vereinzelt, indem die reflektive Schicht 150 und die Konversionsschicht 110, wie in Figur 6 gezeigt ist, in Bereichen zwischen den Halbleiterchips 140 durchtrennt wer¬ den. Zu diesem Zweck kann ein Sägeprozess durchgeführt werden, wie in Figur 6 anhand eines Sägeblatts 160 angedeutet ist. Nach der Vereinzelung können die separaten Halbleiterbauelemente 100 von dem Hilfsträger 130 entfernt werden. Des Weiteren können die Halbleiterbauelemente 100 charakterisiert und hierauf basierend sortiert werden (nicht dargestellt) .
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine vergrößerte seitliche
Schnittdarstellung und eine AufSichtsdarstellung eines gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten strah- lungsemittierenden Halbleiterbauelements 100. Die folgende Beschreibung von Merkmalen und Details kann in Bezug auf sämtliche der mit dem Verfahren hergestellten Halbleiterbauelemente 100 zur Anwendung kommen.
Das Strahlungsemittierende Halbleiterbauelement 100 weist ei- nen einzelnen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip 140 mit zwei rückseitigen Kontakten 145, einen die Vorderseite 141 und die Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 bedeckenden durchtrennten Teil der Konversionsschicht 110 und einen im Bereich der Rückseite auf dem Halbleiterchip 140 und auf der Konversionsschicht 110 angeordneten durchtrennten Teil der reflektiven Schicht 150 auf (vgl. Figur 7) . Die rückseitige Oberfläche der Kontakte 145 ist unbedeckt. Von oben betrach- tet kann das Halbleiterbauelement 100, wie dessen Halbleiter¬ chip 140, eine rechteckige bzw. quadratische Form besitzen (vgl . Figur 8 ) .
Im Strahlungsbetrieb des strahlungsemittierenden Halbleiter- bauelements 100, in welchem der Halbleiterchip 140 über die Kontakte 145 mit elektrischer Energie versorgt werden kann, kann der Halbleiterchip 140 eine primäre blaue Lichtstrahlung erzeugen. Die primäre Lichtstrahlung kann über die Vorderseite 141 und die Seitenflächen 143 abgegeben und in die Konver- sionsschicht 110 eingekoppelt werden. Mit Hilfe der Konversi¬ onsschicht 110 kann die primäre Lichtstrahlung wenigstens teilweise konvertiert werden. Je nach Ausgestaltung der Konversionsschicht 110 mit einer Art von LeuchtstoffPartikeln 121 oder unterschiedlichen Arten von LeuchtstoffPartikeln 121 kann die primäre Lichtstrahlung hierbei in eine oder mehrere langwelligere Konversionsstrahlungen umgewandelt werden. Auf diese Weise kann eine weiße Lichtstrahlung erzeugt und über die Konversionsschicht 110 des Halbleiterbauelements 100 ab¬ gegeben werden (nicht dargestellt) .
Die an der Rückseite des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements 100 vorhandene reflektive Schicht 150 dient als Reflektor, um eine rückseitige Strahlungsemission im Betrieb des Halbleiterbauelements 100 zu unterdrücken. Aufgrund des in dem Verfahren jeweils zwischen den Halbleiterchips 140 ge¬ fertigten konkaven Meniskus 181 der Konversionsschicht 110 (vgl. Figur 4) besitzt die reflektive Schicht 150 des Halb¬ leiterbauelements 100 in einem Bereich, in welchem die re¬ flektive Schicht 150 an die Konversionsschicht 110 angrenzt, im Querschnitt eine in lateraler Richtung nach außen ansteigende Schichtdicke (vgl. Figur 7) . Hierbei kann die Grenzflä¬ che zwischen der Konversionsschicht 110 und der reflektiven Schicht 150 im Wesentlichen schräg zu einer Vorderseite und Rückseite des Halbleiterbauelements 100 verlaufen. Durch die¬ se Struktur kann mit Hilfe der reflektiven Schicht 150 zusätzlich eine seitliche Strahlungsemission verringert und dadurch die Lichtausbeute erhöht werden.
