WO2019215217A1 - Optoelektronisches bauelement mit stromverteilungsschicht - Google Patents

Optoelektronisches bauelement mit stromverteilungsschicht Download PDF

Info

Publication number
WO2019215217A1
WO2019215217A1 PCT/EP2019/061800 EP2019061800W WO2019215217A1 WO 2019215217 A1 WO2019215217 A1 WO 2019215217A1 EP 2019061800 W EP2019061800 W EP 2019061800W WO 2019215217 A1 WO2019215217 A1 WO 2019215217A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
contact element
electrical contact
current distribution
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/061800
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Heinrich Enzmann
Christian Müller
Stefan Barthel
Vanessa EICHINGER
Marc Christian NENSTIEL
Lorenzo Zini
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US17/053,805 priority Critical patent/US11916166B2/en
Publication of WO2019215217A1 publication Critical patent/WO2019215217A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/387—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape with a plurality of electrode regions in direct contact with the semiconductor body and being electrically interconnected by another electrode layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body

Definitions

  • a light emitting diode is a light emitting device based on semiconductor materials.
  • an LED includes a pn junction. When electrons and holes recombine with each other in the region of the pn junction, for example, because a corresponding voltage is applied, electromagnetic radiation is generated.
  • LEDs have been developed for a variety of applications including display devices, lighting devices, automotive lighting, projectors and others. For example, are widely used to orders of LEDs or light-emitting areas, each with a variety of LEDs or light-emitting areas for these purposes.
  • the present invention has for its object to provide an improved optoelectronic device and a verbes sertes method for producing an optoelectronic component construction.
  • an optoelectronic component comprises an optoelectronic semiconductor chip which is suitable for emitting electromagnetic radiation and a first Semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type, a first and a second current distribution layer and a plurality of electrical contact elements.
  • the first semiconductor layer is net over the second semiconductor layer. Electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip is output via a first main surface of the first semiconductor layer.
  • the first current distribution layer is arranged on a side facing away from the first semiconductor layer side of the second semiconductor layer.
  • the plurality of electrical contact elements is suitable for electrically connecting the first semiconductor layer to the first current distribution layer.
  • the second current distribution layer is electrically connected to the second semiconductor layer.
  • the electrical contact elements comprise a first electrical contact element and a second electrical contact element, wherein the first differs from the second electrical contact element.
  • the semiconductor chip comprises a plurality of active regions which are each arranged in a region between the first and second semiconductor layer and in each case between the electrical contact elements.
  • the first electrical contact element is connected to a corresponding active region via a first resistance
  • the second electrical contact element is connected to a corresponding active region via a second resistance value.
  • the first resistance value differs from the second resistance value.
  • an active region between the first and second semiconductor layer may be arranged and be interrupted in each case by the electrical contact elements.
  • the term "resistance value" refers to the resistance between the electrical contact and the associated portion of the active area.
  • the active region may, for example, be a pn junction between the first and second semiconductor layers.
  • the active region may also comprise a heterostructure or one or more quantum wells.
  • the electrical contact elements may extend through the second semiconductor layer and be insulated from the material of the second semiconductor layer via an insulating layer.
  • a diameter of the first contact element may be different from the diameter of the second contact element.
  • the second current distribution layer may be arranged between the first current distribution layer and the second semiconductor layer.
  • the electrical contact elements can be isolated by an insulating layer of the second current distribution layer.
  • the optoelectronic component may further comprise a contact layer which is suitable for electrically connecting the second current distribution layer to the second semiconductor layer.
  • a lateral distance from the contact layer to the first contact element can be different from the lateral distance from the contact layer to the second contact element.
  • a laterally measured layer thickness of the insulating layer adjoining the first contact element may be different from the laterally measured layer thickness of the insulating layer adjacent to the second contact element.
  • the first current distribution layer may be connected to a first terminal region disposed on a first main surface of the semiconductor chip.
  • the first contact element is arranged closer to the first Anschlußbe range than the second contact element, and the first resistance value is greater than the second.
  • the sum S1 of lead resistances through the first and second current distribution layers and series resistances through the first and second semiconductor layers for the first electrical contact element and the sum S2 of lead resistances through the first and second current distribution layers and series resistances through the first and second semiconductor layers for the second electrical contact element satisfy the following relationship:
  • the first power distribution layer may be connected to a first terminal region
  • the second current distribution layer may be connected to a second terminal region.
  • the first and second Anschlußbe are rich each disposed on a first main surface of the opto-electronic device.
  • the optoelectronic semiconductor chip may be applied to a heat-dissipating carrier having regions of respectively different thermal conductivity.
  • the second contact element is arranged in a region with better thermal conductivity than the region in which the first contact element is arranged.
  • the heat-dissipating carrier can bind the first current distribution layer to a first connection region and connect the second current distribution layer to a second connection region.
  • a method for producing an optoelectronic component comprises forming an optoelectronic semiconductor chip which is suitable for emitting electromagnetic radiation.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type, a first and a second current distribution layer and a plurality of electrical contact elements.
  • the first semiconductor layer is disposed above the second semiconductor layer. Electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip is output via a first main surface of the first semiconductor layer.
  • the first current distribution layer is arranged on a side facing away from the first semiconductor layer side of the second semiconductor layer.
  • the plurality of electrical contact elements is suitable for electrically connecting the first semiconductor layer to the current distribution layer.
  • the plurality of electrical contact elements comprises a first electrical contact element and a second electrical contact element.
  • the second current distribution layer is electrically conductively connected to the second semiconductor layer.
  • the method further comprises adjusting a resistance value of a first electrical contact element and a second electrical contact element such that the sum S1 of lead resistances through the first and second contact layers and series resistances is through the first and second semiconductor layers for the first electrical contact element and the sum S2 From Zulei tion resistances through the first and second contact layer and series resistors through the first and second semiconductor layer for the second electrical contact element meet the following relationship:
  • forming an optoelectronic semiconductor chip may include forming the first conductivity type first semiconductor layer on a growth substrate, forming the second conductivity type second semiconductor layer over the first semiconductor layer, forming the second current distribution layer over the second semiconductor layer, forming a plurality of electrical justifyele elements, and forming the first current distribution layer over the second current distribution layer comprise, resulting in a layer stack.
  • the method for producing the optoelectronic component may further comprise the subsequent application of the layer stack on a support and the subsequent detachment of the growth substrate.
  • an electrical device comprises the described optoelectronic component.
  • the electrical device may be selected from the group of vehicle headlights, projectors, and lighting devices.
  • FIG. 1A shows a schematic cross-sectional view of a part of an optoelectronic component according to embodiments.
  • Fig. 1B shows a schematic horizontal Queritessan view of an optoelectronic device according to execution form.
  • FIGS. 2A and 2B respectively show schematic cross-sectional views through parts of an optoelectronic component.
  • Fig. 3A shows a schematic cross-sectional view through Tei le of an optoelectronic device according to further Auscut tion forms.
  • Fig. 3B shows a schematic horizontal cross-sectional view through a portion of an optoelectronic device.
  • Fig. 5 shows an electrical device according to execution form.
  • wafer or “semiconductor substrate” used in the following description may include any semiconductor-based structure having a semiconductor surface. Wafers and structure are understood to include doped and undoped semiconductors, epitaxial semiconductor layers, optionally supported by a base pad, and other semiconductor structures. For example, a layer of a first semiconductor material may be grown on a growth substrate of a second semiconductor material or of an insulating material, for example on a sapphire substrate. Depending on the purpose, the semiconductor may be based on a direct or an indirect semiconductor material.
  • semiconductor materials particularly suitable for generating electromagnetic radiation include, in particular, nitride semiconductor compounds by which, for example, ultraviolet tes, blue or longer wavelength light can be generated, such as GaN, InGaN, AlN, AlGaN, AlGalnN, phosphide semiconductor compounds, for example green or longer wavelength light can be generated, such as GaAsP, AlGalnP, GaP, AlGaP, and other semiconductor materials such as AlGaAs, SiC, ZnSe, GaAs, ZnO, Ga203, diamond, hexagonal NAL BN and combinations of these materials.
  • the stoichiometric ratio of the ternary compounds may vary.
  • semiconductor materials may include silicon, silicon germanium and germanium.
  • the term "semiconductor" also includes organic semiconductor materials.
  • lateral and “horizontal” as used in this specification are intended to describe an orientation or orientation that is substantially parallel to a first surface of a substrate or semiconductor body. This may, for example, be the surface of a wafer or a die or a chip.
  • the terms “having,” “containing,” “comprising,” “having,” and the like are open-ended terms that indicate the presence of said elements or features, the presence of other elements or features but do not rule it out.
  • the indefinite articles and the definite articles include both the plural and the singular, unless the context clearly states otherwise.
  • electrically connected means a low-resistance electrical connection between the connected elements
  • the electrically connected elements need not necessarily be connected directly to each other Other elements may be disposed between electrically connected elements.
  • electrically connected also includes tunneling contacts between the connected elements.
  • the optoelectronic component 10 comprises an optoelectronic semiconductor chip 11 which is suitable for emitting electromagnetic radiation 15.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a first semiconductor layer 140 of a first conductivity type, for example n-type, and a second semiconductor layer 150 of a second conductivity type, for example p-type.
  • the optoelectronic semiconductor chip further includes a first current distribution layer 180 and a plurality of electrical contact elements 20, 21, 22.
  • the first semiconductor layer 140 is disposed over the second semiconductor layer 150. That is, the second semiconductor layer 150 is disposed between the first semiconductor layer 140 and the first current distribution layer 180.
  • Electromagnetic radiation 15 emitted by the optoelectronic semiconductor chip is output via a first main surface 110 of the first semiconductor layer 140.
  • the first power distribution layer 180 is disposed on a side facing away from the first semiconductor layer 140 side of the second semiconductor layer 150.
  • the plurality of electrical contact elements or elements 20, 21, 22 is suitable for electrically connecting the first semiconductor layer 140 with the first current distribution layer 180.
  • the electrical contact elements 22 include a first electrical cal contact element 21 and a second electrical contact element 21, wherein the first differs from the second electrical contact element.
  • the optoelectronic semiconductor chip 11 may contain further layers.
  • the optoelectronic semiconductor chip 11 may further comprise a second current distribution layer 160.
  • the second power distribution layer 160 may be disposed between the first power distribution layer and the second semiconductor layer 150.
  • the electrical contact elements 20, 21, 22 extend through the second semiconductor layer 150 and through the second current distribution layer, for example, and can be electrically insulated via an insulating layer 202 from the second semiconductor layer 150 and from the second current distribution layer 160.
  • the interior of the electrical contact elements 20, 21, 22 is filled with a guide material 200, 201.
  • the conductive material may include a portion of the first power distribution layer 180.
  • the semiconductor chip may include a plurality of active regions 142, each of which is arranged in a region between the first and second semiconductor layers 140, 150.
  • the active region has a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well (SQW) or a multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation.
  • the term "quantum well structure" in this case has no significance with regard to the dimensionality of the quantization and thus includes, among other things, quantum wells, quantum wires and quantum dots as well as any combination of these structures
  • the semiconductor chip described is strengthened on a carrier substrate 100 via an adhesive layer or connection layer 190.
  • the support substrate 100 may include aluminum nitride, the support substrate 100 may be insulating, for example, a glass substrate, and a backside metallization 130 may be deposited on the second main surface or back 120 of the support substrate 100.
  • the electrical contact elements 20, 21, 22 may, for example, in the form of a circular cylinder, an elliptical Zylin, a cuboid, a cone or truncated cone, a Pyr pyramid or a truncated pyramid be formed. According to further embodiments, the contact element 20, 21, 22 may also be designed in the form of a trench whose longitudinal axis extends in ay direction.
  • the first electrical contact element 20 is formed in a first contact opening 207.
  • the second electrical contact element 21 is formed in egg ner second contact opening 208.
  • the first power distribution layer 180 and the second power distribution layer 160 may be connected via connection regions (not shown in FIG. 1A), which may be located, for example, in the area of the first main surface of the optoelectronic component 10.
  • the connection regions are located at the edge of the optoelectronic component.
  • the connection regions can also be arranged in the region of the rear side 120 of the carrier substrate 100.
  • the light-emitting front side of the semiconductor chip is free of electrical contact points such as bond pads. Only the contact elements 20, 21, 22 are arranged in the region of the first surface. In this way, the Ge is driving shading and / or absorption of a portion of the emitted from the active areas in operation electromagnetic radiation 15 by such pads redu graced.
  • the semiconductor chip 11 is a thin-film LED chip.
  • a carrier substrate 100 is arranged on the side of the second semiconductor layer 150 facing away from the first semiconductor layer 140.
  • the carrier The substrate substrate 100 of the growth substrate on which the semiconductor layer sequence has been grown, for example, the first semiconductor layer 140, the active region 142 and the second semiconductor layer 150 comprises different.
  • a material of the first and second semiconductor layer 140, 150 may be GaN based, ie, GaN best or contain GaN. Specific examples include InGaN, AlGaN or InAlGaN.
  • a layer thickness of the first semiconductor layer 140 is greater than 100 nm, for example more than 500 nm, for example about 1 gm.
  • the second semiconductor layer 150 has a layer thickness of less than 500 nm, for example less than 200 nm, for example more than 50 nm
  • the semiconductor layer 150 has, for example, a lower electrical conductivity than the first semiconductor layer 140.
  • the second semiconductor layer 150 may, for example, be connected in a planar manner to the second current distribution layer 160.
  • the second semiconductor layer 150 is connected to the second current distribution layer 160 via an additional contact layer (not shown in FIG. 1A).
  • the first semiconductor layer 140 via a plurality of electrical contact elements 20, 21, 22 to the first power distribution layer 180 verbun the.
  • a passivation layer 195 for example of silicon oxide, silicon nitride or a combination of these materials is disposed over the first main surface 110 of the first semiconductor layer 140.
  • the first electrical contact element 20 differs from the second electrical one
  • Fig. 1B shows a plan view of a portion of a optoelectron ronic device 10 according to embodiments.
  • the optoelectronic component 10 comprises a plurality of electrical contact elements 20.
  • the electrical Kunststoffele elements comprise first electrical contact elements 20 and second electrical contact elements 21.
  • the first electrical contact element 20 differs from the second electrical contact element 21.
  • the optoelectronic device 10, for example a first connection region 210 and a second connection region 211 include.
  • both the first connection region 210 and the second connection region 211 can be arranged in the region of a first main surface 115 of the optoelectronic component 10.
  • the first connection region 210 is electrically conductively connected, for example, via the first current distribution layer 180 and the electrical contact elements 20, 21, 22 to the first semiconductor layer 140.
  • the second connection region 211 is electrically conductively connected to the second semiconductor layer 150 via the second current distribution layer 160.
  • the described optoelectronic component is usually operated at currents greater than 1 A / mm 2 .
  • the current densities may be about 5 A / mm 2 .
  • the diameter of the first or second contact element 20, 21 may each be more than 0.5 ym.
  • the diameter of the first or second contact element 20, 21 depending Weil be less than 100 ym.
  • the distance between the individual contact elements can each be greater than 1 ym.
  • the distance between the individual contact elements can each be less than 300 ym.
  • the connection resistance of the first electrical contact element 20 to one associated active area may be different from the electrical connection resistance of the second electrical con tact element 21 to an associated active area.
  • the electrically conductive material 200 of the first contact element 20 has a different conductivity than the electrically conductive material 201 (shown in FIG. 1A) of the second electrical contact element.
  • the shape or dimension of the electrical contact elements may each be different Lich.
  • the first electrical contact element 20 can have a larger cross-sectional area than the second electrical contact element 21.
  • the electrical resistance of the first electrical contact element can be smaller than the electrical resistance of the second electrical contact element 21 as a result of the larger cross-sectional area.
  • a length of the electrical path between the electrical contact element and the active region connected to the electrical contact element may vary. This can, for example, as indicated in Fig. 1A, for example, by the laterally measured layer thickness of the isolie-generating layer 202 which isolates the conductive filling of the electrical contact element with respect to the adjacent second semiconductor layer 150, is set accordingly. In example, by the distance of the active region 142 to the associated electrical contact element or electrically conductive filling 201 of the second electrical contact element 21 can be increased, whereby the resistance to the first electrical contact element 20 is increased. This list is not exhaustive, further possibilities will be discussed below.
  • the respective contact elements 20, 21, 22 may be provided so that those contact elements with ge ringerem distance to the associated connection area, which are usually exposed to a high current density at the intended operating currents, a higher Anschlußwi resistance than other contact elements, the arranged with a greater distance to the associated connection area sin.
  • the contact elements may be configured such that the series resistance of those electrical contact elements 22 arranged in the vicinity of the first connection region 210 is increased, while the series resistance of those electrical contact elements 22 which are at a certain distance from the first connection region 210 are arranged, depending is reduced from the distance to the first terminal region 210.
  • the calculation may be made such that the sum of lead resistances (respectively through the first current distribution layer and the second current distribution layer) and series resistances defined by the terminal resistance between the electrical contact element and the corresponding active region is the same.
  • this connection resistance may be determined in particular by the distance to be overcome in the first semiconductor layer 140. As a result, a uniform energization of all electrical contact elements can be achieved.
  • the sum S1 of lead resistances through the first and second contact layers and series resistances through the first and second semiconductor layers for the first electrical contact element and the sum S2 of line resistances through the first and second contact layers and series resistances through the first and second semiconductors Layer for the second electrical contact element meet the following relationship:
  • the following may apply:
  • FIG. 2A and 2B show cross-sectional views through in each case a first and a second electrical contact element 20, 21.
  • the cross sections in each case run along the Richtun gene, as indicated in Fig. 1B. More specifically, the illustration in FIG. 2A shows a cross-sectional view showing a cross section through a first contact element (knob) 20 between II and III.
  • the area between I and II shows the part from the second terminal area 211 to the edge of the contact element 20.
  • the cross-sectional view between III and IV shows the area between the first contact element 20 and the edge of the arrangement of the contact elements.
  • the Querterrorismsan view between IV and V shows a cross section through a first terminal area 210.
  • FIG. 2B is taken in a similar manner.
  • the cross-sectional view between II 'and III' the cross section through a second electrical contact element Kon (Knüpfei) 21st
  • the semiconductor device 10 illustrated in FIG. 2A includes a first semiconductor layer 140 of a first conductivity type and a second semiconductor layer 150 of a second conductivity type.
  • a first current distribution layer 180 is arranged on a side of the second semiconductor layer 150 facing away from the first semiconductor layer 140.
  • a second current distribution layer 160 is arranged between the second semiconductor layer 150 and the first current distribution layer 180.
  • the first and second current distribution layers 180, 160 may be metallic, such as an alloy of Ti / Pt, Au or any of these metals.
  • the power distribution layer 160, 180 may also contain nickel. The composition of the power distribution layers may differ from each other.
  • the second current distribution layer 160 may be connected to the second semiconductor layer 150 via a contact layer 165, which is, for example, reflective.
  • the contact layer 165 may be embodied as a silver mirror. This contact layer 165 ensures good electrical contact between the second current distribution layer 160 and the second semiconductor layer 150.
  • the contact layer 165 reflects electromagnetic radiation emitted from the active region 142 in the direction of the carrier substrate 100 back toward the first main surface 110 of the first semiconductor layer.
  • the first power distribution layer 180 is isolated from the second power distribution layer 160 by an insulating layer 170.
  • the insulating layer may contain silicon oxide, silicon nitride or a combination of these materials.
  • a portion of the insulating layer 170 is disposed between the side wall of the first contact opening 207 and the second power distribution layer 160 to insulate the electrically conductive filling of the contact member 20 from the second power distribution layer 160.
  • An insulating layer 202 is applied to a sidewall of the first contact opening.
  • the insulating layer 202 may include or consist of SiOx, SiN, or other dielectric layers.
  • the insulating layer 202 may, for example, electrically isolate the electrically conductive material 200 from the second semiconductor layer 150 or protect the active region.
  • the side walls of the first contact opening 207 are lined with a reflective conductive layer 205, beispielswei se a silver mirror. More specifically, the sidewalls as well as horizontal portions of the contact opening 207 may be covered with the reflective conductive layer 205. Furthermore, a horizontal region of the reflective conductive layer 205 is formed at the interface to the first semiconductor layer 140.
  • the reflective conductive layer 205 is, for example, dimensioned such that it overlaps approximately or partially with the contact layer 165 in the horizontal direction.
  • electromagnetic radiation which is emitted in the direction of the carrier substrate 100, is reflected by the layer 205 and the contact layer 165 combined therewith.
  • the first contact element may be designed differently from the second contact element so that the horizontal distance between contact layer 165 and contact element 20, 21, 22 is varied.
  • a protective layer 196 containing, for example, Al 2 O or consisting of Al 2 O 3 may be disposed over the first semiconductor layer 140.
  • this protective layer 196 may protect the semiconductor layers from moisture.
  • a portion 145 of the first major surface 110 of the first semiconductor layer 140 may be roughened to enhance the decoupling efficiency of generated electromagnetic radiation into the adjacent passivation layer 195.
  • Fig. 2B shows a cross-sectional view through a correspond to the second contact element.
  • the second electrical contact elements 21, which are arranged in the vicinity of the first connection region 210 have a spacing which is a few pm greater between contact opening 208 and contact layer 165 than the first electrical contact elements 20, which are farther from the first connection region 210.
  • a distance of the current from the second electrical contact members 21 through the first semiconductor layer 140 is longer, thereby increasing the series resistance.
  • the series resistance at first electrical contact elements 20, which are farther away from the first connection region 210 is reduced.
  • a horizontal width dl of the insulating layer 170 is present at the second contact element. considerably larger than a horizontal width d0 of the insulating layer 170 at a first contact element. Furthermore, a lateral dimension of the contact layer 165 in the vicinity of the second contact element is smaller than the lateral dimension of the contact layer in the vicinity of the first contact element.
  • the series resistance RI between the conductive fill 200 of the second contact element 21 and a corresponding active region between the first semiconductor layer 140 and the second semiconductor layer 150 has a greater resistance than the resistance R0 between the conductive fill 200 of the first contact element 20 and the associated active Area between the first semiconductor layer 140 and second semiconductor layer 150.
  • the horizontal extension of the contact layer 165 Kon the position of the electrical contact between the first semiconductor layer 140 and second semiconductor layer 150 is set. The fact that, as shown in Fig. 2B veran, the position of the contact layer 165 is moved horizontally, the resistance of the second electrical contact element element is increased. Accordingly, a resistance value can be determined by appropriately performing the method of patterning the contact layer 165.
  • the first connection region 210 which is connected to the first current distribution layer 180, is arranged on a first main surface 115 of the optoelectronic component 10. Furthermore, the second connection region 211 is arranged in the region of the first main surface 115 of the optoelectronic component. According to further embodiments, the first connection area 210 and / or the second connection area 211 can also be arranged at their positions.
  • a passivation layer 195 is disposed over the optoelectronic device.
  • the optoelectronic semiconductor chip may have a conductive carrier. For example, as illustrated in FIG.
  • the array of first, second, and second power distribution layers 160 may be disposed over an electrically conductive substrate 225.
  • the carrier 225 serves as a heat-dissipating element.
  • the electrically conductive carrier 225 comprises a first electrically conductive carrier element 220 and a second electrically conductive carrier element 222.
  • the electrically conductive carrier element is connected to the semiconductor layer sequence such that it acts as a first current distribution layer and via electrical contact elements 21, 20 with the first Semiconductor layer 140 is connected.
  • the second electrically conductive support element 222 is insulated from the first electrically conductive support element 220 and connected to the second current distribution layer 160.
  • the first connection region 210 as well as the second connection region 211 can be arranged on the rear side of the optoelectronic component, ie on a side which faces away from the semiconductor layer sequence.
  • the electrically conductive carrier 225 is structured, ie, in an edge region, the carrier 225 has a greater thickness than in a central region of the optoelectronic component.
  • the heat dissipation in the central region with the layer thickness sl is considerably lower than in an edge region with the layer thickness s2.
  • the second contact elements 21 are each arranged adjacent to the area with reduced heat dissipation or thickness s2 of the carrier.
  • the first contact elements 20 are arranged in a region with greater heat dissipation or thickness sl of the wearer. Because the second contact elements in similar Rather, as shown in Fig. 2B, formed, flows due to the increased resistance in the region of the two-th contact elements, a reduced current, so that a nied richer heat development takes place.
  • the first and second electrical contact elements 20, 21 are for example each out as shown in Fig. 2B forms.
  • the lateral width of the insulating layer 170 between the side wall of the contact hole and the contact layer 165 on the first contact elements is different from that of the second contact elements, respectively. Due to the fact that the resistance was increased in the region of the second contact elements 21, the problem of inhomogeneous heat dissipation can be effectively compensated. More precisely, less heat is formed in the central region of the optoelectronic component, so that, as a result, a more homogeneous heat distribution within the semiconductor chip is achieved. In areas with good heat dissipation line more current is passed through the electrical contact elements as in areas with poor thermal connection.
  • the series resistance is increased in the area with poor thermal connection, so that in this area the current and thus the heat generation are reduced.
  • the distance between contact layer 165 and contact element is increased by typically 10 ⁇ m with respect to a first contact element.
  • a protective layer 196 may be disposed over the first semiconductor layer 140 as described above.
  • Fig. 3B shows a schematic horizontal cross-sectional view through parts of the optoelectronic device shown in Fig. 3A.
  • the optoelectronic component has a large number of electrical contact elements 22.
  • the electrical contact elements comprise first electrical Maisele elements 20 and second electrical contact elements 21.
  • the first electrical contact elements 20 are arranged in an edge region of the carrier 225 with improved thermal connection, while the second electrical contact elements 21 are arranged in a central region of the carrier 225 with a reduced thermal connection.
  • the second electrical contact elements differ from the first electrical contact elements.
  • Fig. 3B also illustrates positions of the cross-sectional view shown in Fig. 3A.
  • a method for producing an optoelectronic component comprises forming an optoelectronic semiconductor chip suitable for emitting electromagnetic radiation and a first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type, a first and a second Current distribution layer, and a plurality of electrical contact elements comprises.
  • the first semiconductor layer is disposed over the second semiconductor layer. Electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip is output via a first main surface of the first semiconductor layer.
  • the first current distribution layer is arranged on a side of the second semiconductor layer facing away from the first semiconductor layer.
  • the plurality of electrical contact elements is suitable for electrically connecting the first semiconductor layer to the current distribution layer.
  • the plurality of electrical justifyele elements comprises a first electrical contact element and a second electrical contact element.
  • the second current distribution layer is electrically conductively connected to the second semiconductor layer.
  • the method further comprises adjusting a resistance value of a first electrical contact element and a second electrical contact element such that the sum S1 of line resistances through the first and the second second contact layer and series resistances through the first and second semiconductor layer for the first electrical Kontak telement and the sum S2 of lead resistances through the first and second contact layer and series resistors through the first and second semiconductor layer for the second electrical cal contact element meet the following relationship: IS1-S2I / S1 ⁇ 0.3 or
  • forming an optoelectronic semiconductor chip includes forming (S100) the first conductivity type first semiconductor layer on a growth substrate, forming (S200) the second conductivity type second semiconductor layer over the first semiconductor layer, forming (S300) the second current distribution layer over the second semiconductor layer, forming (S400) a plurality of electrical contact elements, and forming (S500) the first current distribution layer over the second current distribution layer, thereby forming a layer stack.
  • the method for producing the optoelectronic component comprises the subsequent application (S600) of the layer stack on a support and the subsequent detachment (S700) of the growth substrate.
  • a resistance value (S450) of a first electrical contact element and a second electrical contact element such that the sum S1 of lead resistances through the first and second contact layers and series resistances by the first and second semiconductor layers for the first electrical contact element and the sum S2 of Zulei tion resistors through the first and second contact layer and series resistors through the first and second semiconductor layer for the second electrical contact element satisfy the relationship be described, may be part of the method for forming a plurality of electrical contact elements. As has been described, by changing the characteristics of the contact elements, the resistance of the individual contact elements can be adjusted. Accordingly, it is possible to adjust the current flowing through the respective contact elements current depending on the requirements of the optoelectronic device.
  • the energization can be adjusted to the heat dissipation of the opto-electronic component. For example, in areas with better heat dissipation, a higher current can be impressed than in areas with poorer réelleablei device. As a result, the efficiency and the life of the optoelectronic semiconductor device can be increased. Furthermore, a more homogeneous luminance can be achieved who the. For example, even at high current densities, the emission pattern of the optoelectronic device may not change with the operating current.
  • the optoelectronic component can be combined, for example, together with optical elements. Areas of use include, for example, car headlamps but also projection andinungsanwendun gene.
  • Figure 5 shows an electrical device 30 according to embodiments from.
  • the electrical device 30 includes the optoelectronic component 10 described.
  • the electrical device may additionally include an optical element 31. Examples of electrical devices are vehicle headlights, projectors andstructuresvorrichtun conditions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement (10) umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip (11), der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung (15) zu emittieren. Der optoelektronische Halbleiterchip (11) umfasst eine erste Halbleiterschicht (140) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, eine zweite Halbleiterschicht (150) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht (180, 160), sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente (20, 21, 22). Die erste Halbleiterschicht (140) ist über der zweiten Halbleiterschicht (150) angeordnet. Von dem optoelektronischen Halbleiterchip (11) emittierte elektromagnetische Strahlung (15) wird über eine erste Hauptoberfläche (110) der ersten Halbleiterschicht (140) ausgegeben. Die erste Stromverteilungsschicht (180) ist auf einer von der ersten Halbleiterschicht (140) abgewandten Seite der zweiten Halbleiterschicht (150) angeordnet. Die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente (20, 21, 22) ist geeignet, die erste Halbleiterschicht (140) mit der ersten Stromverteilungsschicht (180) elektrisch zu verbinden. Die zweite Stromverteilungsschicht (160) ist mit der zweiten Halbleiterschicht (150) elektrisch verbunden. Die elektrischen Kontaktelemente (20, 21, 22) umfassen ein erstes elektrisches Kontaktelement (20) und ein zweites elektrisches Kontaktelement (21), wobei sich das erste von dem zweiten elektrischen Kontaktelement unterscheidet.