Bei dem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement 100 ent¬ fällt der Einsatz einer KlebstoffSchicht zwischen der Konversionsschicht 110 und dem Halbleiterchip 140. Die Konversions¬ schicht 110 ist stattdessen unmittelbar auf dem Halbleiter- chip 140 bzw. auf dessen Vorderseite 141 und Seitenflächen
143 angeordnet (vgl. Figur 7) . Auf diese Weise kann das Halb¬ leiterbauelement 100 eine hohe Lebensdauer besitzen. Auch kann die von dem Halbleiterchips 140 erzeugte Primärstrahlung mit einer hohen Effizienz in die Konversionsschicht 110 ein- gekoppelt werden.
Wie in Figur 7 angedeutet ist, kann das strahlungsemittieren- de Halbleiterbauelement 100 derart hergestellt sein, dass ei¬ ne im Bereich der Vorderseite 141 des Halbleiterchips 170 vorliegende Schichtdicke 171 der Konversionsschicht 110 mit einer im Bereich der Seitenflächen 143 vorliegenden Schichtdicke 173 der Konversionsschicht 110 übereinstimmt. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass das Halbleiterbauelement 100 im Betrieb eine Lichtstrahlung mit einer hohen Farborthomoge- nität über verschiedene Abstrahlwinkel abgeben kann.
Die Konversionsschicht 110 des strahlungsemittierenden Halb¬ leiterbauelements 100, einschließlich des die Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 bedeckenden Teils der Konversi- onsschicht 110, kann mit einer hohen Packungsdichte an
LeuchtstoffPartikeln 121 und damit mit einem hohen Partikelanteil ausgebildet sein. Dies wird durch die oben be¬ schriebene Vorgehensweise ermöglicht, Halbleiterchips 140 auf der anfänglich planen Konversionsschicht 110 anzuordnen und die Konversionsschicht 110 anschließend neben und zwischen den Halbleiterchips 140 mit der Füllmasse 111 zu verdicken. Ein Herstellen der Konversionsschicht 110 mit einem hohen Partikelanteil kann des Weiteren dadurch begünstigt werden, dass die am Anfang des Verfahrens zum Bereitstellen der Konversionsschicht 110 verwendete Konversionsmasse und die zum Verdicken der Konversionsschicht 110 eingesetzte Füllmasse 111 mit einem Lösungsmittel verdünnt sind. Hierdurch können die jeweiligen Massen hochkonzentriert sein und einen hohen Leuchtstoffanteil aufweisen. Aufgrund des Lösungsmittels kann den Massen eine für das Aufbringen geeignete geringe Viskosi- tat verliehen werden.
Durch den hohen Füllgrad an LeuchtstoffPartikeln 121 kann die Konversionsschicht 110 des strahlungsemittierenden Halblei¬ terbauelements 100 ferner mit einer kleinen Schichtdicke her- gestellt sein. Denn durch den hohen Leuchtstoffanteil kann auch bei einer kleinen Schichtdicke eine ausreichende Strah¬ lungskonversion erzielt werden kann.
Im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements 100 kann es aufgrund von Konversionsverlusten und Abwärme des Halbleiterchips 140 zu einer Erwärmung der Konversionsschicht 110 kommen. Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Konversionsschicht 110 mit einem hohen Leuchtstoffanteil und damit Partikelanteil und einer kleinen Schichtdicke ermög- licht in diesem Zusammenhang eine effiziente Entwärmung der
Konversionsschicht 110, so dass wärmebedingte Effekte wie ei¬ ne Verringerung der Effizienz der Strahlungskonversion und eine Farbortveränderung der erzeugbaren Lichtstrahlung zuverlässig vermieden werden können. Die Wärmeenergie der Konver- sionsschicht 110 kann über den Halbleiterchip 140 und die Umgebungsluft abgeführt werden.