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT MIT STROMVERTEILUNGSSCHICHT
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 111 198.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine lichtemittierende Diode (LED) ist eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf Halbleitermaterialien basiert. Üblicher weise umfasst eine LED einen pn-Übergang. Wenn Elektronen und Löcher miteinander im Bereich des pn-Übergangs rekombinieren, beispielsweise, weil eine entsprechende Spannung angelegt wird, wird elektromagnetische Strahlung erzeugt. LEDs sind für eine Vielzahl von Anwendungen einschließlich Anzeigevorrich tungen, Beleuchtungsvorrichtungen, Kfz-Beleuchtung, Projekto ren und weitere entwickelt worden. Beispielsweise werden An ordnungen von LEDs oder lichtemittierenden Bereichen, jeweils mit einer Vielzahl von LEDs oder lichtemittierenden Bereichen weit verbreitet für diese Zwecke eingesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes optoelektronisches Bauelement sowie ein verbes sertes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bau elements zur Verfügung zu stellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteil hafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprü chen definiert.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß Ausführungsformen umfasst ein optoelektronisches Bauele ment einen optoelektronischen Halbleiterchip, der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, eine zweite Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente umfasst. Die erste Halb leiterschicht ist über der zweiten Halbleiterschicht angeord net. Von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung wird über eine erste Hauptober fläche der ersten Halbleiterschicht ausgegeben. Die erste Stromverteilungsschicht ist auf einer von der ersten Halb leiterschicht abgewandten Seite der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente ist ge eignet, die erste Halbleiterschicht mit der ersten Stromver teilungsschicht elektrisch zu verbinden. Die zweite Stromver teilungsschicht ist mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch verbunden. Die elektrischen Kontaktelemente umfas sen ein erstes elektrisches Kontaktelement und ein zweites elektrisches Kontaktelement umfassen, wobei sich das erste von dem zweiten elektrischen Kontaktelement unterscheidet.
Gemäß Ausführungsformen umfasst der Halbleiterchip eine Viel zahl aktiver Gebiete, welche jeweils in einem Bereich zwischen erster und zweiter Halbleiterschicht und jeweils zwischen den elektrischen Kontaktelementen angeordnet sind. Das erste elektrische Kontaktelement ist über einen ersten Widerstands wert mit einem zugehörigen aktiven Gebiet verbunden, und das zweite elektrische Kontaktelement ist über einen zweiten Wi derstandswert mit einem zugehörigen aktiven Gebiet verbunden. Dabei unterscheidet sich der erste Widerstandswert von dem zweiten Widerstandswert. Gemäß einer alternativen Interpreta tion kann ein aktives Gebiet zwischen erster und zweiter Halb leiterschicht angeordnet sein und jeweils von den elektrischen Kontaktelementen unterbrochen sein. In diesem Fall bezieht sich der Begriff „Widerstandswert" jeweils auf den Widerstand zwischen elektrischem Kontakt und zugehörigem Abschnitt des aktiven Gebiets. Das aktive Gebiet kann beispielsweise ein pn- Übergang zwischen erster und zweiter Halbleiterschicht sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das aktive Gebiet auch eine Heterostruktur oder einen oder mehrere Quantentöpfe um fassen .
Beispielsweise können sich die elektrischen Kontaktelemente durch die zweite Halbleiterschicht erstrecken und über eine isolierende Schicht von dem Material der zweiten Halbleiter schicht isoliert sein. Gemäß Ausführungsformen kann ein Durch messer des ersten Kontaktelements von dem Durchmesser des zweiten Kontaktelements verschieden sein.
Gemäß Ausführungsformen kann die zweite Stromverteilungs schicht zwischen erster Stromverteilungsschicht und zweiter Halbleiterschicht angeordnet sein. Dabei können die elektri schen Kontaktelemente durch eine Isolationsschicht von der zweiten Stromverteilungsschicht isoliert sind.
Das optoelektronische Bauelement kann ferner eine Kontakt schicht umfassen, die geeignet ist, die zweite Stromvertei lungsschicht elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht zu verbinden. Dabei kann ein lateraler Abstand von der Kontakt schicht zu dem ersten Kontaktelement von dem lateralen Abstand von der Kontaktschicht zu dem zweiten Kontaktelement verschie den sein.
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine lateral gemessene Schichtdicke der Isolationsschicht angrenzend an das erste Kontaktelement von der lateral gemessenen Schichtdicke der Isolationsschicht angrenzend an das zweite Kontaktelement ver schieden sein. Beispielsweise kann die erste Stromverteilungsschicht mit ei nem ersten Anschlussbereich verbunden sein, der an einer ers ten Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnet ist. Dabei ist das erste Kontaktelement näher an dem ersten Anschlussbe reich angeordnet als das zweite Kontaktelement, und der erste Widerstandswert ist größer als der zweite ist.
Gemäß Ausführungsformen kann die Summe S1 aus Zuleitungswider ständen durch die erste und zweite Stromverteilungsschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiter schicht für das erste elektrische Kontaktelement und die Summe S2 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Stromverteilungsschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das zweite elektrische Kon taktelement folgende Beziehung erfüllen: |S1-S2|/S1 < 0,1.
Beispielsweise kann die erste Stromverteilungsschicht mit ei nem ersten Anschlussbereich verbunden sein, und die zweite Stromverteilungsschicht kann mit einem zweiten Anschlussbe reich verbunden sein. Der erste und der zweite Anschlussbe reich sind jeweils an einer ersten Hauptoberfläche des opto elektronischen Bauelements angeordnet.
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der optoelektronische Halbleiterchip auf einem wärmeableitenden Träger mit Bereichen jeweils unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit aufgebracht sein. Beispielsweise ist das zweite Kontaktelement in einem Bereich mit besserer Wärmeleitfähigkeit als der Bereich angeordnet, in dem das erste Kontaktelement angeordnet ist.
Beispielsweise kann der wärmeableitende Träger die erste Stromverteilungsschicht mit einem ersten Anschlussbereich ver binden und die zweite Stromverteilungsschicht mit einem zwei ten Anschlussbereich verbinden. Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauele ments umfasst das Ausbilden eines optoelektronischen Halb leiterchips, der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, eine zweite Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähig keitstyp, eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente. Die erste Halbleiterschicht ist über der zweiten Halbleiterschicht ange ordnet ist. Von dem optoelektronischen Halbleiterchip emit tierte elektromagnetische Strahlung wird über eine erste Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht ausgegeben. Die erste Stromverteilungsschicht ist auf einer von der ersten Halbleiterschicht abgewandten Seite der zweiten Halbleiter schicht angeordnet. Die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente ist geeignet, die erste Halbleiterschicht mit der Stromvertei lungsschicht elektrisch zu verbinden. Die Vielzahl elektri scher Kontaktelemente umfasst ein erstes elektrisches Kontak telement und ein zweites elektrisches Kontaktelement. Die zweite Stromverteilungsschicht ist mit der zweiten Halbleiter schicht elektrisch leitend verbunden. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen eines Widerstandswerts eines ersten elektrischen Kontaktelements und eines zweiten elektrischen Kontaktelements, so dass die Summe S1 aus Zuleitungswiderstän den durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwider ständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das erste elektrische Kontaktelement und die Summe S2 aus Zulei tungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiter schicht für das zweite elektrische Kontaktelement folgende Be ziehung erfüllen: |S1-S2|/S1 < 0,1. Beispielsweise kann das Ausbilden eines optoelektronischen Halbleiterchips das Ausbilden der ersten Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einem Wachstumssubstrat, das Aus bilden der zweiten Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähig keitstyp über der ersten Halbleiterschicht, das Ausbilden der zweiten Stromverteilungsschicht über der zweiten Halbleiter schicht, das Ausbilden einer Vielzahl elektrischer Kontaktele mente, und das Ausbilden der ersten Stromverteilungsschicht über der zweiten Stromverteilungsschicht umfassen, wodurch sich ein Schichtstapel ergibt. Das Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements kann weiterhin das an schließende Aufbringen des Schichtstapels auf einem Träger und das nachfolgende Ablösen des Wachstumssubstrats umfassen.
Gemäß Ausführungsformen umfasst eine elektrische Vorrichtung das beschriebene optoelektronische Bauelement. Die elektrische Vorrichtung kann aus der Gruppe aus Fahrzeugscheinwerfern, Projektoren und Beleuchtungsvorrichtungen ausgewählt sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Aus führungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschau lichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Be schreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittel bar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht not wendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechen de Elemente und Strukturen. Fig. 1A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teils eines optoelektronischen Bauelements gemäß Ausführungs formen .
Fig. 1B zeigt eine schematische horizontale Querschnittsan sicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß Ausführungs formen .
Figuren 2A und 2B zeigen jeweils schematische Querschnittsan sichten durch Teile eines optoelektronischen Bauelements.
Fig. 3A zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch Tei le eines optoelektronischen Bauelements gemäß weiteren Ausfüh rungsformen .
Fig. 3B zeigt eine schematische horizontale Querschnittsan sicht durch einen Teil eines optoelektronischen Bauelements.
Fig. 4 fasst ein Verfahren gemäß Ausführungsformen zusammen.
Fig. 5 zeigt eine elektrische Vorrichtung gemäß Ausführungs formen .
DETAILBESCHREIBUNG
In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie "Oberseite", "Boden", "Vorder seite", "Rückseite", "über", "auf", "vor", "hinter", "vorne", "hinten" usw. auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Fi guren bezogen. Da die Komponenten der Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend.
Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschrän kend, da auch andere Ausführungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Be reich abgewichen wird. Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.
Die Begriffe "Wafer" oder "Halbleitersubstrat", die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halb leiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Halbleiterschichten, gegebenenfalls getragen durch eine Basis unterlage, und weitere Halbleiterstrukturen einschließen. Bei spielsweise kann eine Schicht aus einem ersten Halbleitermate rial auf einem Wachstumssubstrat aus einem zweiten Halbleiter material oder aus einem isolierenden Material, beispielsweise auf einem Saphirsubstrat, gewachsen sein. Je nach Verwendungs zweck kann der Halbleiter auf einem direkten oder einem indi rekten Halbleitermaterial basieren. Beispiele für zur Erzeu gung elektromagnetischer Strahlung besonders geeignete Halb leitermaterialien umfassen insbesondere Nitrid- Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise ultraviolet tes, blaues oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaN, InGaN, A1N, AlGaN, AlGalnN, Phosphid- Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise grünes oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaAsP, AlGalnP, GaP, AlGaP, sowie weitere Halbleitermateria lien wie AlGaAs, SiC, ZnSe, GaAs, ZnO, Ga203, Diamant, hexago- nales BN und Kombinationen der genannten Materialien. Das stö chiometrische Verhältnis der ternären Verbindungen kann vari ieren. Weitere Beispiele für Halbleitermaterialien können Si lizium, Silizium-Germanium und Germanium umfassen. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung schließt der Begriff „Halblei ter" auch organische Halbleitermaterialien ein.
Die Begriffe "lateral" und "horizontal", wie in dieser Be schreibung verwendet, sollen eine Orientierung oder Ausrich tung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder ei ner Die oder eines Chips sein.
Der Begriff "vertikal", wie er in dieser Beschreibung verwen det wird, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentli chen senkrecht zu der ersten Oberfläche des Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft.
Soweit hier die Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und dergleichen verwendet werden, handelt es sich um offene Begriffe, die auf das Vorhandensein der besagten Elemente oder Merkmale hinweisen, das Vorhandensein von weite ren Elementen oder Merkmalen aber nicht ausschließen. Die un bestimmten Artikel und die bestimmten Artikel umfassen sowohl den Plural als auch den Singular, sofern sich aus dem Zusam menhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt.
Im Kontext dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „elektrisch verbunden" eine niederohmige elektrische Verbin dung zwischen den verbundenen Elementen. Die elektrisch ver bundenen Elemente müssen nicht notwendigerweise direkt mitei nander verbunden sein. Weitere Elemente können zwischen elektrisch verbundenen Elementen angeordnet sein. Der Begriff „elektrisch verbunden" umfasst auch Tunnelkontakte zwischen den verbundenen Elementen.
Fig. 1A zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ei nen Teil eines optoelektronischen Bauelements gemäß Ausfüh rungsformen. Das optoelektronische Bauelement 10 umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip 11, der geeignet ist, elekt romagnetische Strahlung 15 zu emittieren. Der optoelektroni sche Halbleiterchip umfasst eine erste Halbleiterschicht 140 von einem ersten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ, und eine zweite Halbleiterschicht 150 von einem zweiten Leitfähig keitstyp, beispielsweise p-Typ. Der optoelektronische Halb leiterchip enthält ferner eine erste Stromverteilungsschicht 180 sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente 20, 21, 22. Die erste Halbleiterschicht 140 ist über der zweiten Halb leiterschicht 150 angeordnet. Das heißt, die zweite Halb leiterschicht 150 ist zwischen der ersten Halbleiterschicht 140 und der ersten Stromverteilungsschicht 180 angeordnet. Von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagne tische Strahlung 15 wird über eine erste Hauptoberfläche 110 der ersten Halbleiterschicht 140 ausgegeben. Die erste Strom verteilungsschicht 180 ist auf einer von der ersten Halb leiterschicht 140 abgewandten Seite der zweiten Halbleiter schicht 150 angeordnet.
Die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente bzw. Knüpfei 20, 21, 22 ist geeignet, die erste Halbleiterschicht 140 mit der ers ten Stromverteilungsschicht 180 elektrisch zu verbinden. Die elektrischen Kontaktelemente 22 umfassen ein erstes elektri sches Kontaktelement 21 und ein zweites elektrisches Kontakte lement 21, wobei sich der erste von dem zweiten elektrischen Kontaktelement unterscheidet. Der optoelektronische Halbleiterchip 11 kann weitere Schichten enthalten. Beispielsweise kann der optoelektronische Halb leiterchip 11 ferner eine zweite Stromverteilungsschicht 160 umfassen. Die zweite Stromverteilungsschicht 160 kann zwischen erster Stromverteilungsschicht und zweiter Halbleiterschicht 150 angeordnet sein. Die elektrischen Kontaktelemente 20, 21, 22 erstrecken sich beispielsweise durch die zweite Halbleiter schicht 150 und durch die zweite Stromverteilungsschicht hin durch und können über eine isolierende Schicht 202 von der zweiten Halbleiterschicht 150 und von der zweiten Stromvertei lungsschicht 160 elektrisch isoliert sein. Das Innere der elektrischen Kontaktelemente 20, 21, 22 ist mit einem leiten den Material 200, 201 gefüllt. Beispielsweise kann das leiten de Material einen Teil der ersten Stromverteilungsschicht 180 umfassen .
Gemäß Ausführungsformen kann der Halbleiterchip eine Vielzahl aktiver Gebiete 142 umfassen, die jeweils in einem Bereich zwischen erster und zweiter Halbleiterschicht 140, 150 ange ordnet sind. Beispielsweise weist das aktive Gebiet einen pn- Übergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfachquantentopf (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruk tur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung auf. Die Bezeichnung „QuantentopfStruktur" entfaltet hierbei keine Be deutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Strukturen. Der beschriebene Halbleiterchip ist über eine KlebstoffSchicht bzw. Verbindungsschicht 190 auf einem Trägersubstrat 100 be festigt. Beispielsweise kann das Trägersubstrat 100 Aluminium nitrid enthalten. Das Trägersubstrat 100 kann isolierend sein und beispielsweise ein Glassubstrat sein. Eine Rückseitenme tallisierung 130 ist auf der zweiten Hauptoberfläche oder Rückseite 120 des Trägersubstrats 100 aufgebracht. Die elektrischen Kontaktelemente 20, 21, 22 können beispiels weise in Form eines Kreiszylinders, eines elliptischen Zylin ders, eines Quaders, eines Kegels oder Kegelstumpfs, einer Py ramide oder eines Pyramidenstumpfs ausgebildet sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Kontaktelement 20, 21, 22 auch in Form eines Grabens, dessen Längsachse sich in einer y- Richtung erstreckt, ausgebildet sein. Das erste elektrische Kontaktelement 20 ist in einer ersten Kontaktöffnung 207 aus gebildet. Das zweite elektrische Kontaktelement 21 ist in ei ner zweiten Kontaktöffnung 208 ausgebildet.
Gemäß Ausführungsformen können die erste Stromverteilungs schicht 180 sowie die zweite Stromverteilungsschicht 160 über Anschlussbereiche (nicht dargestellt in Fig. 1A) , die sich beispielsweise im Bereich der ersten Hauptoberfläche des opto elektronischen Bauelements 10 befinden können, angeschlossen sein. Üblicherweise befinden sich die Anschlussbereiche am Rand des optoelektronischen Bauelements. Gemäß weiteren Aus führungsformen können die Anschlussbereiche aber auch im Be reich der Rückseite 120 des Trägersubstrats 100 angeordnet sein. Beispielsweise ist die lichtemittierende Vorderseite des Halbleiterchips frei von elektrischen Kontaktstellen wie Bond- pads . Lediglich die Kontaktelemente 20, 21, 22 sind im Bereich der ersten Oberfläche angeordnet. Auf diese Weise wird die Ge fahr einer Abschattung und/oder Absorption eines Teiles der von den aktiven Bereichen im Betrieb emittierten elektromagne tischen Strahlung 15 durch derartige Anschlussflächen redu ziert .
Beispielsweise ist der Halbleiterchip 11 ein Dünnfilm- Leuchtdiodenchip. Ein Trägersubstrat 100 ist an der von der ersten Halbleiterschicht 140 abgewandten Seite der zweiten Halbleiterschicht 150 angeordnet. Beispielsweise ist das Trä- gersubstrat 100 von dem Wachstumssubstrat, auf dem die Halb leiterschichtenfolge aufgewachsen worden ist, die beispiels weise die erste Halbleiterschicht 140, das aktive Gebiet 142 sowie die zweite Halbleiterschicht 150 umfasst, verschieden. Insbesondere kann ein Material der ersten und zweiten Halb leiterschicht 140, 150, GaN-basiert sein, d.h. aus GaN beste hen oder GaN enthalten. Spezifische Beispiele umfassen InGaN, AlGaN oder InAlGaN. Eine Schichtdicke der ersten Halbleiter schicht 140 ist größer als 100 nm, beispielsweise mehr als 500 nm, beispielsweise etwa 1 gm. Die zweite Halbleiterschicht 150 hat eine Schichtdicke kleiner als 500 nm, beispielsweise weniger als 200 nm, beispielsweise mehr als 50 nm. Die zweite Halbleiterschicht 150 weist beispielsweise eine geringere elektrische Leitfähigkeit auf als die erste Halbleiterschicht 140. Die zweite Halbleiterschicht 150 kann beispielsweise flä chig mit der zweiten Stromverteilungsschicht 160 verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die zweite Halb leiterschicht 150 über eine zusätzliche Kontaktschicht (nicht dargestellt in Fig. 1A) mit der zweiten Stromverteilungs schicht 160 verbunden. Demgegenüber ist die erste Halbleiter schicht 140 über eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente 20, 21, 22 mit der ersten Stromverteilungsschicht 180 verbun den .
Eine Passivierungsschicht 195, beispielsweise aus Silizi umoxid, Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materia lien ist über der ersten Hauptoberfläche 110 der ersten Halb leiterschicht 140 angeordnet.
Wie in Fig. 1A angedeutet ist, unterscheidet sich das erste elektrische Kontaktelement 20 von dem zweiten elektrischen
Kontaktelement 21. Fig. 1B zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines optoelekt ronischen Bauelements 10 gemäß Ausführungsformen. Wie zu sehen ist, umfasst das optoelektronische Bauelement 10 eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente 20. Die elektrischen Kontaktele mente umfassen erste elektrische Kontaktelemente 20 sowie zweite elektrische Kontaktelemente 21. Das erste elektrische Kontaktelement 20 unterscheidet sich vom zweiten elektrischen Kontaktelement 21. Das optoelektronische Bauelement 10 kann beispielsweise einen ersten Anschlussbereich 210 sowie einen zweiten Anschlussbereich 211 umfassen. Beispielsweise können sowohl der erste Anschlussbereich 210 als auch der zweite An schlussbereich 211 im Bereich einer ersten Hauptoberfläche 115 des optoelektronischen Bauelements 10 angeordnet sein. Der erste Anschlussbereich 210 ist beispielsweise über die erste Stromverteilungsschicht 180 sowie die elektrischen Kontaktele mente 20, 21, 22 mit der ersten Halbleiterschicht 140 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschlussbereich 211 ist über die zweite Stromverteilungsschicht 160 mit der zwei ten Halbleiterschicht 150 elektrisch leitend verbunden. Das beschriebene optoelektronische Bauelement wird üblicherweise bei Strömen größer als 1 A/mm2 betrieben. Beispielsweise können die Stromdichten ungefähr 5 A/mm2 betragen. Beispielsweise kann der Durchmesser des ersten oder zweiten Kontaktelements 20, 21 jeweils mehr als 0,5 ym betragen. Beispielsweise kann der Durchmesser des ersten oder zweiten Kontaktelements 20, 21 je weils kleiner als 100 ym sein. Der Abstand zwischen den ein zelnen Kontaktelementen kann jeweils größer als 1 ym sein. Der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktelementen kann jeweils kleiner als 300 ym sein.