Aufgrund der effizienten Entwärmung der Konversionsschicht 110 kann sich das Strahlungsemittierende Halbleiterbauelement 100 durch eine hohe Robustheit auszeichnen, und kann eine ho¬ he Lebensdauer weiter begünstigt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Halbleiterbauelement 100 mit einer hohen Leistungsdichte zu betreiben. Eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht 110 kann zum Beispiel erzielt werden, wenn die Konversionsschicht 110 eine Schichtdicke im Bereich von 30ym bis 120ym aufweist und ein auf das Volumen der Konversionsschicht 110 bezogener Par¬ tikelanteil von wenigstens 40% vorliegt. Günstig kann bei¬ spielsweise ein Partikelanteil von wenigstens 50%, zum Bei¬ spiel 55%, sein, wodurch sich eine effiziente Entwärmung in einem noch höheren Ausmaß bereitstellen lässt.
Die bei dem Halbleiterbauelement 100 vorliegende Eigenschaft einer effizienten Entwärmung der Konversionsschicht 110 kann ferner dazu genutzt werden, für die Konversionsschicht 110 ein Matrixmaterial 120 mit einem hohen Brechungsindex vorzu- sehen, zum Beispiel mit einem Brechungsindex von wenigstens 1,5. Für eine solche Ausgestaltung weisen die am Anfang des Verfahrens bereitgestellte Konversionsschicht 110 und die zum Verdicken der Konversionsschicht 110 verwendete 111 Füllmasse ein solches hochbrechendes Matrixmaterial 120 auf. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein phenylisiertes Silikonmate¬ rial handeln. Die Verwendung eines hochbrechenden Matrixmaterials 120 ermöglicht eine effiziente Strahlungsauskopplung aus der Konversionsschicht 110 im Betrieb des Halbleiterbau¬ elements 100. Hochbrechende Matrixmaterialien können tempera- turempfindlich sein. Diese Eigenschaft kann vorliegend auf¬ grund der effizienten Entwärmung der Konversionsschicht 110 unschädlich sein.
Die oben beschriebene Verwendung eines Lösungsmittels in der zum Ausbilden der reflektiven Schicht 150 verwendeten reflek- tiven Masse bietet in entsprechender Weise die Möglichkeit, die reflektive Schicht 150 des Strahlungsemittierenden Halb¬ leiterbauelements 100 mit einer hohen Packungsdichte an
Streupartikeln herzustellen. Auf diese Weise kann sich die reflektive Schicht 150 durch eine hohe Reflektivität aus¬ zeichnen . Von Vorteil kann des Weiteren die oben beschriebene Nass- Prozessierung sein, gemäß welcher das Anordnen der Halbleiterchips 140, das Aufbringen der Füllmasse 111 und das Aufbringen der reflektiven Masse jeweils in einem nicht voll- ständig ausgehärteten Zustand der Konversionsschicht 110 durchgeführt wird, und die einzelnen Massen und Schichten erst am Ende des Verfahrens vor der Vereinzelung gemeinsam ausgehärtet werden. Auf diese Weise können die unterschiedli¬ chen Massen und Schichten zuverlässig und fest miteinander verbunden werden.
Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen beschrieben, welche für das Herstellungsverfahren und hiermit gefertigte strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente 100 in Betracht kommen können. Übereinstimmende Merkmale, Verfah¬ rensschritte und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren können As- pekte und Details, welche in Bezug auf eine Ausgestaltung ge¬ nannt werden, auch in Bezug auf eine andere Ausgestaltung zur Anwendung kommen und können Merkmale von zwei oder mehreren Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden. Die Figuren 9 bis 12 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein weiteres Verfahren zum Herstellen von strah- lungsemittierenden Halbleiterbauelementen 100. Bei diesem Verfahren wird in entsprechender Weise eine plane Konversi¬ onsschicht 110 auf einem Hilfsträger 130 bereitgestellt, und werden hierauf strahlungsemittierende Halbleiterchips 140 an¬ geordnet, wie es oben anhand der Figuren 1, 2 erläutert wur¬ de. Das anschließende Aufbringen einer ein Matrixmaterial 120, Leuchtstoffpartikel 121 und ein Lösungsmittel aufweisen¬ den Füllmasse 111 in Bereichen neben und zwischen den Halb- leiterchips 140 erfolgt mit einem definierten Unterverguss , so dass die verdickte Konversionsschicht 110, wie in Figur 9 dargestellt ist, eine konkav gekrümmte Oberfläche 181 zwi¬ schen den Halbleiterchips 140 aufweist. Hierbei sind die Sei- tenflächen 143 der Halbleiterchips 140 mit der Konversions¬ schicht 110 benetzt, und reicht die Konversionsschicht 110 bis zu rückseitigen Kanten der Halbleiterchips 140. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels und einer damit ein¬ hergehenden Volumenverkleinerung weist die Konversionsschicht 110, wie in Figur 10 dargestellt ist, eine noch stärker kon¬ kav gekrümmte Oberfläche 181 zwischen den Halbleiterchips 140 auf. Im Anschluss hieran erfolgen die weiteren der oben be- schriebenen Prozesse, d.h. ein rückseitiges Ausbilden einer reflektiven Schicht 150 auf der Konversionsschicht 110 und auf den Halbleiterchips 140 (vgl. Figur 11), ein vollständi¬ ges Aushärten der zuvor aufgebrachten Massen und Schichten, und ein Vereinzeln des auf diese Weise gebildeten Bauelement- Verbunds in separate Halbleiterbauelemente 100 (vgl. Figur
12). Bei diesen Halbleiterbauelementen 100 ist die Grenzfläche zwischen der reflektiven Schicht 150 und der Konversions¬ schicht 110 stärker gekrümmt bzw. stärker schräg verlaufend ausgebildet. Auf diese Weise kann eine seitliche Strahlungs- emission in einem höheren Ausmaß verringert werden.
Die Figuren 13 bis 16 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein weiteres Verfahren zum Herstellen von
Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen 100. Auch hierbei wird zunächst eine ebenflächige Konversionsschicht
110 auf einem Hilfsträger 130 bereitgestellt, und werden hie¬ rauf Strahlungsemittierende Halbleiterchips 140 angeordnet, wie es oben anhand der Figuren 1, 2 erläutert wurde. Das an¬ schließende Aufbringen einer ein Matrixmaterial 120, Leucht- stoffpartikel 121 und ein Lösungsmittel aufweisenden Füllmas¬ se 111 neben und zwischen den Halbleiterchips 140 erfolgt mit einem definierten Überverguss, so dass die verdickte und bis zu rückseitigen Kanten der Halbleiterchips 140 reichende Kon¬ versionsschicht 110, wie in Figur 13 dargestellt ist, eine konvex gekrümmte Oberfläche 182 zwischen den Halbleiterchips 140 aufweist. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels und einer damit einhergehenden Volumenverkleinerung weist die Konversionsschicht 110, wie in Figur 14 dargestellt ist, eine plane Oberfläche zwischen den Halbleiterchips 140 auf und schließt bündig mit den Halbleiterchips 140 ab. Im Anschluss hieran erfolgen die weiteren der oben beschriebenen Prozesse, d.h. ein rückseitiges Ausbilden einer reflektiven Schicht 150 auf der Konversionsschicht 110 und auf den Halbleiterchips 140 (vgl. Figur 15) , ein vollständiges Aushärten der zuvor aufgebrachten Mas- sen und Schichten, und ein Vereinzeln des auf diese Weise ge¬ bildeten Bauelementverbunds in separate Halbleiterbauelemente 100 (vgl. Figur 16). Bei diesen Halbleiterbauelementen 100 verläuft die Grenzfläche zwischen der reflektiven Schicht 150 und der Konversionsschicht 110 parallel zu einer Vorderseite und Rückseite der Bauelemente 100. Auf diese Weise kann mit Hilfe der reflektiven Schicht 150 im Wesentlichen eine rückseitige Strahlungsemission im Betrieb der Halbleiterbauele¬ mente 100 verhindert werden. Figur 17 zeigt eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung einer Konversionsschicht 110, wie sie bei den vorstehend beschrie¬ benen Halbleiterbauelementen 100 vorhanden sein kann. Die Konversionsschicht 110 weist ein Matrixmaterial 120 und darin eingebettete Leuchtstoffpartikel 121 zur Strahlungskonversion auf. Es liegt eine hohe Packungsdichte der LeuchtstoffParti¬ kel 121 vor, so dass eine effiziente Wärmeleitung und dadurch eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht 121 möglich sind . Abweichend von Figur 17 sind Ausgestaltungen denkbar, in welchen die Konversionsschicht 110 zusätzlich einen optisch pas¬ siven Füllstoff aufweist. Hierauf wird im Folgenden näher eingegangen . Figur 18 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines weite¬ ren Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements 100. Das Halbleiterbauelement 100 ist abweichend von der in Figur 7 gezeigten Bauform derart hergestellt, dass eine im Bereich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 vorliegende Schichtdicke 173 der Konversionsschicht 110 größer ist als eine im Bereich der Vorderseite 141 des Halbleiterchips 140 vorliegende Schichtdicke 171 der Konversionsschicht 110. Von oben betrachtet kann das Halbleiterbauelement 100, wie dessen Halbleiterchip 140, eine rechteckige bzw. quadratische Form besitzen .