Das Merkmal „das erste Kontaktelement unterscheidet sich vom zweiten elektrischen Kontaktelement" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beispielsweise, dass der Anschlusswi derstand des ersten elektrischen Kontaktelements 20 zu einem zugehörigen aktiven Gebiet verschieden sein kann von dem elektrischen Anschlusswiderstand des zweiten elektrischen Kon taktelements 21 zu einem zugehörigen aktiven Gebiet. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das elektrisch leitende Material 200 des ersten Kontaktelements 20 eine ande re Leitfähigkeit hat als das elektrisch leitende Material 201 (dargestellt in Figur 1A) des zweiten elektrischen Kontaktele ments. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Form oder Ab messung der elektrischen Kontaktelemente jeweils unterschied lich sein. Beispielsweise kann das erste elektrische Kontakte lement 20 eine größere Querschnittsfläche haben als das zweite elektrische Kontaktelement 21. Als Folge der größeren Quer- schnittsfläche kann beispielsweise der elektrische Widerstand des ersten elektrischen Kontaktelements kleiner sein als der elektrische Widerstand des zweiten elektrischen Kontaktele ments 21.
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine Länge des elektri schen Pfads zwischen elektrischem Kontaktelement und dem mit dem elektrischen Kontaktelement verbundenen aktiven Gebiet va riieren. Dies kann, wie in Fig. 1A angedeutet, beispielsweise erfolgen, indem die lateral gemessene Schichtdicke der isolie renden Schicht 202, die die leitende Füllung des elektrischen Kontaktelements gegenüber der angrenzenden zweiten Halbleiter schicht 150 isoliert, entsprechend eingestellt wird. Bei spielsweise kann dadurch der Abstand des aktiven Gebiets 142 zu dem zugehörigen elektrischen Kontaktelement bzw. elektrisch leitenden Füllung 201 des zweiten elektrischen Kontaktelements 21 vergrößert werden, wodurch der Widerstand gegenüber dem ersten elektrischen Kontaktelement 20 vergrößert wird. Diese Aufzählung ist nicht abschließend, nachfolgend werden weitere Möglichkeiten erörtert werden. Dadurch, dass sich das erste elektrische Kontaktelement von dem zweiten elektrischen Kontaktelement unterscheidet, kann eine Bestromung unterschiedlicher Bereiche des optoelektroni schen Halbleiterchips 11 je nach Bedarf erreicht werden. Bei spielsweise können die jeweiligen Kontaktelemente 20, 21, 22 so vorgesehen sein, dass diejenigen Kontakteelemente mit ge ringerem Abstand zu dem zugehörigen Anschlussbereich, die bei den vorgesehenen Betriebsstromstärken üblicherweise einer zu hohen Stromdichte ausgesetzt sind, einen höheren Anschlusswi derstand haben als andere Kontaktelemente, die mit größerem Abstand zu dem zugehörigen Anschlussbereich angeordnet sin.
Dadurch können inhomogene Stromdichten und -einprägungen ver mieden werden. Als Folge kann ein Temperaturgradient über den Chip verringert werden. Weiterhin kann eine inhomogene Leucht dichte, die sich aus einer inhomogenen Stromdichte ergeben könnte, vermieden werden. Als Folge kann beispielsweise homo generes Licht erzeugt werden. Weiterhin kann eine Degradation der Kontaktelemente, insbesondere solcher Kontaktelemente, die sich in der Nähe des ersten Anschlussbereiches 210 befinden, verhindert werden. Entsprechend kann die Alterung des opto elektronischen Bauelements verringert werden. Aufgrund der er höhten Homogenität der Stromeinprägung wird eine insgesamt größere Effizienz erzielt.
Üblicherweise werden bei den Kontaktelementen, die in der Nähe des ersten Anschlussbereiches 210 angeordnet sind, lokal sehr hohe Stromdichten erreicht. Gemäß Ausführungsformen können die Kontaktelemente derart ausgestaltet sein, dass der Serienwi derstand derjenigen elektrischen Kontaktelemente 22, die in der Nähe des ersten Anschlussbereiches 210 angeordnet sind, erhöht wird, während der Serienwiderstand derjenigen elektri schen Kontaktelemente 22, die in einem gewissen Abstand zu dem ersten Anschlussbereich 210 angeordnet sind, in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem ersten Anschlussbereich 210 reduziert wird. Beispielsweise kann die Berechnung in der Weise erfol gen, dass die Summe aus Zuleitungswiderständen (jeweils durch die erste Stromverteilungsschicht und die zweite Stromvertei lungsschicht) und Serienwiderstände, die durch den Anschluss widerstand zwischen elektrischem Kontaktelement und zugehöri gem aktiven Gebiet definiert ist, jeweils gleich ist. Bei spielsweise kann dieser Anschlusswiderstand insbesondere durch die zu überwindendende Distanz in der ersten Halbleiterschicht 140 bestimmt sein. Dadurch kann eine gleichmäßige Bestromung aller elektrischen Kontaktelemente erreicht werden.
Allgemein ausgedrückt kann die Summe S1 aus Zuleitungswider ständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serien widerständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das erste elektrische Kontaktelement und die Summe S2 aus Zu leitungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiter schicht für das zweite elektrische Kontaktelement folgende Be ziehung erfüllen: | S1-S2 | /S1<0, 3. Gemäß weiteren Ausführungs formen kann gelten: | S1-S2 | /S1<0 , 1 oder | S1-S2 | /S1<0, 05.
Die Fig. 2A und 2B zeigen Querschnittsansichten durch jeweils ein erstes und ein zweites elektrisches Kontaktelement 20, 21. Die Querschnitte verlaufen dabei jeweils entlang den Richtun gen, wie in Fig. 1B angedeutet. Genauer gesagt zeigt die Dar stellung in Fig. 2A eine Querschnittsansicht, die zwischen II und III einen Querschnitt durch ein erstes Kontaktelement (Knüpfei) 20 zeigt. Der Bereich zwischen I und II zeigt den Teil von dem zweiten Anschlussbereich 211 bis zum Rand des Kontaktelements 20. Die Querschnittsansicht zwischen III und IV zeigt den Bereich zwischen erstem Kontaktelement 20 und Rand der Anordnung der Kontaktelemente. Die Querschnittsan sicht zwischen IV und V zeigt einen Querschnitt durch einen ersten Anschlussbereich 210. Fig. 2B ist in ähnlicher Weise aufgenommen. Dabei zeigt die Querschnittsansicht zwischen II' und III' den Querschnitt durch ein zweites elektrisches Kon taktelement (Knüpfei) 21.
Das in Fig. 2A dargestellte Halbleiterbauelement 10 umfasst eine erste Halbleiterschicht 140 von einem ersten Leitfähig keitstyp und eine zweite Halbleiterschicht 150 von einem zwei ten Leitfähigkeitstyp . Eine erste Stromverteilungsschicht 180 ist auf einer von der ersten Halbleiterschicht 140 abgewandten Seite der zweiten Halbleiterschicht 150 angeordnet. Weiterhin ist eine zweite Stromverteilungsschicht 160 zwischen zweiter Halbleiterschicht 150 und erster Stromverteilungsschicht 180 angeordnet. Die erste und zweite Stromverteilungsschicht 180, 160 können metallisch sein, beispielsweise eine Legierung aus Ti/Pt, Au oder jedes dieser Metalle enthalten. Weiterhin kann die Stromverteilungsschicht 160, 180 auch Nickel enthalten. Die Zusammensetzung der Stromverteilungsschichten kann vonei nander abweichen.
Beispielsweise kann die zweite Stromverteilungsschicht 160 über eine Kontaktschicht 165, die beispielsweise reflektierend ist, mit der zweiten Halbleiterschicht 150 verbunden sein. Beispielsweise kann die Kontaktschicht 165 als Silberspiegel ausgeführt sein. Diese Kontaktschicht 165 stellt zum einen gu ten elektrischen Kontakt der zweiten Stromverteilungsschicht 160 und der zweiten Halbleiterschicht 150 sicher. Weiterhin reflektiert die Kontaktschicht 165 elektromagnetische Strah lung, die von dem aktiven Gebiet 142 in Richtung des Trä gersubstrats 100 abgestrahlt wurde, wieder in Richtung der ersten Hauptoberfläche 110 der ersten Halbleiterschicht zu rück . Die erste Stromverteilungsschicht 180 ist durch eine Isolati onsschicht 170 von der zweiten Stromverteilungsschicht 160 isoliert. Beispielsweise kann die Isolationsschicht Silizi umoxid, Siliziumnitrid oder eine Kombination dieser Materia lien enthalten. Das elektrische Kontaktelement 20, das die erste Stromverteilungsschicht 180 mit der ersten Halbleiter schicht 140 verbindet, ist in einer ersten Kontaktöffnung 207 angeordnet, die die zweite Halbleiterschicht 150 und die zwei te Stromverteilungsschicht 160 durchdringt. Ein Teil der Iso lationsschicht 170 ist zwischen der Seitenwand der ersten Kon taktöffnung 207 und der zweiten Stromverteilungsschicht 160 angeordnet, um die elektrisch leitende Füllung des Kontaktele ments 20 von der zweiten Stromverteilungsschicht 160 zu iso lieren. Eine isolierende Schicht 202 ist an einer Seitenwand der ersten Kontaktöffnung aufgebracht. Beispielsweise kann die isolierende Schicht 202 SiOx, SiN oder andere dielektrische Schichten enthalten oder aus diesen Materialien bestehen. Die isolierende Schicht 202 kann beispielsweise das elektrisch leitende Material 200 von der zweiten Halbleiterschicht 150 elektrisch isolieren bzw. das aktive Gebiet schützen. Bei spielsweise sind die Seitenwände der ersten Kontaktöffnung 207 mit einer reflektierenden leitenden Schicht 205, beispielswei se einem Silberspiegel ausgekleidet. Genauer gesagt können die Seitenwände sowie horizontale Bereiche der Kontaktöffnung 207 mit der reflektierenden leitenden Schicht 205 bedeckt sein. Weiterhin ist ein horizontaler Bereich der reflektierenden leitenden Schicht 205 an der Grenzfläche zur ersten Halb leiterschicht 140 ausgebildet. Die reflektierende leitende Schicht 205 ist beispielsweise derart bemessen, dass sie in horizontaler Richtung annähernd oder teilweise mit der Kon taktschicht 165 überlappt. Auch dadurch wird elektromagneti sche Strahlung, die in Richtung des Trägersubstrats 100 ausge strahlt wird, von der Schicht 205 und der damit kombinierten Kontaktschicht 165 reflektiert. Beispielsweise kann bei einer derartigen Implementierung das erste Kontaktelement unterschiedlich von dem zweiten Kontakte lement gestaltet werden, dass der horizontale Abstand zwischen Kontaktschicht 165 und Kontaktelement 20, 21, 22 variiert wird .
Eine Schutzschicht 196, die beispielsweise AI O enthält oder aus AI2O3 besteht, kann über der ersten Halbleiterschicht 140 angeordnet sein. Diese Schutzschicht 196 kann beispielsweise die Halbleiterschichten vor Feuchtigkeit schützen.
Ein Teil 145 der ersten Hauptoberfläche 110 der ersten Halb leiterschicht 140 kann aufgeraut sein, um die Auskoppeleffizi enz erzeugter elektromagnetischer Strahlung in die angrenzende Passivierungsschicht 195 zu verbessern.
Fig. 2B zeigt eine Querschnittsansicht durch ein entsprechen des zweites Kontaktelement. Beispielsweise weisen die zweiten elektrischen Kontaktelemente 21, die in der Nähe des ersten Anschlussbereiches 210 angeordnet sind, einen um einige pm größeren Abstand zwischen Kontaktöffnung 208 und Kontakt schicht 165 auf als die ersten elektrischen Kontaktelemente 20, die weiter von dem ersten Anschlussbereich 210 entfernt sind. Als Folge ist in der Nähe des Anschlussbereichs 210 eine Wegstrecke des Stroms von den zweiten elektrischen Kontaktele menten 21 durch die erste Halbleiterschicht 140 länger, wodurch der Serienwiederstand erhöht wird. Umgekehrt wird der Serienwiderstand bei ersten elektrischen Kontaktelementen 20, die weiter von dem ersten Anschlussbereich 210 entfernt sind, reduziert .
Wie zu erkennen ist, ist weiterhin eine horizontale Breite dl der Isolationsschicht 170 bei dem zweiten Kontaktelement we- sentlich größer als eine horizontale Breite dO der Isolations schicht 170 bei einem ersten Kontaktelement. Weiterhin ist ei ne laterale Abmessung der Kontaktschicht 165 in der Nähe des zweiten Kontaktelements kleiner als die laterale Abmessung der Kontaktschicht in der Nähe des ersten Kontaktelements. Als Folge weist der Serienwiderstand RI zwischen der leitenden Füllung 200 des zweiten Kontaktelements 21 und einem zugehöri gen aktiven Gebiet zwischen erster Halbleiterschicht 140 und zweiter Halbleiterschicht 150 einen größeren Widerstandswert auf als der Widerstandswert R0 zwischen der leitenden Füllung 200 des ersten Kontaktelements 20 und dem zugehörigen aktiven Gebiet zwischen erster Halbleiterschicht 140 und zweiter Halb leiterschicht 150. Durch die horizontale Ausdehnung der Kon taktschicht 165 wird die Position des elektrischen Kontakts zwischen erster Halbleiterschicht 140 und zweiter Halbleiter schicht 150 festgelegt. Dadurch dass, wie in Fig. 2B veran schaulicht, die Position der Kontaktschicht 165 horizontal verschoben wird, wird der Widerstand des zweiten elektrischen Kontaktelementelements erhöht. Entsprechend kann ein Wider standswert durch geeignetes Durchführen des Verfahrens zum Strukturieren der Kontaktschicht 165 bestimmt werden.
Gemäß Ausführungsformen der Fig. 2A und 2B ist der erste An schlussbereich 210, der mit der ersten Stromverteilungsschicht 180 verbunden ist, an einer ersten Hauptoberfläche 115 des optoelektronischen Bauelements 10 angeordnet. Weiterhin ist der zweite Anschlussbereich 211 im Bereich der ersten Haupt oberfläche 115 des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Gemäß weiteren Ausführungsformen können der erste Anschlussbe reich 210 und/oder der zweite Anschlussbereich 211 auch an an deren Positionen angeordnet sein. Eine Passivierungsschicht 195 ist über dem optoelektronischen Bauelement angeordnet. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der optoelektronische Halbleiterchip anstelle eines isolierenden Trägersubstrats ei nen leitenden Träger aufweisen. Beispielsweise kann, wie in Fig. 3A veranschaulicht ist, die Anordnung aus erster, zweiter Halbleiterschicht und zweiter Stromverteilungsschicht 160 über einem elektrisch leitenden Träger 225 angeordnet sein. Bei spielsweise dient der Träger 225 als wärmeableitendes Element. Der elektrisch leitende Träger 225 umfasst ein erstes elektrisch leitendes Trägerelement 220 und ein zweites elektrisch leitendes Trägerelement 222. Beispielsweise ist das elektrisch leitende Trägerelement derart mit der Halbleiter schichtenfolge verbunden, dass sie als erste Stromverteilungs schicht wirkt und über elektrische Kontaktelemente 21, 20 mit der ersten Halbleiterschicht 140 verbunden ist. Das zweite elektrisch leitende Trägerelement 222 ist gegenüber dem ersten elektrisch leitenden Trägerelement 220 isoliert und mit der zweiten Stromverteilungsschicht 160 verbunden. Auf diese Weise kann der erste Anschlussbereich 210 sowie der zweite An schlussbereich 211 auf der Rückseite des optoelektronischen Bauelements, d.h. auf einer Seite, die von der Halbleiter schichtenfolge abgewandt ist, angeordnet sein.
Wie in Fig. 3A dargestellt ist, ist der elektrisch leitende Träger 225 strukturiert, d.h. in einem Randbereich hat der Träger 225 eine größere Dicke als in einem zentralen Bereich des optoelektronischen Bauelements. Entsprechend ist die Wär meableitung im zentralen Bereich mit der Schichtdicke sl we sentlich geringer als in einem Randbereich mit der Schichtdi cke s2. Wie in Fig. 3A veranschaulicht, ist nun vorgesehen, dass die zweiten Kontaktelemente 21 jeweils angrenzend an den Bereich mit verringerter Wärmeabfuhr oder Dicke s2 des Trägers angeordnet sind. Die ersten Kontaktelemente 20 sind in einem Bereich mit größerer Wärmeabfuhr oder Dicke sl des Trägers an geordnet. Dadurch, dass die zweiten Kontaktelemente in ähnli- eher Weise wie in Fig. 2B dargestellt, ausgebildet sind, fließt aufgrund des erhöhten Widerstands im Bereich der zwei ten Kontaktelemente ein verringerter Strom, so dass eine nied rigere Wärmeentwicklung stattfindet.
Die ersten und zweiten elektrischen Kontaktelemente 20, 21 sind beispielsweise jeweils wie in Fig. 2B dargestellt ausge bildet. Die laterale Breite der Isolationsschicht 170 zwischen der Seitenwand der Kontaktöffnung und der Kontaktschicht 165 an den ersten Kontaktelementen unterscheidet sich jeweils von der an den zweiten Kontaktelementen. Dadurch, dass der Wider stand im Bereich der zweiten Kontaktelemente 21 erhöht ist, kann das Problem der inhomogenen Wärmeabfuhr wirkungsvoll kom pensiert werden. Genauer gesagt, bildet sich im zentralen Be reich des optoelektronischen Bauelements weniger Wärme, so dass im Ergebnis eine homogenere Wärmeverteilung innerhalb des Halbleiterchips erzielt wird. In Bereichen mit guter Wärmeab leitung wird mehr Strom durch die elektrischen Kontaktelemente geleitet als in Bereiche mit schlechter thermischer Anbindung. Der Serienwiderstand wird im Bereich mit schlechter thermi scher Anbindung erhöht, so dass in diesem Bereich der Strom und damit die Wärmeerzeugung reduziert werden. Beispielsweise ist im Bereich des zweiten Kontaktelements 21 der Abstand zwi schen Kontaktschicht 165 und Kontaktelement um typischerweise 10 pm gegenüber einem ersten Kontaktelement erhöht. Wiederum kann eine Schutzschicht 196 wie vorstehend beschrieben über der ersten Halbleiterschicht 140 angeordnet sein.
Fig. 3B zeigt eine schematische horizontale Querschnittsan sicht durch Teile des in Fig. 3A gezeigten optoelektronischen Bauelements. Das optoelektronische Bauelement weist eine Viel zahl von elektrischen Kontaktelementen 22 auf. Die elektri schen Kontaktelemente umfassen erste elektrische Kontaktele mente 20 und zweite elektrische Kontaktelemente 21. Wie in Fig. 3B dargestellt sind die ersten elektrischen Kontaktele mente 20 in einem Randbereich des Trägers 225 mit verbesserter thermischer Anbindung angeordnet, während die zweiten elektri schen Kontaktelemente 21 in einem zentralen Bereich des Trä gers 225 mit verringerter thermischer Anbindung angeordnet sind. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3A erläutert unterscheiden sich die zweiten elektrischen Kontaktelemente von den ersten elektrischen Kontaktelementen. Fig. 3B veranschaulicht auch Positionen der in Fig. 3A gezeigten Querschnittsansicht.
Gemäß Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements das Ausbilden eines opto elektronischen Halbleiterchips, der geeignet ist, elektromag netische Strahlung zu emittieren und eine erste Halbleiter schicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, eine zweite Halb leiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht, sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente umfasst. Die erste Halbleiter schicht ist über der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist. Von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektro magnetische Strahlung wird über eine erste Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht ausgegeben. Die erste Stromvertei lungsschicht ist auf einer von der ersten Halbleiterschicht abgewandten Seite der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente ist geeignet, die erste Halbleiterschicht mit der Stromverteilungsschicht elektrisch zu verbinden. Die Vielzahl elektrischer Kontaktele mente umfasst ein erstes elektrisches Kontaktelement und ein zweites elektrisches Kontaktelement. Die zweite Stromvertei lungsschicht ist mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen eines Widerstandswerts eines ersten elektrischen Kontaktele ments und eines zweiten elektrischen Kontaktelements, so dass die Summe S1 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das erste elektrische Kontak telement und die Summe S2 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das zweite elektri sche Kontaktelement folgende Beziehung erfüllen: IS1-S2I/S1 < 0,3 oder | S1-S2 | /S1 < 0,1.
Beispielsweise umfasst, wie in Fig. 4 dargestellt, das Ausbil den eines optoelektronischen Halbleiterchips das Ausbilden (S100) der ersten Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeits typ auf einem Wachstumssubstrat, das Ausbilden (S200) der zweiten Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp über der ersten Halbleiterschicht, das Ausbilden (S300) der zweiten Stromverteilungsschicht über der zweiten Halbleiterschicht, das Ausbilden (S400) einer Vielzahl elektrischer Kontaktele mente, und das Ausbilden (S500) der ersten Stromverteilungs schicht über der zweiten Stromverteilungsschicht, wodurch sich ein Schichtstapel ergibt. Das Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements umfasst das anschließende Auf bringen (S600) des Schichtstapels auf einem Träger und das nachfolgende Ablösen (S700) des Wachstumssubstrats.
Das Einstellen eines Widerstandswerts (S450) eines ersten elektrischen Kontaktelements und eines zweiten elektrischen Kontaktelements so dass die Summe S1 aus Zuleitungswiderstän den durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwider ständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das erste elektrische Kontaktelement und die Summe S2 aus Zulei tungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiter schicht für das zweite elektrische Kontaktelement die be schriebene Beziehung erfüllen, kann Teil des Verfahrens zum Ausbilden einer Vielzahl elektrischer Kontaktelemente sein. Wie beschrieben worden ist, kann durch eine Veränderung von Eigenschaften der Kontaktelemente der Widerstandswert der ein zelnen Kontaktelemente eingestellt werden. Entsprechend ist es möglich, den durch die jeweiligen Kontaktelemente fließenden Strom je nach Anforderungen des optoelektronischen Bauelements einzustellen. Beispielsweise kann damit eine gleichmäßige oder homogenere Bestromung der Kontaktelemente des optoelektroni schen Bauelements erzielt werden. Gemäß weiteren Ausführungs formen kann die Bestromung an die Wärmeableitung des opto elektronischen Bauelements eingestellt werden. Beispielsweise kann in Bereiche mit besserer Wärmeableitung ein höherer Strom eingeprägt werden als in Bereiche mit schlechterer Wärmeablei tung. Als Ergebnis können die Effizienz und die Lebensdauer des optoelektronischen Halbleiterbauelements vergrößert wer den. Weiterhin kann eine homogenere Leuchtdichte erzielt wer den. Beispielsweise kann sich selbst bei hohen Stromdichten das Emissionsmuster des optoelektronischen Bauelements nicht mit dem Betriebsstrom verändern.
Aufgrund dieser Effekte kann das optoelektronische Bauelement beispielsweise gemeinsam mit optischen Elementen kombiniert werden. Einsatzbereiche umfassen beispielsweise Auto- Scheinwerfer aber auch Projektions- und Beleuchtungsanwendun gen. Figur 5 zeigt eine elektrische Vorrichtung 30 gemäß Aus führungsformen. Die elektrische Vorrichtung 30 umfasst das be schriebene optoelektronische Bauelement 10. Beispielsweise kann die elektrische Vorrichtung zusätzlich ein optisches Ele ment 31 umfassen. Beispiele für elektrische Vorrichtungen sind Fahrzeugscheinwerfer, Projektoren und Beleuchtungsvorrichtun gen .
Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Anmeldung soll jegliche Anpas- sungen oder Variationen der hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Optoelektronisches Bauelement
11 Optoelektronischer Halbleiterchip
15 emittierte elektromagnetische Strahlung
20 erstes elektrisches Kontaktelement
21 zweites elektrisches Kontaktelement
22 elektrisches Kontaktelement
30 elektrische Vorrichtung
31 optisches Element
100 Trägersubstrat
110 erste Hauptoberfläche
115 erste Hauptoberfläche des Bauelements
120 zweite Hauptoberfläche
130 Rückseitenmetallisierung
140 erste Halbleiterschicht
142 aktives Gebiet
145 aufgeraute Oberfläche der ersten Halbleiterschicht
150 zweite Halbleiterschicht
160 zweite Stromverteilungsschicht
165 Kontaktschicht
170 Isolationsschicht
180 erste Stromverteilungsschicht
190 Verbindungsschicht
195 Passivierungsschicht
196 Schutzschicht
200 elektrisch leitendes Material
201 elektrisch leitendes Material des ersten Kontakts
202 isolierende Schicht
205 reflektierende leitende Schicht
207 erste Kontaktöffnung
208 zweite Kontaktöffnung
210 erster Anschlussbereich
211 zweiter Anschlussbereich erstes elektrisch leitendes Trägerelement zweites elektrisch leitendes Trägerelement Träger