Die Herstellung von Halbleiterbauelementen 100 mit dem in Fi- gur 18 gezeigten Aufbau kann entsprechend des anhand der Fi¬ guren 1 bis 6 erläuterten Verfahrens erfolgen, wobei die Halbleiterchips 140 mit größeren Abständen zueinander auf der Konversionsschicht 110 platziert werden. Auf diese Weise kön¬ nen mögliche Toleranzen beim Anordnen der Halbleiterchips 140 auf der Konversionsschicht 110 kompensiert werden. Die größe¬ ren Abstände zwischen den Halbleiterchips 140 können zu der in Figur 18 gezeigten Bauform mit der gegenüber der Schichtdicke 171 größeren Schichtdicke 173 führen. In Bezug auf die Herstellung von Halbleiterbauelementen 100 mit dem in Figur 18 gezeigten Aufbau kann es ferner in Betracht kommen, zum Verdicken der Konversionsschicht 110 neben und zwischen den Halbleiterchips 140 eine Füllmasse 111 zu verwenden, welche zusätzlich einen transparenten partikelför- migen Füllstoff aufweist. Die Füllmasse 111 kann ferner mit einem Lösungsmittel verdünnt sein, welches nach dem Aufbrin¬ gen verdunstet bzw. verdunstet werden kann.
Auf diese Weise kann die Konversionsschicht 110 des in Figur 18 gezeigten Halbleiterbauelements 100 im Bereich der Seiten¬ flächen 143 die in der vergrößerten Ausschnittsdarstellung von Figur 19 gezeigte Ausprägung besitzen. Hierbei weist die Konversionsschicht 110 das Matrixmaterial 120, Leuchtstoff¬ partikel 121 und zusätzlich transparente Partikel 122 auf. Im Bereich der Vorderseite 141 kann die Konversionsschicht 110 weiterhin den in Figur 17 gezeigten Aufbau ohne Füllstoff besitzen . In dieser Ausgestaltung kann der Leuchtstoffanteil der Konversionsschicht 110 im Bereich der Vorderseite 141 des Halb¬ leiterchips 140 dem Leuchtstoffanteil der Konversionsschicht 110 im Bereich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 entsprechen, trotz der im Bereich der Seitenflächen 143 größeren Schichtdicke 173 der Konversionsschicht 110. Im Strah¬ lungsbetrieb des Halbleiterbauelements 100 kann infolgedessen an diesen Stellen eine übereinstimmende Strahlungskonversion auftreten. Aufgrund der transparenten Partikel 122 kann die Konversionsschicht 110 im Bereich der Seitenflächen 143 des
Halbleiterchips 140 weiterhin einen hohen Partikelanteil auf¬ weisen. Hierbei umfasst der Partikelanteil die Leuchtstoff¬ partikel 121 und transparenten Füllstoffpartikel 122. Der Partikelanteil der Konversionsschicht 110 kann auch in dieser Ausgestaltung wenigstens 40% oder wenigstens 50% betragen. In Figur 19 ist in diesem Sinne eine hohe Packungsdichte der Leuchtstoffpartikel 121 und transparenten Partikel 122 ange¬ deutet, was eine effiziente Wärmeleitung und dadurch effizi¬ ente Entwärmung der Konversionsschicht 121 möglich macht.
Die transparenten Partikel 122 können zum Beispiel Kügelchen aus einem Quarzmaterial sein. Hierdurch kann eine effiziente Entwärmung der Konversionsschicht 110 begünstigt werden. Al¬ ternativ können Partikel 122 aus einem anderen transparenten Material, zum Beispiel aus einem Glasmaterial, eingesetzt werden .
In Bezug auf die Partikel 122 kann eine Ausgestaltung aus ei¬ nem transparenten Material gewählt sein, dessen Brechungsin- dex nahe dem Brechungsindex des Matrixmaterials 120 ist. Auf diese Weise kann ein Auftreten einer erhöhten Streuung aufgrund der Partikel 122 vermieden werden. Dies lässt sich zuverlässig erzielen, wenn der Brechungsindexunterschied zwi¬ schen dem transparenten Material der Partikel 122 und dem Matrixmaterial 120 nicht höher als 0,1, zum Beispiel nicht höher als 0,05 ist. Die anhand der Figuren 9 bis 12 und 13 bis 16 erläuterten Verfahrensabläufe können in entsprechender Weise derart abge¬ wandelt werden, dass Halbleiterbauelemente 100 mit einer Kon¬ versionsschicht 110 ausgebildet werden, welche eine größere Schichtdicke 173 und zusätzlich transparente Partikel 122 im Bereich der Seitenflächen 143 des zugehörigen Halbleiterchips 140 aufweist.
Neben den oben beschriebenen und abgebildeten Ausführungsfor- men sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben ange¬ gebenen Materialien andere Materialien zu verwenden. Auch können obige Zahlenangaben durch andere Angaben ersetzt wer- den.
In Bezug auf weitere Materialien ist es gegebenenfalls mög¬ lich, dass die zum Verdicken der Konversionsschicht 110 ver¬ wendete Füllmasse 111 zusätzlich einen oder mehrere Füllstof- fe aufweist, mit deren Hilfe sich zum Beispiel Fließ-, Streu- und/oder Festigkeitseigenschaften festlegen lassen. Eine Ausgestaltung mit einem oder mehreren solchen Füllstoffen kann auch in Bezug auf die am Anfang des Verfahrens bereitgestell¬ te Konversionsschicht 110 in Betracht kommen.
Eine weitere mögliche Abwandlung des Verfahrens besteht da¬ rin, nach dem Bereitstellen bzw. Aufbringen einzelner Schichten oder Massen ein Zwischenhärten mit Hilfe eines Temperaturschritts durchzuführen. Ein solches Vorgehen ist zum Bei- spiel in Bezug auf die am Anfang des Verfahrens bereitge¬ stellte Konversionsschicht 110 denkbar. Hierbei kann die Kon¬ versionsschicht 110 nach dem Anordnen der Halbleiterchips 140 zwischengehärtet werden, um die Halbleiterchips 140 auf der Konversionsschicht 110 zu fixieren. Bei dem Zwischenhärten kann die Konversionsschicht 110 nicht vollständig ausgehärtet werden . Weitere mögliche Abwandlungen bestehen darin, für die am Anfang des Verfahrens bereitgestellte Konversionsschicht 110 und die neben und zwischen den Halbleiterchips 140 verdickten Bereiche der Konversionsschicht 110 unterschiedliche Konzent- rationen und/oder unterschiedliche Arten von LeuchtstoffPartikeln 121, zum Beispiel zum Erzeugen unterschiedlicher Konversionsstrahlungen, vorzusehen. Des Weiteren können für die am Anfang bereitgestellte Konversionsschicht 110 und für die neben und zwischen den Halbleiterchips 140 verdickten Berei- che der Konversionsschicht 110 unterschiedliche Matrixmateri¬ alien vorgesehen sein.
Bei einer Herstellung von Halbleiterbauelementen 100, deren Konversionsschicht 110 eine größere Schichtdicke 173 im Be- reich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 aufweist (vgl. Figur 18), ist es möglich, in der zum Verdicken der Konversionsschicht 110 verwendeten Füllmasse 111 keinen Füll¬ stoff, sondern stattdessen einen weniger aktiven Leuchtstoff vorzusehen. Die auf diese Weise hergestellten Halbleiterbau- elemente 100 können infolgedessen im Bereich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 einen weniger aktiven
Leuchtstoff aufweisen als im Bereich der Vorderseite 141 des Halbleiterchips 140. Hierbei kann die Konversionsschicht 110 im Bereich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 ei- nen größeren Leuchtstoffanteil besitzen als im Bereich der Vorderseite 141. Durch die Verwendung des weniger aktiven Leuchtstoffs im Bereich der Seitenflächen 143 kann erzielt werden, dass im Bereich der Vorderseite 141 und im Bereich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 eine überein- stimmende Strahlungskonversion auftritt. Hierbei kann die
Konversionsschicht 110 auch im Bereich der Seitenflächen 143 des Halbleiterchips 140 einen hohen und ausschließlich aus LeuchtstoffPartikeln 121 zusammengesetzten Partikelanteil besitzen, so dass eine effiziente Entwärmung der Konversions- schicht 110 möglich ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Halbleiterbauelement
110 KonversionsSchicht
111 Füllmasse
120 Matrixmaterial
121 Leuchtstoffpartikel
122 transparenter Partikel
130 Hilfsträger
140 Halbleiterchip
141 Vorderseite
142 Rückseite
143 Seitenfläche
145 Kontakt
150 reflektive Schicht
160 Sägeblatt
171 Schichtdicke
173 Schichtdicke
181 konkave Krümmung
182 konvexe Krümmung

Claims

PATENTA S PRUCHE
Verfahren zum Herstellen von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen (100), umfassend:
Bereitstellen einer Leuchtstoff enthaltenden Konversionsschicht (110);
Anordnen von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (140) auf der Konversionsschicht (110), wobei die Halb¬ leiterchips (140) mit einer Vorderseite (141) auf der Konversionsschicht (110) angeordnet werden, und wobei die Halbleiterchips (140) Kontakte (145) an einer Rück¬ seite (142) aufweisen;
Verdicken der Konversionsschicht (110) neben und zwi¬ schen den Halbleiterchips (140) durch Aufbringen einer Leuchtstoff enthaltenden Füllmasse (111), wobei die ver¬ dickte Konversionsschicht (110) an die Vorderseite (141) und an Seitenflächen (143) der Halbleiterchips (140) an¬ grenzt;
Ausbilden einer reflektiven Schicht (150) auf der Konversionsschicht (110) und auf den Halbleiterchips (140) im Bereich der Rückseite (142) der Halbleiterchips
(140), wobei eine rückseitige Oberfläche der Kontakte (145) der Halbleiterchips (140) unbedeckt bleibt; und
Durchtrennen der reflektiven Schicht (150) und der Konversionsschicht (110) zum Bilden von vereinzelten Halb¬ leiterbauelementen (100), welche einen einzelnen Halbleiterchip (140), einen auf der Vorderseite (141) und auf den Seitenflächen (143) des Halbleiterchips (140) angeordneten Teil der Konversionsschicht (110) und einen im Bereich der Rückseite (142) auf dem Halbleiterchip (140) und auf der Konversionsschicht (110) angeordneten Teil der reflektiven Schicht (150) aufweisen. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (140) volumenemittierende Flip-Chips sind.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die verdickte Konversionsschicht (110) derart aus¬ gebildet wird, dass eine Oberfläche der Konversions¬ schicht (110) zwischen den Halbleiterchips (140) konkav gekrümmt ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Füllmasse (111) ein Lösungsmittel aufweist, welches nach dem Aufbringen der Füllmasse (111) verdunstet .
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei die Konversionsschicht (110) nach dem Aufbringen der Füllmasse (111) eine plane Oberfläche oder eine kon¬ kav gekrümmte Oberfläche zwischen den Halbleiterchips (140) aufweist, und wobei die Oberfläche der Konversi¬ onsschicht (110) nach dem Verdunsten des Lösungsmittels konkav gekrümmt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei die Konversionsschicht (110) nach dem Aufbringen der Füllmasse (111) eine konvex gekrümmte Oberfläche zwischen den Halbleiterchips (140) aufweist, und wobei die Oberfläche der Konversionsschicht (110) nach dem Verdunsten des Lösungsmittels plan ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Ausbilden der reflektiven Schicht (150) ein Aufbringen einer reflektiven Masse auf der Konversionsschicht (110) und auf den Halbleiterchips (140) umfasst, und wobei die reflektive Masse ein Lösungsmittel auf¬ weist, welches nach dem Aufbringen der reflektiven Masse verdunstet . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbilden der reflektiven Schicht (150) ein Aufbringen einer reflektiven Masse auf der Konversionsschicht (110) und auf den Halbleiterchips (140) umfasst, wobei das Anordnen der Halbleiterchips (140), das Auf¬ bringen der Füllmasse (111) und das Aufbringen der reflektiven Masse jeweils in einem nicht vollständig aus¬ gehärteten Zustand der Konversionsschicht (110) durchge¬ führt wird, und wobei vor dem Durchtrennen ein Aushärten der reflektiven Schicht (150) und der Konversionsschicht (110) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterbauelemente (100) derart ausgebildet werden, dass im Bereich der Vorderseite (141) und im Bereich der Seitenflächen (143) des Halbleiterchips (140) eine übereinstimmende Schichtdicke (171, 173) der Kon¬ versionsschicht (110) vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Halbleiterbauelemente (100) derart ausgebildet werden, dass eine Schichtdicke (173) der Konversions¬ schicht (110) im Bereich der Seitenflächen (143) des Halbleiterchips (140) größer ist als eine Schichtdicke (171) der Konversionsschicht (110) im Bereich der Vorderseite (141) des Halbleiterchips (140).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllmasse (111) einen transparenten Füllstoff (122) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konversionsschicht (110) derart ausgebildet wird, dass die Konversionsschicht (110) einen auf das Volumen bezogenen Partikelanteil von wenigstens 40% auf weist . 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bereitgestellte Konversionsschicht (110) und die Füllmasse (111) ein Matrixmaterial (120) mit einem Brechungsindex von wenigstens 1,5 aufweisen.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Konversionsschicht (110) auf einem Hilfsträger (130) bereitgestellt wird. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die bereitgestellte Konversionsschicht (110) vor dem Anordnen der Halbleiterchips (140) vorcharakterisiert wird. 16. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement (100), auf¬ weisend : einen einzelnen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip (140), wobei der Halbleiterchip (140) Kontakte (145) an einer Rückseite (142) aufweist; eine Leuchtstoff enthaltende Konversionsschicht (110), welche auf einer Vorderseite (141) und auf Seitenflächen (143) des Halbleiterchips (140) angeordnet ist; und eine im Bereich der Rückseite (142) auf dem Halbleiterchip (140) und auf der Konversionsschicht (110) angeord¬ nete reflektive Schicht (150), wobei eine rückseitige Oberfläche der Kontakte (145) des
Halbleiterchips (140) nicht mit der reflektiven Schicht (150) bedeckt ist.
17. Halbleiterbauelement nach Anspruch 16,
wobei die reflektive Schicht (150) in einem Bereich, in welchem die reflektive Schicht (150) an die Konversions¬ schicht (110) angrenzt, eine nach außen ansteigende Schichtdicke aufweist.
18. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
wobei die Konversionsschicht (110) einen auf das Volumen bezogenen Partikelanteil von wenigstens 40% aufweist.
19. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Konversionsschicht (110) ein Matrixmaterial (120) mit einem Brechungsindex von wenigstens 1,5 auf¬ weist.
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