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optoelektronisches Bauelement (10) mit einem optoelekt ronischen Halbleiterchip (11), der geeignet ist, elektromagne tische Strahlung (15) zu emittieren und
eine erste Halbleiterschicht (140) von einem ersten
Leitfähigkeitstyp;
eine zweite Halbleiterschicht (150) von einem zweiten
Leitfähigkeitstyp;
eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht (180, 160),
sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente (20, 21, 22) umfasst, wobei
die erste Halbleiterschicht (140) über der zweiten
Halbleiterschicht (150) angeordnet ist,
von dem optoelektronischen Halbleiterchip (11) emit tierte elektromagnetische Strahlung (15) über eine erste
Hauptoberfläche (110) der ersten Halbleiterschicht (140) aus gegeben wird,
die erste Stromverteilungsschicht (180) auf einer von der ersten Halbleiterschicht (140) abgewandten Seite der zwei ten Halbleiterschicht (150) angeordnet ist,
die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente (20, 21, 22) geeignet ist, die erste Halbleiterschicht (140) mit der ersten Stromverteilungsschicht (180) elektrisch zu verbinden,
die zweite Stromverteilungsschicht (160) mit der zwei ten Halbleiterschicht (150) elektrisch verbunden ist,
und die elektrischen Kontaktelemente (20, 21, 22) ein erstes elektrisches Kontaktelement (20) und ein zweites elekt risches Kontaktelement (21) umfassen, wobei sich das erste von dem zweiten elektrischen Kontaktelement unterscheidet,
der Halbleiterchip (11) eine Vielzahl aktiver Gebiete (142) umfasst, welche jeweils in einem Bereich zwischen erster und zweiter Halbleiterschicht (140, 150) und jeweils zwischen den elektrischen Kontaktelementen (20, 21, 22) angeordnet sind, wobei das erste elektrische Kontaktelement (20) über einen ersten Widerstandswert mit einem zugehörigen aktiven Ge biet (142) verbunden ist, das zweite elektrische Kontaktele ment (21) über einen zweiten Widerstandswert mit einem zugehö rigen aktiven Gebiet (142) verbunden ist, und
der erste Widerstandswert sich von dem zweiten Wider standswert unterscheidet, und
wobei die erste Stromverteilungsschicht (180) mit einem ersten Anschlussbereich verbunden ist, wobei das erste Kontak telement (20) näher an dem ersten Anschlussbereich (210) ange ordnet ist als das zweite Kontaktelement (21) und der erste Widerstandswert größer als der zweite ist.
2. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 1, bei dem sich die elektrischen Kontaktelemente (20, 21, 22) durch die zweite Halbleiterschicht (150) erstrecken und über eine isolierende Schicht (202) von dem Material der zweiten Halb leiterschicht (150) isoliert sind.
3. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Durchmesser des ersten Kontaktelements (20) von dem Durchmesser des zweiten Kontaktelements (21) verschieden ist .
4. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vor hergehenden Ansprüche, bei dem die zweite Stromverteilungs schicht (160) zwischen erster Stromverteilungsschicht (180) und zweiter Halbleiterschicht (150) angeordnet ist, wobei die elektrischen Kontaktelemente (20, 21, 22) durch eine Isolati onsschicht (170) von der zweiten Stromverteilungsschicht (180) isoliert sind.
5. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vor hergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Kontaktschicht (165), die geeignet ist, die zweite Stromverteilungsschicht (160) elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht (150) zu verbinden .
6. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 5, bei dem ein lateraler Abstand von der Kontaktschicht (165) zu dem ersten Kontaktelement (20) von dem lateralen Abstand von der Kontaktschicht (165) zu dem zweiten Kontaktelement (21) ver schieden ist.
7. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 4 bis 6, bei dem eine lateral gemessene Schichtdicke der Isolationsschicht (170) angrenzend an das erste Kontakte lement (20) von der lateral gemessenen Schichtdicke der Isola tionsschicht (170) angrenzend an das zweite Kontaktelement (21) verschieden ist.
8. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vor hergehenden Ansprüche, bei dem der erste Anschlussbereich (210) an einer ersten Hauptoberfläche (115) des optoelektroni schen Bauelements (10) angeordnet ist.
9. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 8, bei dem die Summe S1 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Stromverteilungsschicht (180, 160) und Serienwider ständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht (140, 150) für das erste elektrische Kontaktelement (20) und die Summe S2 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Stromverteilungsschicht (180, 160) und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht (140, 150) für das zweite elektrische Kontaktelement folgende Beziehung er füllen: | S1-S2 | /S1 < 0,3.
10. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vor hergehenden Ansprüche, bei dem die erste Stromverteilungs schicht (180) mit dem ersten Anschlussbereich (210) verbunden ist, die zweite Stromverteilungsschicht (160) mit einem zwei ten Anschlussbereich (211) verbunden ist und der erste und der zweite Anschlussbereich (210, 211) jeweils an einer ersten Hauptoberfläche (115) des optoelektronischen Bauelements (10) angeordnet sind.
11. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vor hergehenden Ansprüche, bei dem der optoelektronische Halb leiterchip (11) auf einem wärmeableitenden Träger (225) mit Bereichen jeweils unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit aufge bracht ist.
12. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 11, bei dem das zweite Kontaktelement (21) in einem Bereich mit besserer Wärmeleitfähigkeit als der Bereich, in dem das erste Kontaktelement (20) angeordnet ist, angeordnet ist.
13. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 11 o- der 12, bei dem der wärmeableitende Träger (225) die erste Stromverteilungsschicht (180) mit dem ersten Anschlussbereich (210) verbindet und die zweite Stromverteilungsschicht (160) mit einem zweiten Anschlussbereich (211) verbindet.
14. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bau elements umfassend das Ausbilden eines optoelektronischen Halbleiterchips, der geeignet ist, elektromagnetische Strah lung zu emittieren und
eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfä higkeitstyp; eine zweite Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfä higkeitstyp;
eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht, sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente um fasst, wobei
die erste Halbleiterschicht über der zweiten Halb leiterschicht angeordnet ist,
von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung über eine erste Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht ausgegeben wird,
die erste Stromverteilungsschicht auf einer von der ersten Halbleiterschicht abgewandten Seite der zweiten Halb leiterschicht angeordnet ist,
die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente geeignet sind, die erste Halbleiterschicht mit der Stromverteilungs schicht elektrisch zu verbinden,
die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente ein erstes elektrisches Kontaktelement und ein zweites elektrisches Kon taktelement umfasst,
die zweite Stromverteilungsschicht mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist,
wobei das Verfahren ferner das Einstellen (S450) eines Widerstandswerts eines ersten elektrischen Kontaktelements und eines zweiten elektrischen Kontaktelements umfasst, so dass die Summe S1 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das erste elektrische Kontak telement und die Summe S2 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Kontaktschicht und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht für das zweite elektri sche Kontaktelement folgende Beziehung erfüllen:
I S1-S2 | /S1 < 0,3.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Ausbilden eines optoelektronischen HalbleiterChips
das Ausbilden (S100) der ersten Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einem Wachstumssubstrat;
das Ausbilden (S200) der zweiten Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp über der ersten Halbleiterschicht;
das Ausbilden (S300) der zweiten Stromverteilungs schicht über der zweiten Halbleiterschicht;
das Ausbilden (S400) einer Vielzahl elektrischer Kon taktelemente, und
das Ausbilden (S500) der ersten Stromverteilungsschicht über der zweiten Stromverteilungsschicht umfasst, wodurch sich ein Schichtstapel ergibt,
und das Verfahren zur Herstellung des optoelektroni schen Bauelements das anschließende Aufbringen (S600) des Schichtstapels auf einem Träger und das nachfolgende Ablösen (S700) des Wachstumssubstrats umfasst.
16. Elektrische Vorrichtung (30), die das optoelektronische Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
17. Elektrische Vorrichtung (30) nach Anspruch 16, die aus der Gruppe aus Fahrzeugscheinwerfern, Projektoren und Beleuch tungsvorrichtungen ausgewählt ist.
18. Optoelektronisches Bauelement (10) mit einem optoelekt ronischen Halbleiterchip (11), der geeignet ist, elektromagne tische Strahlung (15) zu emittieren und
eine erste Halbleiterschicht (140) von einem ersten Leitfähigkeitstyp;
eine zweite Halbleiterschicht (150) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp;
eine erste und eine zweite Stromverteilungsschicht
(180, 160), sowie eine Vielzahl elektrischer Kontaktelemente (20, 21, 22) umfasst, wobei
die erste Halbleiterschicht (140) über der zweiten Halbleiterschicht (150) angeordnet ist,
von dem optoelektronischen Halbleiterchip (11) emit tierte elektromagnetische Strahlung (15) über eine erste Hauptoberfläche (110) der ersten Halbleiterschicht (140) aus gegeben wird,
die erste Stromverteilungsschicht (180) auf einer von der ersten Halbleiterschicht (140) abgewandten Seite der zwei ten Halbleiterschicht (150) angeordnet ist,
die Vielzahl elektrischer Kontaktelemente (20, 21, 22) geeignet ist, die erste Halbleiterschicht (140) mit der ersten Stromverteilungsschicht (180) elektrisch zu verbinden,
die zweite Stromverteilungsschicht (160) mit der zwei ten Halbleiterschicht (150) elektrisch verbunden ist,
und die elektrischen Kontaktelemente (20, 21, 22) ein erstes elektrisches Kontaktelement (20) und ein zweites elekt risches Kontaktelement (21) umfassen, wobei sich das erste von dem zweiten elektrischen Kontaktelement unterscheidet.
19. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 18, bei dem der Halbleiterchip (11) eine Vielzahl aktiver Gebiete (142) umfasst, welche jeweils in einem Bereich zwischen erster und zweiter Halbleiterschicht (140, 150) und jeweils zwischen den elektrischen Kontaktelementen (20, 21, 22) angeordnet sind,
wobei das erste elektrische Kontaktelement (20) über einen ersten Widerstandswert mit einem zugehörigen aktiven Ge biet (142) verbunden ist, das zweite elektrische Kontaktele ment (21) über einen zweiten Widerstandswert mit einem zugehö rigen aktiven Gebiet (142) verbunden ist, und
der erste Widerstandswert sich von dem zweiten Wider standswert unterscheidet.
20. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 18 o- der 19, bei dem sich die elektrischen Kontaktelemente (20, 21, 22) durch die zweite Halbleiterschicht (150) erstrecken und über eine isolierende Schicht (202) von dem Material der zwei ten Halbleiterschicht (150) isoliert sind.
21. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 18 bis 20, bei dem ein Durchmesser des ersten Kontak telements (20) von dem Durchmesser des zweiten Kontaktelements (21) verschieden ist.
22. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 18 bis 21, bei dem die zweite Stromverteilungsschicht (160) zwischen erster Stromverteilungsschicht (180) und zwei ter Halbleiterschicht (150) angeordnet ist, wobei die elektri schen Kontaktelemente (20, 21, 22) durch eine Isolations schicht (170) von der zweiten Stromverteilungsschicht (180) isoliert sind.
23. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 18 bis 22, ferner umfassend eine Kontaktschicht (165), die geeignet ist, die zweite Stromverteilungsschicht (160) elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht (150) zu verbin den .
24. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 23, bei dem ein lateraler Abstand von der Kontaktschicht (165) zu dem ersten Kontaktelement (20) von dem lateralen Abstand von der Kontaktschicht (165) zu dem zweiten Kontaktelement (21) verschieden ist.
25. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 22 bis 24, bei dem eine lateral gemessene Schichtdicke der Isolationsschicht (170) angrenzend an das erste Kontakte lement (20) von der lateral gemessenen Schichtdicke der Isola tionsschicht (170) angrenzend an das zweite Kontaktelement (21) verschieden ist.
26. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 19 bis 25, bei dem die erste Stromverteilungsschicht (180) mit einem ersten Anschlussbereich (210) verbunden ist, der an einer ersten Hauptoberfläche (115) des optoelektroni schen Bauelements (10) angeordnet ist, wobei das erste Kontak telement (20) näher an dem ersten Anschlussbereich (210) ange ordnet ist als das zweite Kontaktelement (21) und der erste Widerstandswert größer als der zweite ist.
27. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 26, bei dem die Summe S1 aus Zuleitungswiderständen durch die ers te und zweite Stromverteilungsschicht (180, 160) und Serienwi derständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht (140, 150) für das erste elektrische Kontaktelement (20) und die Summe S2 aus Zuleitungswiderständen durch die erste und zweite Stromverteilungsschicht (180, 160) und Serienwiderständen durch die erste und zweite Halbleiterschicht (140, 150) für das zweite elektrische Kontaktelement folgende Beziehung er füllen: | S1-S2 | /S1 < 0,3.
28. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 18 bis 27, bei dem die erste Stromverteilungsschicht (180) mit einem ersten Anschlussbereich (210) verbunden ist, die zweite Stromverteilungsschicht (160) mit einem zweiten An schlussbereich (211) verbunden ist und der erste und der zwei te Anschlussbereich (210, 211) jeweils an einer ersten Haupt oberfläche (115) des optoelektronischen Bauelements (10) ange ordnet sind.
29. Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der An sprüche 18 bis 28, bei dem der optoelektronische Halbleiter chip (11) auf einem wärmeableitenden Träger (225) mit Berei chen jeweils unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit aufgebracht ist .
30. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 29, bei dem das zweite Kontaktelement (21) in einem Bereich mit besserer Wärmeleitfähigkeit als der Bereich, in dem das erste Kontaktelement (20) angeordnet ist, angeordnet ist.
31. Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 29 o- der 30, bei dem der wärmeableitende Träger (225) die erste Stromverteilungsschicht (180) mit einem ersten Anschlussbe- reich (210) verbindet und die zweite Stromverteilungsschicht (160) mit einem zweiten Anschlussbereich (211) verbindet.
PCT/EP2019/061800 2018-05-09 2019-05-08 Optoelektronisches bauelement mit stromverteilungsschicht WO2019215217A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/053,805 US11916166B2 (en) 2018-05-09 2019-05-08 Optoelectronic device comprising a current spreading layer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018111198.3 2018-05-09
DE102018111198.3A DE102018111198A1 (de) 2018-05-09 2018-05-09 Optoelektronisches bauelement mit stromverteilungsschicht

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019215217A1 true WO2019215217A1 (de) 2019-11-14

Family

ID=66554344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/061800 WO2019215217A1 (de) 2018-05-09 2019-05-08 Optoelektronisches bauelement mit stromverteilungsschicht

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11916166B2 (de)
DE (1) DE102018111198A1 (de)
WO (1) WO2019215217A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160027980A1 (en) * 2013-04-05 2016-01-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic Semiconductor Chip and Optoelectronic Module
US20170200861A1 (en) * 2014-06-13 2017-07-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic Semiconductor Chip

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007022947B4 (de) 2007-04-26 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102010025320B4 (de) * 2010-06-28 2021-11-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102012112988A1 (de) 2012-12-21 2014-07-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und Scheinwerfer
KR102382886B1 (ko) * 2015-05-26 2022-04-05 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자
KR20160143983A (ko) * 2015-06-05 2016-12-15 삼성전자주식회사 반도체 발광소자

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160027980A1 (en) * 2013-04-05 2016-01-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic Semiconductor Chip and Optoelectronic Module
US20170200861A1 (en) * 2014-06-13 2017-07-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic Semiconductor Chip

Also Published As

Publication number Publication date
US11916166B2 (en) 2024-02-27
DE102018111198A1 (de) 2019-11-14
US20210265525A1 (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2245667B1 (de) Monolithischer, optoelektronischer halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines solchen
EP2260516B1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines solchen
DE102009018603B4 (de) Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren derselben
DE102007062046B4 (de) Lichtemittierende Bauelementeanordnung, lichtemittierendes Bauelement sowie Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen
DE112005002889T5 (de) Licht emittierendes Bauelement mit einer Mehrzahl Licht emittierender Zellen und Baugruppen-Montage desselben
EP2340568B1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper
DE102011116232B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112013006419T5 (de) Zweidrahtgehäuse
WO2020099574A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit ersten verbindungsbereichen und optoelektronische vorrichtung
DE102012105772A1 (de) Halbleiter-Leuchtdiodenvorrichtungs-Verpackung
EP2304816B1 (de) Elektrolumineszierende vorrichtung und verfahren zur herstellung einer elektrolumineszierenden vorrichtung
WO2020035419A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit kontaktelementen und dessen herstellungsverfahren
WO2019215217A1 (de) Optoelektronisches bauelement mit stromverteilungsschicht
DE102018118824A1 (de) Halbleiterbauelement mit einer stresskompensationsschicht und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
WO2020239749A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit verbindungsbereichen und verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements
WO2020064947A1 (de) Optoelektronisches bauelement mit dielektrischer spiegelschicht und dessen herstellungsverfahren
WO2020035413A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einem trägerelement, welches ein elektrisch leitendes material umfasst
DE112019003567B4 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer silberhaltigen stromaufweitungsstruktur und optoelektronische vorrichtung
WO2020053346A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer ersten und zweiten metallschicht sowie verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements
WO2020053344A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit erstem und zweitem kontaktelement und verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements
WO2020187815A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit isolierender schicht und verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements
WO2022122268A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements, verfahren zur herstellung elektrischer kontakte und optoelektronisches halbleiterbauelement
EP3841619A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer halbleiterkontaktschicht und verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements
DE102018128896A1 (de) Halbleiterchip mit einem inneren Kontaktelement und zwei äusseren Kontaktelementen und Halbleiterbauelement
DE102018122166A1 (de) Optoelektronische halbleitervorrichtung mit einem trägerelement und einem elektrischen kontaktelement, optoelektronisches bauelement sowie verfahren zur herstellung der optoelektronischen halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19724382

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE