WO2020030425A1 - Optoelektronischer halbleiterchip, optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils - Google Patents

Optoelektronischer halbleiterchip, optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils Download PDF

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optoelectronic
optoelectronic semiconductor
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Siegfried Herrmann
Christine RAFAEL
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Definitions

  • Specify optoelectronic semiconductor chip that can be operated particularly efficiently. Another problem to be solved is to provide an optoelectronic component with such an optoelectronic semiconductor chip. Another task is to develop a method for
  • the optoelectronic semiconductor chip can be any optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip can be any optoelectronic semiconductor chip.
  • Semiconductor chip is a radiation-receiving semiconductor chip that operates in electromagnetic radiation
  • the optoelectronic semiconductor chip is then, for example, a photodiode chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a substrate, the
  • the substrate is transparent to radiation.
  • the substrate is the mechanically load-bearing component of the optoelectronic semiconductor chip, which the other components of the
  • the substrate can be, for example, a growth substrate onto which further layers of the optoelectronic semiconductor chip are, for example, epitaxially deposited. Furthermore, the substrate can be a carrier on which further layers of the
  • the substrate is transparent to radiation. This means that the substrate is particularly suitable for use in
  • the substrate can be transparent, for example, or be diffusely scattering.
  • the substrate is for
  • the substrate can be cylindrical or, for example
  • the substrate has one
  • Cover surface a bottom surface and at least one side surface, which connect the top surface and the bottom surface with each other.
  • top surface a bottom surface and at least one side surface, which connect the top surface and the bottom surface with each other.
  • the electromagnetic radiation generated in the optoelectronic semiconductor chip can be applied. Due to the areas of the outer surface of the substrate not covered by further layers of the optoelectronic semiconductor chip, the electromagnetic radiation generated in the optoelectronic semiconductor chip can be applied. Due to the areas of the outer surface of the substrate not covered by further layers of the optoelectronic semiconductor chip, the electromagnetic radiation generated in the optoelectronic semiconductor chip can be applied. Due to the areas of the outer surface of the substrate not covered by further layers of the optoelectronic semiconductor chip, the electromagnetic radiation generated in the optoelectronic semiconductor chip can be applied. Due to the areas of the outer surface of the substrate not covered by further layers of the optoelectronic semiconductor chip, the electromagnetic radiation generated in the optoelectronic semiconductor chip can be applied. Due to the areas of the outer surface of the substrate not covered by further layers of the optoelectronic semiconductor chip. Due to the areas of the outer surface of the substrate not covered by further layers of the optoelectronic semiconductor chip, the electromagnetic
  • Radiation can enter. Partially or completely these surfaces can be smooth or roughened. By roughening the outer surface of the substrate provided for the radiation exit or for the radiation entry, a probability for the light exit or the light entry can be increased.
  • the first region can be an n-doped region and the second region can be a p-doped region.
  • Semiconductor chips generate or emit the electromagnetic radiation to be emitted in the active area
  • the semiconductor layer sequence can, for example, on a III-V compound semiconductor material, such as one
  • the contact bridge is
  • the first contact web can be connected directly to the first area, for example, or it is at least one
  • the optoelectronic semiconductor chip a second contact web to energize the second area.
  • the second contact web is electrically conductively connected to the second region.
  • the second contact bridge is in direct
  • Both contact webs are elongated. That is, the contact webs have a main direction of extension, along which they are longer than they are wide or thick in a direction perpendicular thereto.
  • Contact webs are, for example, in a direction perpendicular to the main direction of extension and perpendicular to one
  • the contact webs are characterized in particular by a thickness, measured parallel to the stacking direction, which is small compared to the width and length of the contact webs.
  • the length of a contact web is greater than its width by at least a factor of 5, in particular at least a factor of 10
  • the width of the contact web is preferably at least a factor of 5, in particular at least 10 times greater than the thickness of the
  • the contact webs are preferably metallic.
  • the contact webs can be formed with particularly ductile metals or metal alloys.
  • the contact webs can comprise metals such as nickel, copper and / or gold or consist of one of these materials.
  • the contact webs can due to their geometry and their nature in terms of the material from which they exist, be particularly flexible, which can prevent breakage under mechanical stress and / or with temperature fluctuations.
  • optoelectronic semiconductor chip a first connection point for contacting the first contact web from outside the optoelectronic semiconductor chip and a second
  • connection point for contacting the second contact web from outside the optoelectronic semiconductor chip Via the connection points it is possible, for example, to use an optoelectronic semiconductor chip
  • connection points are provided, for example, on a carrier, such as a printed circuit board,
  • connection points can have, for example, a mounting surface with which the optoelectronic semiconductor chip rests at the destination.
  • the optoelectronic semiconductor chip it is possible for the optoelectronic semiconductor chip to have exactly two
  • Connection points a single first and a single second connection point.
  • the first contact web and the second contact web each extend over at least 50% of the length of the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip has, for example, a main direction of extension that is perpendicular to the
  • Stack direction of the semiconductor layer sequence runs.
  • the semiconductor chip then has its greatest lateral extent along the main direction of extent.
  • the contact webs can run parallel to the main direction of extension and each have a length of 50% of the length of the
  • the optoelectronic semiconductor chip can thus be produced with little production outlay and is nevertheless particularly efficient to operate.
  • a semiconductor layer sequence with a first region of a first conductivity type, a second region of a second conductivity type and an active region between the first region and the second region,
  • the first contact web and the second contact web each extend over at least 50% of the length of the semiconductor chip.
  • An optoelectronic semiconductor chip described here is suitable, for example, for use in an LED filament.
  • Filaments are optoelectronic semiconductor chips applied to a carrier along a main direction of extension of the filament.
  • An optoelectronic semiconductor chip described here can now be made particularly long, rectangular and with a large geometric aspect ratio (the ratio length to width). In this way, a single optoelectronic semiconductor chip described here can replace several small chips. As a result, the light filament carrier has to be equipped with fewer chips.
  • the optoelectronic semiconductor chip described here is suitable for particularly efficient low-current operation.
  • the first contact web vertically overlaps the second connection point and / or the second contact web vertically overlaps the first connection point. It is in particular possible that the first contact web also overlaps the first connection point and the second
  • “Vertically overlap” means that the vertically overlapping elements are arranged directly one above the other in a vertical direction that runs parallel to the stacking direction of the semiconductor layer sequence.
  • the first contact web and the second contact web overlap vertically. That is, the two
  • Contact lands are arranged one above the other in the semiconductor chip. This enables an optoelectronic semiconductor chip in which particularly little electromagnetic radiation is shielded by the contact webs. This makes it possible in particular for the optoelectronic semiconductor chip
  • Electromagnetic radiation not only emits or receives through the outer surfaces of the substrate, but also through the bottom surface of the semiconductor chip facing away from the substrate, on which the contact webs are also formed.
  • optoelectronic semiconductor chip can receive or emit electromagnetic radiation almost over its entire outer surface. This enables, for example, the attachment of a conversion element, which the in
  • the vertically overlapping contact webs can have the same width, for example. That way it is
  • the substrate has a thickness of at least 300 ym.
  • the substrate has a thickness of at least 300 and at most 700 ⁇ m.
  • the substrate consists for example of sapphire or a glass. The use of such thick substrates is possible, for example, through special separation techniques for separating the optoelectronic ones
  • Light emission or light entry can be increased further.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a mirror which is between the first contact web and the first connection point and / or between the second
  • the mirror can only be located vertically above the connection points. Furthermore, it is
  • the mirror in particular comprises a first mirror layer, which is metallic, a second
  • Mirror layer which is a Bragg mirror
  • third mirror layer which is a Bragg mirror.
  • the first mirror layer on a side facing the semiconductor layer sequence follows from a connection point
  • the second and third mirror layers can each be Bragg mirrors (DBR - “Distributed Bragg Reflection” mirrors) with eight pairs of layers of Ti02 and Si02, which are arranged alternately one above the other
  • the mirror layer can contain silver and / or aluminum, for example, or consist of one of these materials.
  • a current spreading layer can be arranged between the mirror and the second region, which is p-conductive, for example, and is formed with a transparent conductive oxide (TCO - transparent conductive oxide) such as ITO or ZnO.
  • TCO - transparent conductive oxide transparent conductive oxide
  • the two Bragg mirrors, which can be covered by the metal mirror, can be arranged below.
  • the mirror extends from the first connection point to the second connection point along the
  • Contact bridges extends.
  • the mirror and the contact webs can then overlap vertically. This means that the mirror can overlap vertically with each of the contact webs.
  • the mirror can then also have a width that is up to a deviation of at most ⁇ 10% of the width of the assigned contact web corresponds. In this way, light is only reflected in the area of the contact webs, as a result of which absorption of electromagnetic radiation at the contact webs is reduced.
  • the first mirror layer extends through openings in the second mirror layer and the third
  • the mirror layer has a double function: on the one hand, it reflects electromagnetic radiation which is generated or detected in the active area, and on the other hand it serves for the electrically conductive connection between the connection point and the contact web assigned to the connection point.
  • the leadthroughs through the second and third mirror layers that is to say the openings for connecting the contact webs to the connection points, can be designed as elongated trenches or cylindrical.
  • An optoelectronic component is also specified.
  • this comprises
  • optoelectronic component at least one optoelectronic semiconductor chip which is designed to be in operation
  • the optoelectronic semiconductor chip can be an optoelectronic semiconductor chip described here. That is, all for one described here
  • the optoelectronic component comprises a first conversion element on a substrate of the
  • the at least one optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component comprises at least one conversion element which follows the semiconductor layer sequence on its side facing away from the substrate or which is applied to an outside of the substrate. It is in particular also possible for the optoelectronic semiconductor chip to be both of these
  • optoelectronic component has two or more optoelectronic semiconductor chips, at least some of these can be followed by a first and / or a second conversion element in the manner described.
  • At least some means here and below that the method step can be carried out for at least one, more than one or all of the components.
  • the conversion elements are each set up to be generated by the optoelectronic semiconductor chip during operation
  • the first and the second conversion elements can in particular have different phosphors, so that they have different secondary radiation
  • the first conversion element is set up to at least partially convert primary radiation from the wavelength range of blue or ultraviolet light into secondary radiation
  • the second conversion element can be set up to
  • the second conversion element converts at least partially.
  • the second conversion element it is possible for the second conversion element to emit secondary radiation from the wavelength range of red light and for the first conversion element to emit secondary radiation from the
  • the optoelectronic component comprises a carrier on which a multiplicity of the optoelectronic semiconductor chips are arranged.
  • the semiconductor chips can in particular along a
  • Main direction of extension of the carrier in succession be arranged. It is particularly advantageous if the main direction of extent of the semiconductor chips runs parallel to the main direction of extent of the carrier within the scope of the manufacturing tolerance. In this way, very few optoelectronic ones are used to populate an elongated carrier, for example to form a light thread
  • the carrier can in particular in places
  • the carrier can be formed, for example, with a glass, a plastic or sapphire.
  • the carrier further includes contacts and
  • the substrate can, for example, be formed with sapphire or consist of sapphire. Furthermore, it is possible for the substrate to be formed with glass or to consist of glass.
  • an optoelectronic device described here can be used with the method
  • the method comprises a method step in which a carrier with contacts is provided.
  • the carrier can, for example, have a radiation-transmissive base material to which the contacts are applied.
  • the support can be formed with glass.
  • the first process step the first
  • Conversion elements can, for example, by a
  • the conversion elements can, for example, have a printable matrix material such as silicone or a sol-gel material, into which particles or particles of a phosphor have been introduced.
  • a printable matrix material such as silicone or a sol-gel material
  • At least some of the contacts are connected to connection points of an optoelectronic semiconductor chip, so that at least some of the optoelectronic semiconductor chips have a first one
  • optoelectronic semiconductor chips is arranged. It is possible for the semiconductor chip and the associated first conversion element to be spaced apart from one another in the
  • the optoelectronic semiconductor chip is located. Furthermore, it is possible for the conversion element to be made so thick that direct contact is generated between the semiconductor chip and the assigned first conversion element.
  • An optoelectronic semiconductor chip that is described here is particularly suitable as the optoelectronic semiconductor chip
  • a second conversion element is applied to at least some of the optoelectronic semiconductor chips on a side facing away from the carrier.
  • the method step of applying the first conversion element to the carrier takes place according to a
  • Conversion elements are then attached to the carrier in time in front of the semiconductor chips.
  • the second conversion elements can be attached to the semiconductor chips before or after the carrier has been assembled.
  • the method is based, inter alia, on the idea that a few, particularly long optoelectronic semiconductor chips require fewer assembly steps in the production of, for example, filaments than is the case for many, short optoelectronic ones
  • the series connection of such long optoelectronic semiconductor chips requires low operating voltages.
  • the optoelectronic component can therefore particularly advantageously be an LED filament.
  • FIGS. 1A, 1B, 2A, 2B, 2C, 2D show schematic representations to explain exemplary embodiments of optoelectronic semiconductor chips described here.
  • FIGS. 3A, 3B show schematic representations to explain the optoelectronic described here
  • FIGS. 4A, 4B, 4C, 4D, 4E show method steps for producing an optoelectronic semiconductor chip described here in a further exemplary embodiment.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration to explain an exemplary embodiment of one here
  • FIGS. 6, 7, 8A, 8B, 9 show exemplary embodiments of those described here
  • Figures 10A, 10B, 10C show on the basis of schematic
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of one described here
  • FIG. 1A shows a schematic perspective illustration of an exemplary embodiment of one described here
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 comprises a substrate 11, which consists for example of sapphire, and a thickness d in the vertical direction v, which runs parallel to the stacking direction of a semiconductor layer sequence 12.
  • the thickness is, for example, at least 300 ⁇ m. Furthermore, the thickness can be, for example, at most 700 ⁇ m.
  • the semiconductor layer sequence 12 applied, which is based, for example, on a III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor layer sequence 12 comprises a first region 12a, which is, for example, n-type, a second region 12b, which is, for example, p-type, and an active region 12c.
  • the second contact web 14b can have a
  • Current spreading layer 13 which is formed, for example, with a TCO (transparent conductive oxide) material such as ITO, is electrically conductive with the second region 12b of the
  • Semiconductor layer sequence 12 may be connected.
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 shown is via the first connection point 17a, which is used, for example, for
  • the schematic representation in FIG. 1B shows the contacting of the optoelectronic semiconductor chip for the exemplary embodiment in FIG. 1A.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises first contact points 16a, which form an electrically conductive connection between the first
  • connection point 17a and first area 12a the optoelectronic semiconductor chip comprises second contact points 16b, which establish an electrically conductive connection between the second connection point 17b and the second region 12b.
  • the contact webs 14a, 14b extend along a main direction of extent 1 of the optoelectronic semiconductor chip 10 over at least 50% of the length L of the optoelectronic semiconductor chip.
  • Contact pins that can be particularly high.
  • the height of the contact points 16a, 16b in the vertical direction v can be large compared to the diameter.
  • the contact points 16a, 16b can be formed with a ductile metal, which can comprise, for example, nickel and / or copper and / or gold.
  • the associated contact webs 14a, 14b can with the be made of the same material. In this way, the contact points 16a, 16b and / or the contact webs 14a, 14b can be well transmitted to a carrier on which the mechanical forces acting on the semiconductor chip 10
  • the blocking layer 15 can be formed, for example, with SiO 2, wherein the blocking layer 15 can be structured by etching.
  • vias 18a extend through the second contact web 14b into the first region 12a of the semiconductor layer sequence 12.
  • the plated-through holes 18a can be encased by insulation 18b and in this way by the second contact web 14b
  • the vias can be made of the same material as the contact points 16a, 16b. Both contact webs 14a, 14b can extend over almost the entire length of the optoelectronic
  • each contact web 14a, 14b extends over at least 90% of the length L of the optoelectronic semiconductor chip 10.
  • the optoelectronic device At least in some areas, the optoelectronic
  • Underside have a mirror 19, which is used to reflect or to be generated in the semiconductor chip
  • the mirror 19 can be between the connection points 17a and 17b
  • the mirror 19 is only arranged in the region of the contact webs 14a, 14b and overlaps them vertically.
  • Vias 18a for mechanical stabilization of the optoelectronic semiconductor chip extend into the substrate 11. They then anchor the layer sequence 12 to the substrate 11.
  • optoelectronic component 1 an optoelectronic
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 is on its side faces and on it Surround the top of the substrate 11 facing away from the semiconductor layer sequence 12 with a second conversion element 22.
  • the second conversion element 22 comprises, for example, a matrix material into which particles of a phosphor have been introduced.
  • the matrix material is a silicone.
  • a first conversion element 1 is arranged in direct contact with the semiconductor chip between the two connection points 17a and 17b.
  • the two conversion elements 21, 22 can differ from one another with regard to the phosphors used.
  • the first conversion element 21 can be a
  • the first conversion element 21 is, for example
  • the second conversion element 22 is then set up to emit red secondary radiation.
  • Blue light for example, is generated in the active region 12c of the optoelectronic semiconductor chip 10.
  • Conversion elements 21, 22 is surrounded, there is no blue secondary lighting (so-called blue piping).
  • the second conversion element 22 is applied.
  • side surfaces of the substrate 11 remain free of conversion material.
  • the first conversion element 21 remains on the underside of the
  • optoelectronic component is particularly easy to manufacture.
  • converted light is less likely to lose energy at another conversion element in another inelastic scattering process.
  • the cooling of the conversion elements is also available in the present case
  • a substrate 11 is first
  • the semiconductor layer sequence 12 comprising the first region 12a, the second region 12b and in between the active region 12c is epitaxially deposited on the substrate 11.
  • a blocking layer 15 is applied to the semiconductor layer sequence 12.
  • FIG. 4B a first process step
  • the semiconductor layer sequence 12 is subsequently structured, so that the first region 12a is exposed in places.
  • Structuring is done, for example, by etching.
  • the method step is carried out with the aid of a photo technique, the application of metals for the contact webs 14a, 14b and the contact points 16a, 16b.
  • Junction 17b is generated and electrically conductively connected to the contact webs 14a, 14b and the contact points 16a, 16b.
  • the mirror 19 includes the second
  • Mirror layer 19b and the third mirror layer 19c two Bragg mirrors.
  • the second mirror layer 19b and the third mirror layer 19c are with the first mirror layer 19a, which is a metallic layer,
  • the first mirror layer 19a is formed with aluminum.
  • the first mirror layer 19a can be one or both of the connection points, in FIG. 5 it is the first
  • connection point 17a shown over a large area. This favors the cooling of the optoelectronic
  • the first mirror layer 19a is guided to the associated contact web, in this case the first contact web 14a, via openings in the second mirror layer 19b and the third mirror layer 19c.
  • the openings can be cylindrical or form elongated trenches.
  • the second mirror layer and the third mirror layer are each formed, for example, by Bragg mirrors, each with eight pairs of TiO 2 / SiO 2.
  • the first mirror layer 19a serves to heat the chip, for the electrical connection between the contact web and
  • a plurality of optoelectronic semiconductor chips are formed one behind the other on an elongate carrier 3 which is, for example, radiation-transmissive.
  • the optoelectronic component 1 of the exemplary embodiment in FIG. 6 forms, for example, a blue luminous LED filament.
  • the exemplary embodiment in FIG. 7 is an optoelectronic one
  • Conversion elements 22 are exchanged alternately. That is, for the semiconductor chip 10 shown on the far left, the first conversion element 21 can, for example, re-emit red light and the second conversion element 22 can re-emit green light. For the right of it
  • the semiconductor chip shown can be interchanged, so that the first conversion element 21 re-emits green light and the second conversion element 22 re-emits red light. This sequence can continue. This takes place in the carrier 3, which is
  • the optoelectronic component 1 can emit particularly homogeneous white mixed light.
  • the semiconductor chips 10 in the exemplary embodiment in FIGS. 8A and 8B are mounted horizontally on the carrier 3. They are, for example, electrically conductive with the connection means 32
  • the connecting means 32 can be a solder.
  • the semiconductor chips 10 with the first and second conversion elements are mounted on a carrier 3 which has a reflector laterally surrounding the semiconductor chips 10. That way it can Form optoelectronic component 1, for example, a light source that can be used in a spot lamp.
  • the method first provides a carrier 3, which can be a glass plate with contacts 31.
  • FIG. 10A This is shown schematically in FIG. 10A.
  • first conversion elements 21 can be applied, for example, by printing onto the carrier 3 between adjacent contacts 31.
  • optoelectronic semiconductor chips 10 are placed and fastened on the carrier 3 such that the connection points 17a, 17b with associated contacts 31 of the carrier 3
  • Carrier 3 are arranged on the underside of the semiconductor chips 10.
  • second conversion elements 22 can be applied to the semiconductor chips 10, resulting in an optoelectronic component 1, as is shown in connection with FIG. 10C.
  • Carrier 3 is located, can wrap the entire
  • the carrier 3 which can be designed as a glass rod. Since such a glass rod represents a large emission volume, the radiation in the far field is homogeneous, i.e. from
  • Embodiments are combined with each other, even if not all combinations are explicitly described.
  • first contact web for example n-conducting
  • first contact point for example n-conducting

Landscapes

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Abstract

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip (10) angegeben, mit - einem Substrat (11), das strahlungsdurchlässig ist, - einer Halbleiterschichtenfolge (12) mit einem ersten Bereich (12a) eines ersten Leitfähigkeitstyps, einem zweiten Bereich (12b) eines zweiten Leitfähigkeitstyps und einem aktiven Bereich (12c) zwischen dem ersten Bereich (12a) und dem zweiten Bereich (12b), - einem ersten Kontaktsteg (14a) zur Bestromung des ersten Bereichs (12a), - einem zweiten Kontaktsteg (14b) zur Bestromung des zweiten Bereichs (12b), - einer ersten Anschlussstelle (17a) zur Kontaktierung des ersten Kontaktstegs (14a) von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips (10), und - einer zweiten Anschlussstelle (17b) zur Kontaktierung des zweiten Kontaktstegs (14b) von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips (10), wobei - sich der erste Kontaktsteg (14a) und der zweite Kontaktsteg (14b) jeweils über wenigstens 50 % der Länge des Halbleiterchips (10) erstrecken.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHER HALBLEITERCHIP, OPTOELEKTRONISCHES BAUTEIL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN
BAUTEILS
Es werden ein optoelektronischer Halbleiterchip, ein
optoelektronisches Bauteil sowie ein Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen
optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der besonders effizient betrieben werden kann. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil mit einem solchen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben. Weiter besteht eine Aufgabe darin, ein Verfahren zur
Herstellung eines solchen optoelektronischen Bauteils
anzugeben .
Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich
beispielsweise um einen strahlungsemittierenden
Halbleiterchip handeln, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Licht, erzeugt. Bei dem
optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich dann
insbesondere um einen Leuchtdiodenchip handeln. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem optoelektronischen
Halbleiterchip um einen strahlungsempfangenden Halbleiterchip handelt, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung
detektiert. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip handelt es sich dann beispielsweise um einen Photodiodenchip. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip ein Substrat, das
strahlungsdurchlässig ist. Bei dem Substrat handelt es sich um die mechanisch tragende Komponente des optoelektronischen Halbleiterchips, welche die weiteren Komponenten des
optoelektronischen Halbleiterchips mechanisch trägt und stützt. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um ein Aufwachssubstrat handeln, auf das weitere Schichten des optoelektronischen Halbleiterchips zum Beispiel epitaktisch abgeschieden sind. Ferner kann es sich bei dem Substrat um einen Träger handeln, auf den weitere Schichten des
optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht sind. Das Substrat ist strahlungsdurchlässig ausgebildet. Das heißt, das Substrat ist insbesondere für im Betrieb im
optoelektronischen Halbleiterchip erzeugte oder zu
detektierende elektromagnetische Strahlung durchlässig. Dabei kann das Substrat beispielsweise klarsichtig transparent oder diffus streuend ausgebildet sein. Das Substrat ist zum
Beispiel mit Glas und/oder Saphir gebildet oder besteht aus einem dieser Materialien.
Das Substrat kann beispielsweise zylinderförmig oder
quaderförmig ausgebildet sein. Das Substrat weist eine
Deckfläche, eine Bodenfläche und zumindest eine Seitenfläche auf, welche die Deckfläche und die Bodenfläche miteinander verbinden. Beispielsweise auf die Deckfläche können
nachfolgende Schichten des optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht sein. Durch die nicht von weiteren Schichten des optoelektronischen Halbleiterchips bedeckten Bereiche der Außenfläche des Substrats kann die im optoelektronischen Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Strahlung
austreten oder die zu detektierende elektromagnetische
Strahlung kann eintreten. Bereichsweise oder vollständig können diese Flächen glatt ausgebildet sein oder aufgeraut sein. Durch eine Aufrauung der für den Strahlungsaustritt oder für den Strahlungseintritt vorgesehenen Außenfläche des Substrats kann eine Wahrscheinlichkeit für den Lichtaustritt oder den Lichteintritt erhöht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip eine
Halbleiterschichtenfolge mit einem ersten Bereich eines ersten Leitfähigkeitstyps , einem zweiten Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps und einem aktiven Bereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Bereich um einen n-dotierten Bereich und bei dem zweiten Bereich um einen p-dotierten Bereich handeln. Im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterchips wird im aktiven Bereich die abzustrahlende elektromagnetische Strahlung erzeugt oder die zu
detektierende elektromagnetische Strahlung detektiert. Die Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise auf einem III-V- Verbindungshalbleitermaterial , wie beispielsweise einem
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial , basieren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip einen ersten Kontaktsteg zur Bestromung des ersten Bereichs. Der Kontaktsteg ist
elektrisch leitend mit dem ersten Bereich verbunden. Der erste Kontaktsteg kann beispielsweise direkt mit dem ersten Bereich in Verbindung stehen oder es ist zumindest eine
Durchkontaktierung zwischen dem ersten Kontaktsteg und dem ersten Bereich angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip einen zweiten Kontaktsteg zur Bestromung des zweiten Bereichs. Der zweite Kontaktsteg ist elektrisch leitend mit dem zweiten Bereich verbunden. Beispielsweise steht der zweite Kontaktsteg in direktem
Kontakt mit dem zweiten Bereich oder es ist zumindest eine weitere Stromaufweitungsschicht zwischen dem zweiten
Kontaktsteg und dem zweiten Bereich angeordnet.
Beide Kontaktstege sind länglich ausgebildet. Das heißt, die Kontaktstege weisen eine Haupterstreckungsrichtung auf, entlang derer sie länger sind als sie in einer Richtung senkrecht dazu breit oder dick sind. Die Breite der
Kontaktstege wird beispielsweise in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung und senkrecht zu einer
Stapelrichtung, in der die Bereiche der
Halbleiterschichtenfolge aufeinander aufgebracht sind, gemessen. Ferner zeichnen sich die Kontaktstege insbesondere durch eine Dicke, gemessen parallel zur Stapelrichtung, aus, die klein gegen die Breite und die Länge der Kontaktstege ist. Beispielsweise ist die Länge eines Kontaktstegs um wenigstens den Faktor 5, insbesondere wenigstens den Faktor 10 größer als seine Breite und die Breite des Kontaktstegs ist vorzugsweise wenigstens um den Faktor 5, insbesondere wenigstens den Faktor 10 größer als die Dicke des
Kontaktstegs .
Die Kontaktstege sind vorzugsweise metallisch. Insbesondere können die Kontaktstege mit besonders duktilen Metallen oder Metalllegierungen gebildet sein. Die Kontaktstege können dafür Metalle wie beispielsweise Nickel, Kupfer und/oder Gold umfassen oder aus einem dieser Materialien bestehen.
Insgesamt können die Kontaktstege aufgrund ihrer Geometrie und ihrer Beschaffenheit hinsichtlich des Materials, aus dem sie bestehen, besonders flexibel sein, was einen Bruch unter mechanischer Belastung und/oder bei Temperaturschwankungen verhindern kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip eine erste Anschlussstelle zur Kontaktierung des ersten Kontaktstegs von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips und eine zweite
Anschlussstelle zur Kontaktierung des zweiten Kontaktstegs von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips. Über die Anschlussstellen ist es beispielsweise möglich, den optoelektronischen Halbleiterchip mittels einer
Oberflächenmontagetechnik zu montieren. Der optoelektronische Halbleiterchip ist in diesem Fall oberflächenmontierbar. Die Anschlussstellen sind beispielsweise dazu vorgesehen, auf einem Träger, wie beispielsweise einer Leiterplatte,
aufgelötet oder elektrisch leitend geklebt zu werden. Die Anschlussstellen können beispielsweise eine Montagefläche aufweisen, mit der der optoelektronische Halbleiterchip am Bestimmungsort aufliegt. Insbesondere ist es möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip genau zwei
Anschlussstellen, eine einzige erste und eine einzige zweite Anschlussstelle, umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips erstrecken sich der erste Kontaktsteg und der zweite Kontaktsteg jeweils über wenigstens 50 % der Länge des Halbleiterchips. Der Halbleiterchip weist beispielsweise eine Haupterstreckungsrichtung auf, die senkrecht zur
Stapelrichtung der Halbleiterschichtenfolge verläuft. Entlang der Haupterstreckungsrichtung weist der Halbleiterchip dann seine größte laterale Erstreckung auf. Die Kontaktstege können parallel zur Haupterstreckungsrichtung verlaufen und sich jeweils eine Länge von jeweils 50 % der Länge des
Halbleiterchips erstrecken. Kontaktstege mit einer solch großen Länge erlauben eine möglichst großflächige Bestromung der Bereiche der Halbleiterschichtenfolge. Dadurch ist es möglich, die Bestromung des optoelektronischen
Halbleiterchips über wenige Kontaktstege, im Extremfall genau über einen ersten und genau einen zweiten Kontaktsteg, zu bewirken. Der optoelektronische Halbleiterchip kann damit mit geringem Herstellungsaufwand hergestellt werden und ist dennoch besonders effizient zu betreiben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein
optoelektronischer Halbleiterchip angegeben mit
einem Substrat, das strahlungsdurchlässig ist,
einer Halbleiterschichtenfolge mit einem ersten Bereich eines ersten Leitfähigkeitstyps , einem zweiten Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps und einem aktiven Bereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich,
einem ersten Kontaktsteg zur Bestromung des ersten
Bereichs ,
einem zweiten Kontaktsteg zur Bestromung des zweiten Bereichs ,
einer ersten Anschlussstelle zur Kontaktierung des ersten Kontaktstegs von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips, und
einer zweiten Anschlussstelle zur Kontaktierung des zweiten Kontaktstegs von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips, wobei
sich der erste Kontaktsteg und der zweite Kontaktsteg jeweils über wenigstens 50 % der Länge des Halbleiterchips erstrecken . Ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip eignet sich beispielsweise zum Einsatz in einem LED- Leuchtfaden (englisch: LED filaments) . In einem solchen
Leuchtfaden sind optoelektronische Halbleiterchips entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Leuchtfadens auf einem Träger aufgebracht. Ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip kann nun besonders lang, rechteckig und mit großem geometrischem Aspektverhältnis (das Verhältnis Länge zu Breite) ausgebildet werden. Auf diese Weise kann ein einziger hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip mehrere kleine Chips ersetzen. Dadurch muss der Träger des Lichtfadens mit weniger Chips bestückt werden. Der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip eignet sich dabei für besonders effizienten Niederstrombetrieb.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips überlappt der erste Kontaktsteg vertikal mit der zweiten Anschlussstelle und/oder der zweite Kontaktsteg überlappt vertikal mit der ersten Anschlussstelle. Dabei ist es insbesondere möglich, dass der erste Kontaktsteg auch mit der ersten Anschlussstelle überlappt und der zweite
Kontaktsteg mit der zweiten Anschlussstelle überlappt. Damit ist es insbesondere möglich, dass sich beide Kontaktstege so weit erstrecken, dass sie mit beiden Anschlussstellen
überlappen. „Vertikal überlappen" bedeutet dabei, dass die vertikal überlappenden Elemente in einer vertikalen Richtung, die parallel zur Stapelrichtung der Halbleiterschichtenfolge verläuft, direkt übereinander angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips überlappen der erste Kontaktsteg und der zweite Kontaktsteg vertikal. Das heißt, die beiden
Kontaktstege sind im Halbleiterchip übereinander angeordnet. Dies ermöglicht einen optoelektronischen Halbleiterchip, bei dem durch die Kontaktstege besonders wenig elektromagnetische Abstrahlung abgeschirmt wird. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip
elektromagnetische Strahlung nicht nur durch die Außenflächen des Substrats emittiert oder empfängt, sondern auch durch die dem Substrat abgewandte Bodenfläche des Halbleiterchips, an der auch die Kontaktstege ausgebildet sind. Der
optoelektronische Halbleiterchip kann auf diese Weise fast über seine gesamte Außenfläche elektromagnetische Strahlung empfangen oder emittieren. Dies ermöglicht beispielsweise das Anbringen eines Konversionselements, welche die im
optoelektronischen Halbleiterchip erzeugte Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge umwandeln kann, an der dem Substrat abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge, beispielsweise zwischen der ersten und der zweiten Anschlussstelle.
Die vertikal überlappenden Kontaktstege können beispielsweise eine gleiche Breite aufweisen. Auf diese Weise ist es
möglich, dass sie zumindest stellenweise deckungsgleich übereinander angeordnet sind.
Insbesondere ist es möglich, dass sich zumindest eine
Durchkontaktierung, insbesondere eine Vielzahl von
Durchkontaktierungen, vom ersten Kontaktsteg durch den zweiten Kontaktsteg hindurch in den ersten Bereich erstreckt. Über die Durchkontaktierung ist der erste Kontaktsteg dann elektrisch leitend mit dem ersten Bereich der
Halbleiterschichtenfolge verbunden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist das Substrat eine Dicke von wenigstens 300 ym auf. Beispielsweise weist das Substrat eine Dicke von wenigstens 300 und höchstens 700 ym auf. Das Substrat besteht dabei zum Beispiel aus Saphir oder einem Glas. Die Verwendung von so dicken Substraten ist beispielsweise durch spezielle Trenntechniken zum Vereinzeln der optoelektronischen
Halbleiterchips ermöglicht. Beispielsweise werden die
Halbleiterchips durch ein laserunterstütztes Via-Bohren vereinzelt. Für einen strahlungsemittierenden
optoelektronischen Halbleiterchip verbessert sich die
Lichtauskopplung durch die Außenfläche des Substrats mit der zunehmenden Dicke des Substrats. Die große Dicke des
Substrats erlaubt es weiterhin, die Außenfläche des
Substrats, die frei von der Halbleiterschichtenfolge ist, aufzurauen, beispielsweise durch gekoppeltes Plasmaätzen. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit für einen
Lichtaustritt oder einen Lichteintritt weiter erhöht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Spiegel, der zwischen dem ersten Kontaktsteg und der ersten Anschlussstelle und/oder zwischen dem zweiten
Kontaktsteg und der zweiten Anschlussstelle angeordnet ist. Der Spiegel kann sich dabei lediglich in vertikaler Richtung oberhalb der Anschlussstellen befinden. Ferner ist es
möglich, dass sich der Spiegel ganzflächig an der dem
Substrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge erstreckt. In diesem Fall ist ein Lichteintritt und/oder Lichtaustritt an dieser Seite des Halbleiterchips nicht möglich, sondern es wird besonders viel elektromagnetische Strahlung zu der nicht bedeckten Außenfläche des Substrats reflektiert . Der Spiegel umfasst dabei insbesondere eine erste Spiegelschicht, die metallisch ist, eine zweite
Spiegelschicht, die ein Bragg-Spiegel ist, und eine dritte Spiegelschicht, die ein Bragg-Spiegel ist. Beispielsweise folgt von einer Anschlussstelle die erste Spiegelschicht an der der Halbleiterschichtenfolge zugewandten Seite der
Anschlussstelle, dann die zweite Spiegelschicht an der der Anschlussstelle abgewandten Seite der ersten Spiegelschicht und dann die dritte Spiegelschicht an der der Anschlussstelle abgewandten Seite der zweiten Spiegelschicht. Bei der zweiten und der dritten Spiegelschicht kann es sich jeweils um Bragg- Spiegel (DBR - „Distributed Bragg Reflection" Spiegel) mit je acht Paaren von Schichten aus Ti02 und Si02 handeln, die abwechselnd übereinander angeordnet sind. Die erste
Spiegelschicht kann beispielsweise Silber und/oder Aluminium enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen.
Mit anderen Worten folgt an der dem aktiven Bereich
abgewandten Seite des zweiten Bereichs der
Halbleiterschichtenfolge der Spiegel. Zwischen dem Spiegel und dem zweiten Bereich, der zum Beispiel p-leitend ist, kann eine Stromaufweitungsschicht angeordnet sein, die mit einem transparenten, leitenden Oxid (TCO - transparent conductive oxide) wie ITO oder ZnO gebildet ist. Nachfolgend können die beiden Bragg-Spiegel angeordnet sein, die vom Metallspiegel abgedeckt sein können.
Ferner ist es möglich, dass sich der Spiegel von der ersten Anschlussstelle zur zweiten Anschlussstelle entlang der
Kontaktstege erstreckt. Insbesondere können der Spiegel und die Kontaktstege dann vertikal überlappen. Das heißt, der Spiegel kann mit jedem der Kontaktstege vertikal überlappen. Der Spiegel kann dann auch eine Breite aufweisen, die bis auf eine Abweichung von höchstens ± 10 % der Breite des zugeordneten Kontaktstegs entspricht. Auf diese Weise wird Licht lediglich im Bereich der Kontaktstege reflektiert, wodurch eine Absorption von elektromagnetischer Strahlung an den Kontaktstegen reduziert ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips erstreckt sich die erste Spiegelschicht durch Öffnungen in der zweiten Spiegelschicht und der dritten
Spiegelschicht und vermittelt eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen dem ersten Kontaktsteg und der ersten Anschlussstelle und/oder zwischen dem zweiten Kontaktsteg und der zweiten Anschlussstelle. Das heißt, die erste
Spiegelschicht hat in diesem Fall eine Doppelfunktion: Zum einen reflektiert sie elektromagnetische Strahlung, die im aktiven Bereich erzeugt oder detektiert wird, und zum anderen dient sie zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Anschlussstelle und dem der Anschlussstelle zugeordneten Kontaktsteg. Die Durchführungen durch die zweite und die dritte Spiegelschicht, das heißt die Öffnungen zum Anschluss der Kontaktstege an die Anschlussstellen, können dabei als längliche Gräben oder zylinderförmig ausgebildet sein.
Es wird ferner ein optoelektronisches Bauteil angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Bauteil zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip, der dazu ausgebildet ist, im Betrieb
elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Insbesondere kann es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip handeln. Das heißt, sämtliche für einen hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterchip beschriebenen Merkmale sind auch für das optoelektronische Bauteil offenbart und
umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil ein erstes Konversionselement an einer dem Substrat des
optoelektronischen Halbleiterchips abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge zwischen der ersten Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle und/oder ein zweites
Konversionselement an einer der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite des Substrats. Das heißt, der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip des optoelektronischen Bauteils umfasst wenigstens ein Konversionselement, das der Halbeiterschichtenfolge an ihrer dem Substrat abgewandten Seite nachfolgt oder das an einer Außenseite des Substrats aufgebracht ist. Dabei ist es insbesondere auch möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip beide dieser
Konversionselemente aufweist. Für den Fall, dass das
optoelektronische Bauteil zwei oder mehr optoelektronische Halbleiterchips aufweist, können zumindest manchen von diesen ein erstes und/oder ein zweites Konversionselement in der beschriebenen Weise nachgeordnet sein.
„Zumindest manche" heißt hier und im Folgenden, dass der Verfahrensschritt für zumindest eine, mehr als eine oder alle der Komponenten erfolgen kann.
Die Verwendung eines ersten Konversionselements an einer dem Substrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge zwischen der ersten Anschlussstelle und der zweiten
Anschlussstelle ist besonders vorteilhaft möglich, wenn die Kontaktstege des Halbleiterchips vertikal überlappend
angeordnet sind. In diesem Fall wird durch die Kontaktstege besonders wenig elektromagnetische Strahlung abgeschirmt und besonders viel elektromagnetische Strahlung gelangt zu der dem Substrat abgewandte Unterseite der
Halbleiterschichtenfolge und kann dort aus dem
optoelektronischen Halbleiterchip austreten.
Die Konversionselemente sind jeweils dazu eingerichtet, vom optoelektronischen Halbleiterchip im Betrieb erzeugte
Primärstrahlung in Sekundärstrahlung aus einem größeren Wellenlängenbereich als die Primärstrahlung umzuwandeln. Die ersten und die zweiten Konversionselemente können dabei insbesondere unterschiedliche Leuchtstoffe aufweisen, sodass sie Sekundärstrahlung in unterschiedlichen
Wellenlängenbereichen emittieren. Beispielsweise ist das erste Konversionselement dazu eingerichtet, Primärstrahlung aus dem Wellenlängenbereich von blauem oder ultraviolettem Licht zumindest teilweise in Sekundärstrahlung im
Wellenlängenbereich von rotem Licht umzuwandeln. Das zweite Konversionselement kann dazu eingerichtet sein, die
Primärstrahlung in Sekundärstrahlung aus dem
Wellenlängenbereich von gelbem und/oder grünem Licht
zumindest teilweise umzuwandeln. Alternativ ist es möglich, dass das zweite Konversionselement Sekundärstrahlung aus dem Wellenlängenbereich von rotem Licht emittiert und das erste Konversionselement Sekundärstrahlung aus dem
Wellenlängenbereich von gelbem und/oder grünem Licht
emittiert .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst dieses einen Träger, auf dem eine Vielzahl der optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet ist. Die Halbleiterchips können insbesondere entlang einer
Haupterstreckungsrichtung des Trägers hintereinander angeordnet sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterchips im Rahmen der Herstellungstoleranz parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Trägers verläuft. Auf diese Weise werden zum Bestücken eines länglichen Trägers, beispielsweise zur Bildung eines Lichtfadens, besonders wenige optoelektronische
Halbleiterchips benötigt.
Der Träger kann insbesondere stellenweise
strahlungsdurchlässig, zum Beispiel klarsichtig transparent oder diffus streuend, ausgebildet sein. Dazu kann der Träger beispielsweise mit einem Glas, einem Kunststoff oder Saphir gebildet sein. Ferner umfasst der Träger Kontakte und
gegebenenfalls Durchkontaktierungen oder Leiterbahnen zum elektrischen Anschließen der optoelektronischen
Halbleiterchips .
Das Substrat kann beispielsweise mit Saphir gebildet sein oder aus Saphir bestehen. Ferner ist es möglich, dass das Substrat mit Glas gebildet ist oder aus Glas besteht.
Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Bauteils angegeben. Mit dem Verfahren kann insbesondere ein hier beschriebenes optoelektronisches
Bauteil hergestellt werden. Das heißt, sämtliche für das hier beschriebene optoelektronische Bauteil offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt, bei dem ein Träger mit Kontakten bereitgestellt wird. Der Träger kann beispielsweise ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial aufweisen, auf das die Kontakte aufgebracht sind. Zum
Beispiel kann der Träger mit Glas gebildet sein. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden erste
Konversionselemente auf den Träger zwischen zumindest manchen der Kontakte aufgebracht. Das Aufbringen der
Konversionselemente kann beispielsweise durch einen
Druckprozess erfolgen. Die Konversionselemente können dazu zum Beispiel ein druckbares Matrixmaterial wie Silikon oder ein Sol-Gel-Material aufweisen, in welches Teilchen oder Partikel eines Leuchtstoffes eingebracht sind. Dabei ist es insbesondere auch möglich, dass an unterschiedlichen Stellen des Trägers Konversionselemente aufgebracht werden, die voneinander unterschiedliche Leuchtstoffe aufweisen.
In einem nächsten Verfahrensschritt werden zumindest manche der Kontakte mit Anschlussstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips verbunden, sodass bei zumindest manchen der optoelektronischen Halbleiterchips ein erstes
Konversionselement an einer dem Substrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge zwischen der ersten
Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle des
optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass der Halbleiterchip und das zugeordnete erste Konversionselement voneinander beabstandet sind, in dem
Sinne, dass sich ein Spalt zwischen dem ersten
Konversionselement und dem darüber angeordneten
optoelektronischen Halbleiterchip befindet. Ferner ist es möglich, dass das Konversionselement so dick ausgebildet ist, dass ein direkter Kontakt zwischen dem Halbleiterchip und dem zugeordneten ersten Konversionselement erzeugt wird.
Als optoelektronischer Halbleiterchip eignet sich hierbei insbesondere ein hier beschriebener optoelektronischer
Halbleiterchip, sodass sämtliche für den optoelektronischen Halbleiterchip offenbarten Merkmale auch für das Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf zumindest manche der optoelektronischen Halbleiterchips ein zweites Konversionselement an einer dem Träger abgewandten Seite aufgebracht.
Das hier beschriebene Verfahren kann dabei insbesondere in der hier beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden.
Insbesondere der Verfahrensschritt des Aufbringens des ersten Konversionselements auf den Träger erfolgt gemäß einer
Ausführungsform des Verfahrens vor dem Verbinden der
optoelektronischen Halbleiterchips mit zumindest mancher der Kontakte des Trägers. Mit anderen Worten werden die
Konversionselemente dann zeitlich vor den Halbleiterchips am Träger befestigt. Die zweiten Konversionselemente können vor oder nach Bestücken des Trägers an den Halbleiterchips befestigt werden. Dem Verfahren liegt dabei unter anderem die Idee zugrunde, dass wenige, besonders lang ausgebildete optoelektronische Halbleiterchips weniger Montageschritte bei der Herstellung von beispielsweise Leuchtfäden notwendig machen als dies für viele, kurze optoelektronische
Halbleiterchips der Fall wäre. Die Serienschaltung solcher langen optoelektronischen Halbleiterchips erfordert niedrige Betriebsspannungen. Bei dem optoelektronischen Bauteil kann es sich daher mit besonderem Vorteil um einen LED-Leuchtfaden handeln .
Im Folgenden werden die hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips, die hier beschriebenen optoelektronischen Bauteile und die hier beschriebenen Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figuren 1A, 1B, 2A, 2B, 2C, 2D zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips.
Die Figuren 3A, 3B zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung von hier beschriebenen optoelektronischen
Bauteilen .
Die schematischen Darstellungen der Figuren 4A, 4B, 4C, 4D, 4E zeigen Verfahrensschritte zur Herstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines hier
beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips.
Die schematischen Darstellungen der Figuren 6, 7, 8A, 8B, 9 zeigen Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen
optoelektronischen Bauteilen.
Die Figuren 10A, 10B, 10C zeigen anhand schematischer
Darstellungen Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils.
Die Figur 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen
optoelektronischen Bauteils. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1A zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterchips 10.
Der optoelektronische Halbleiterchip 10 umfasst ein Substrat 11, das zum Beispiel aus Saphir besteht, und eine Dicke d in vertikaler Richtung v, die parallel zur Stapelrichtung einer Halbleiterschichtenfolge 12 verläuft. Die Dicke beträgt beispielsweise wenigstens 300 ym. Ferner kann die Dicke beispielsweise höchstens 700 ym betragen.
An einer Unterseite des Substrats 11 ist die
Halbleiterschichtenfolge 12 aufgebracht, die beispielsweise auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial basiert. Die Halbleiterschichtenfolge 12 umfasst einen ersten Bereich 12a, der zum Beispiel n-leitend ausgebildet ist, einen zweiten Bereich 12b, der beispielsweise p-leitend ausgebildet ist, und einen aktiven Bereich 12c.
Der zweite Kontaktsteg 14b kann über eine
Stromaufweitungsschicht 13, die beispielsweise mit einem TCO (transparent conductive oxide) -Material wie ITO gebildet ist, elektrisch leitend mit dem zweiten Bereich 12b der
Halbleiterschichtenfolge 12 verbunden sein. Der dargestellte optoelektronische Halbleiterchip 10 ist über die erste Anschlussstelle 17a, die beispielsweise zur
Kontaktierung des ersten Bereichs 12a vorgesehen ist, und die zweite Anschlussstelle 17b, die beispielsweise zur
Kontaktierung des zweiten Bereichs 12b vorgesehen ist, oberflächenmontierbar ausgebildet .
Die schematische Darstellung der Figur 1B zeigt für das Ausführungsbeispiel der Figur 1A die Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips. Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst erste Kontaktstellen 16a, die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten
Anschlussstelle 17a und dem ersten Bereich 12a hersteilen. Ferner umfasst der optoelektronische Halbleiterchip zweite Kontaktstellen 16b, die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Anschlussstelle 17b und dem zweiten Bereich 12b hersteilen. Manche der ersten und zweiten
Kontaktstellen 16a, 16b sind mit zugehörigen ersten
Kontaktstegen 14a beziehungsweise zugehörigen zweiten
Kontaktstegen 14b verbunden. Die Kontaktstege 14a, 14b erstrecken sich längs einer Haupterstreckungsrichtung 1 des optoelektronischen Halbleiterchips 10 über wenigstens 50 % der Länge L des optoelektronischen Halbleiterchips.
Die ersten und zweiten Kontaktstellen 16a, 16b bilden
Kontaktstifte, die besonders hoch ausgebildet sein können. Insbesondere kann die Höhe der Kontaktstellen 16a, 16b in vertikaler Richtung v groß sein gegen den Durchmesser.
Beispielsweise sind die Kontaktstellen 16a, 16b
zylinderförmig ausgebildet. Die Kontaktstellen 16a, 16b können mit einem duktilen Metall gebildet sein, welches beispielsweise Nickel und/oder Kupfer und/oder Gold umfassen kann. Die zugeordneten Kontaktstege 14a, 14b können mit dem gleichen Material gebildet sein. Die Kontaktstellen 16a, 16b und/oder die Kontaktstege 14a, 14b können auf diese Art mechanische Kräfte, die auf den Halbleiterchip 10 wirken, gut auf einen Träger übertragen werden, auf dem die
Halbleiterchips 10 befestigt werden, und brechen bei
Temperaturänderung des Halbleiterchips 10 nicht.
An der der Halbleiterschichtenfolge 12 zugewandten Oberseite der zweiten Kontaktstege 14b sowie der zweiten Kontaktstellen 16b befindet sich jeweils eine Blockierschicht 15 für Strom, die eine Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung
unmittelbar oberhalb der zweiten Kontaktstellen 16b und der zweiten Kontaktstege 14b unterbindet.
Die Blockierschicht 15 kann beispielsweise mit Si02 gebildet sein, wobei die Blockierschicht 15 durch Ätzen strukturiert sein kann.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 2A, 2B, 2C und 2D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips erläutert. Im Unterschied zum optoelektronischen
Halbleiterchip 10 der Figuren 1A und 1B sind die ersten
Kontaktstege 14a und die zweiten Kontaktstege 14b in der vertikalen Richtung v übereinander, also vertikal überlappend zueinander, angeordnet. Dazu können sich vom ersten
Kontaktsteg 14a, der beispielsweise zur n-seitigen
Kontaktierung vorgesehen ist, Durchkontaktierungen 18a durch den zweiten Kontaktsteg 14b hindurch in den ersten Bereich 12a der Halbleiterschichtenfolge 12 hinein erstrecken. Dabei können die Durchkontaktierungen 18a durch eine Isolierung 18b ummantelt sein und derart vom zweiten Kontaktsteg 14b
elektrisch isoliert sein. Die Durchkontaktierungen können dabei aus dem gleichen Material wie die Kontaktstellen 16a, 16b ausgebildet sein. Beide Kontaktstege 14a, 14b können sich über fast die gesamte Länge des optoelektronischen
Halbleiterchips 10 erstrecken. Beispielsweise erstreckt sich jeder Kontaktsteg 14a, 14b über wenigstens 90 % der Länge L des optoelektronischen Halbleiterchips 10.
Zumindest bereichsweise kann der optoelektronische
Halbleiterchip an seiner dem Substrat 11 abgewandten
Unterseite einen Spiegel 19 aufweisen, der zur Reflexion von im Halbleiterchip erzeugter oder zu detektierender
elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Der Spiegel 19 kann dabei zwischen den Anschlussstellen 17a und 17b
großflächig an der Unterseite des Halbleiterchips ausgebildet sein und diese vollständig bedecken oder der Spiegel 19 ist lediglich im Bereich der Kontaktstege 14a, 14b angeordnet und überlappt vertikal mit diesen.
Wie beispielsweise aus der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2D ersichtlich ist, können sich die
Durchkontaktierungen 18a zur mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen Halbleiterchips bis in das Substrat 11 hinein erstrecken. Sie verankern dann die Schichtenfolge 12 am Substrat 11.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 3A und 3B sind zwei Ausführungsbeispiele eines hier
beschriebenen optoelektronischen Bauteils näher erläutert. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3A umfasst das
optoelektronische Bauteil 1 einen optoelektronischen
Halbleiterchip 10, wie er beispielsweise in Verbindung mit den Figuren 1 oder 2 beschrieben ist. Der optoelektronische Halbleiterchip 10 ist an seinen Seitenflächen und an seiner der Halbleiterschichtenfolge 12 abgewandten Oberseite des Substrats 11 mit einem zweiten Konversionselement 22 umgeben. Das zweite Konversionselement 22 umfasst beispielsweise ein Matrixmaterial, in welches Partikel eines Leuchtstoffes eingebracht sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem Matrixmaterial um ein Silikon.
An der dem Substrat 11 abgewandten Unterseite der
Halbleiterschichtenfolge 12 ist ein erstes Konversionselement 1 in direktem Kontakt mit dem Halbleiterchip zwischen den beiden Anschlussstellen 17a und 17b angeordnet. Die beiden Konversionselemente 21, 22 können sich dabei hinsichtlich der verwendeten Leuchtstoffe voneinander unterscheiden.
Insbesondere das erste Konversionselement 21 kann ein
Material aufweisen, das besonders gut wärmeleitend ist und damit zur Wärmeabfuhr aus dem optoelektronischen
Halbleiterchip 10 beitragen.
Das erste Konversionselement 21 ist beispielsweise zur
Emission von grüner Sekundärstrahlung eingerichtet, das zweite Konversionselement 22 ist dann zur Emission von roter Sekundärstrahlung eingerichtet. Im aktiven Bereich 12c des optoelektronischen Halbleiterchips 10 wird beispielsweise blaues Licht erzeugt. Dadurch, dass die gesamte Außenfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 10 im
Ausführungsbeispiel der Figur 3A von Material eines der
Konversionselemente 21, 22 umgeben ist, tritt kein blaues Nebenleuchten (sogenanntes blue piping) auf.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 3A ist im Ausführungsbeispiel der Figur 3B lediglich an der der
Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite des Substrats 11 das zweite Konversionselement 22 aufgebracht. Die Seitenflächen des Substrats 11 bleiben in diesem Ausführungsbeispiel frei von Konversionsmaterial. Das erste Konversionselement 21 verbleibt an der Unterseite des
optoelektronischen Halbleiterchips. Ein solches
optoelektronisches Bauteil ist besonders einfach herstellbar.
Es hat sich herausgestellt, dass die räumliche Trennung von unterschiedlichen Konversionselementen, also vorliegend dem ersten Konversionselement 21 und dem zweiten
Konversionselement 22, die Effizienz bei der Lichterzeugung erhöht. Durch diese räumliche Trennung hat bereits
konvertiertes Licht eine geringere Wahrscheinlichkeit, in einem weiteren unelastischen Streuprozess an einem anderen Konversionselement Energie zu verlieren. Auch die Entwärmung der Konversionselemente ist vorliegend durch den
großflächigen Kontakt am optoelektronischen Halbleiterchip 1 optimiert .
In Verbindung mit den schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 4A bis 4E ist ein Ausführungsbeispiel eines
Verfahrens zur Herstellung eines hier beschriebenen
Halbleiterchips näher erläutert.
Bei dem Verfahren wird zunächst ein Substrat 11
bereitgestellt, bei dem es sich um ein Aufwachssubstrat handeln kann, das mit Saphir gebildet ist. Auf das Substrat 11 wird die Halbleiterschichtenfolge 12 umfassend den ersten Bereich 12a, den zweiten Bereich 12b und dazwischen den aktiven Bereich 12c epitaktisch abgeschieden.
An der dem Substrat 11 abgewandten Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge 12 wird eine Blockierschicht 15 aufgebracht . Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 4B, erfolgt eine
Beschichtung mit Material der Stromaufweitungsschicht 13, die beispielsweise mit ITO gebildet ist. Nachfolgend erfolgt eine Strukturierung der Halbleiterschichtenfolge 12, sodass stellenweise der erste Bereich 12a freigelegt wird. Die
Strukturierung erfolgt zum Beispiel durch Ätzen.
Im in Verbindung mit der Figur 4C beschriebenen
Verfahrensschritt erfolgt mit Hilfe einer Fototechnik das Aufbringen von Metallen für die Kontaktstege 14a, 14b sowie die Kontaktstellen 16a, 16b.
Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 4D, wird der Spiegel 19 aufgebracht und durch Ätzen strukturiert. Schließlich, Figur 4E, werden die erste Anschlussstelle 17a und die zweite
Anschlussstelle 17b erzeugt und elektrisch leitend mit den Kontaktstegen 14a, 14b sowie den Kontaktstellen 16a, 16b verbunden .
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Spiegel 19 mit drei
Spiegelschichten, der ersten Spiegelschicht 19a, der zweiten Spiegelschicht 19b und der dritten Spiegelschicht 19c gebildet. Dabei umfasst der Spiegel 19 mit der zweiten
Spiegelschicht 19b und der dritten Spiegelschicht 19c zwei Bragg-Spiegel . Die zweite Spiegelschicht 19b und die dritte Spiegelschicht 19c sind mit der ersten Spiegelschicht 19a, bei der es sich um eine metallische Schicht handelt,
kombiniert . Beispielsweise ist die erste Spiegelschicht 19a mit Aluminium gebildet. Die erste Spiegelschicht 19a kann eine oder beide der Anschlussstellen, in der Figur 5 ist die erste
Anschlussstelle 17a gezeigt, großflächig metallisieren. Dies begünstigt die Entwärmung des optoelektronischen
Halbleiterchips im Betrieb. Über Öffnungen in der zweiten Spiegelschicht 19b und der dritten Spiegelschicht 19c ist die erste Spiegelschicht 19a zum zugeordneten Kontaktsteg, vorliegend dem ersten Kontaktsteg 14a, geführt. Die Öffnungen können dabei zylinderförmig sein oder längliche Gräben bilden .
Die zweite Spiegelschicht und die dritte Spiegelschicht sind beispielsweise jeweils durch Bragg-Spiegel mit je acht Paaren Ti02/Si02 gebildet. Bei einem solchen Spiegel 19 dient die erste Spiegelschicht 19a zur Entwärmung des Chips, zur elektrischen Verbindung zwischen Kontaktsteg und
Anschlussstelle sowie zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung .
In Verbindung mit der schematischen Darstellung in Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
optoelektronischen Bauteils gezeigt. Bei dem
optoelektronischen Bauteil sind mehrere optoelektronische Halbleiterchips hintereinander auf einem länglichen Träger 3 ausgebildet, der beispielsweise strahlungsdurchlässig ist.
Den optoelektronischen Halbleiterchips 10 ist dabei jeweils kein Konversionselement nachgeordnet. Insgesamt bildet das optoelektronische Bauteil 1 des Ausführungsbeispiels der Figur 6 beispielsweise einen blau leuchtenden LED-Leuchtfaden aus . Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 7 ein optoelektronisches
Bauteil 1 gezeigt, bei dem jedem optoelektronischen
Halbleiterchip 10 ein erstes Konversionselement 21 und ein zweites Konversionselement 22, wie beispielsweise in
Verbindung mit der Figur 3B beschrieben, nachgeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass die Materialien zur Bildung der ersten Konversionselemente 21 und der zweiten
Konversionselemente 22 abwechselnd vertauscht werden. Das heißt, für den ganz links dargestellten Halbleiterchip 10 kann das erste Konversionselement 21 beispielsweise rotes Licht re-emittieren und das zweite Konversionselement 22 kann grünes Licht re-emittieren. Für den rechts davon
dargestellten Halbleiterchip kann dies vertauscht sein, sodass das erste Konversionselement 21 grünes Licht re- emittiert und das zweite Konversionselement 22 rotes Licht re-emittiert . Diese Abfolge kann fortgesetzt werden. Auf diese Weise erfolgt im Träger 3, bei dem es sich
beispielsweise um einen Glasstab handeln kann, besonders gute Lichtmischung, sodass das optoelektronische Bauteil 1 besonders homogen weißes Mischlicht emittieren kann.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 7 sind die Halbleiterchips 10 im Ausführungsbeispiel der Figuren 8A und 8B liegend auf den Träger 3 montiert. Sie sind beispielsweise über Verbindungsmittel 32 elektrisch leitend mit den
Kontakten 31 des Trägers 3 verbunden. Beispielsweise kann es sich bei den Verbindungsmitteln 32 um ein Lot handeln.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 9 sind die Halbleiterchips 10 mit dem ersten und zweiten Konversionselement auf einen Träger 3 montiert, der einen die Halbleiterchips 10 lateral umgebenden Reflektor aufweist. Auf diese Weise kann das optoelektronische Bauteil 1 beispielsweise ein Leuchtmittel bilden, das in einer Spot-Lampe zum Einsatz kommen kann.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 10A bis 10C ist ein Ausführungsbeispiel eines hier
beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines
optoelektronischen Bauteils näher erläutert. Bei diesem
Verfahren wird zunächst ein Träger 3, bei dem es sich um eine Glasplatte mit Kontakten 31 handeln kann, bereitgestellt.
Dies ist in der Figur 10A schematisch dargestellt.
Nachfolgend, Figur 10 B, können erste Konversionselemente 21 beispielsweise durch Drucken auf den Träger 3 zwischen benachbarten Kontakten 31 aufgebracht werden. Nachfolgend werden optoelektronische Halbleiterchips 10 derart auf den Träger 3 gesetzt und befestigt, dass die Anschlussstellen 17a, 17b mit zugehörigen Kontakten 31 des Trägers 3
elektrisch leitend verbunden sind und die ersten
Konversionselemente 21 zwischen dem Substrat 11 und dem
Träger 3 an der Unterseite der Halbleiterchips 10 angeordnet sind .
In einem vorherigen oder nachfolgenden Verfahrensschritt können zweite Konversionselemente 22 auf die Halbleiterchips 10 aufgebracht werden, es resultiert ein optoelektronisches Bauteil 1, wie es in Verbindung mit der Figur 10C gezeigt ist .
In Verbindung mit der Figur 11 ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
optoelektronischen Bauteils 1 näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere Halbleiterchips 10
ganzflächig von einem Konversionselement 21, 22 umhüllt. Der Träger 3 bleibt frei vom Konversionsmaterial. Da sich das Konversionselement 21, 22 auch an der Unterseite der
Halbleiterchips 10 zwischen den Halbleiterchips und dem
Träger 3 befindet, kann eine Umhüllung der gesamten
Anordnung, also Halbleiterchips 10 mit Träger 3, mit
Konversionsmaterial entfallen, ohne dass weniger homogenes Licht abgestrahlt wird. Dabei kann Lichtmischung auch im Träger 3 erfolgen, der als Glasstab ausgebildet sein kann. Da ein solcher Glasstab ein großes Emissionsvolumen darstellt, ist die Abstrahlung im Fernfeld homogen, das heißt vom
Betrachter wird homogenes weißes Mischlicht wahrgenommen.
Die in den in Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind.
Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren
beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102018119438.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugszeichenliste
I optoelektronisches Bauteil
10 optoelektronischer Halbleiterchip
II Substrat
12 Halbleiterschichtenfolge
12a erster Bereich (zum Beispiel n-leitend)
12b zweiter Bereich (zum Beispiel p-leitend)
12c aktiver Bereich
13 Stromaufweitungsschicht
14a erster Kontaktsteg (zum Beispiel n-leitend)
14b zweiter Kontaktsteg (zum Beispiel p-leitend)
15 Blockierschicht für Strom
16a erste Kontaktstelle (zum Beispiel n-leitend)
16b zweite Kontaktstelle (zum Beispiel p-leitend) 17a erste Anschlussstelle (zum Beispiel n-leitend) 17b zweite Anschlussstelle (zum Beispiel p-leitend) 18a Durchkontaktierung
18b Isolierung
19 Spiegel
19a erste Spiegelschicht
19b zweite Spiegelschicht
19c dritte Spiegelschicht
19d Öffnung
21 erstes Konversionselement
22 zweites Konversionselement
3 Träger
31 Kontakt
32 Verbindungsmittel
33 Reflektor d Dicke des Substrats
v vertikale Richtung
1 Haupterstreckungsrichtung des Halbleiterchips
L Länge des Halbleiterchips

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) mit
einem Substrat (11), das strahlungsdurchlässig ist, einer Halbleiterschichtenfolge (12) mit einem ersten Bereich (12a) eines ersten Leitfähigkeitstyps , einem zweiten Bereich (12b) eines zweiten Leitfähigkeitstyps und einem aktiven Bereich (12c) zwischen dem ersten Bereich (12a) und dem zweiten Bereich (12b),
einem ersten Kontaktsteg (14a) zur Bestromung des ersten Bereichs (12a) ,
einem zweiten Kontaktsteg (14b) zur Bestromung des zweiten Bereichs (12b),
einer ersten Anschlussstelle (17a) zur Kontaktierung des ersten Kontaktstegs (14a) von außerhalb des
optoelektronischen Halbleiterchips (10), und
einer zweiten Anschlussstelle (17b) zur Kontaktierung des zweiten Kontaktstegs (14b) von außerhalb des
optoelektronischen Halbleiterchips (10), wobei
sich der erste Kontaktsteg (14a) und der zweite
Kontaktsteg (14b) jeweils über wenigstens 50 % der Länge des Halbleiterchips (10) erstrecken.
2. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach dem
vorherigen Anspruch,
bei dem der erste Kontaktsteg (14a) vertikal mit der zweiten Anschlussstelle (17b) überlappt und/oder der zweite
Kontaktsteg (14a) vertikal mit der ersten Anschlussstelle (17b) überlappt.
3. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der erste Kontaktsteg (14a) und der zweite
Kontaktsteg (14b) vertikal überlappen, wobei sich zumindest eine Durchkontaktierung (18a) vom ersten Kontaktsteg (14a) durch den zweiten Kontaktsteg (14b) hindurch in den ersten Bereich (12a) erstreckt.
4. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach einem der vorherigen Ansprüche
mit genau einem ersten Kontaktsteg (14a) und genau einem zweiten Kontaktsteg (14b).
5. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem das Substrat eine Dicke von wenigstens 300 ym
aufweist .
6. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach einem der vorherigen Ansprüche
mit einem Spiegel (19) zwischen dem ersten Kontaktsteg (14a) und der ersten Anschlussstelle (17a) und/oder zwischen dem zweiten Kontaktsteg (14b) und der zweiten Anschlussstelle (17b), wobei der Spiegel eine erste Spiegelschicht (19a), die metallisch ist, eine zweite Spiegelschicht (19b), die ein Bragg-Spiegel ist, und eine dritte Spiegelschicht (19c) aufweist, die ein Bragg-Spiegel ist.
7. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach dem
vorherigen Anspruch,
bei dem sich die erste Spiegelschicht (19a) durch Öffnungen (19d) in der zweiten Spiegelschicht (19b) und der dritten Spiegelschicht (19c) erstreckt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktsteg (14a) und der ersten Anschlussstelle (17a) und/oder zwischen dem zweiten Kontaktsteg (14b) und der zweiten Anschlussstelle (17b) vermittelt .
8. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
der zur Oberflächenmontage mittels der ersten Anschlussstelle (17a) und der zweiten Anschlussstelle (17b) vorgesehen ist.
9. Optoelektronisches Bauteil (1) mit
- zumindest einem optoelektronischen Halbleiterchip (10) nach einem der vorherigen Ansprüche und,
- einem ersten Konversionselement (21) an einer dem Substrat (11) abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge (12) zwischen der ersten Anschlussstelle (17a) und der zweiten Anschlussstelle (17b) zumindest eines der Halbleiterchips (10) und/oder
- einem zweiten Konversionselement (22) an einer der
Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite des Substrats (11) zumindest eines der Halbleiterchips (10).
10. Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorherigen
Anspruch
mit einem Träger, auf dem eine Vielzahl der
optoelektronischen Halbleiterchips (10) angeordnet ist.
11. Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorherigen
Anspruch,
bei dem die optoelektronischen Halbleiterchips entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Trägers angeordnet sind.
12. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche,
bei dem der Träger stellenweise strahlungsdurchlässig ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils (1) mit den Schritten:
Bereitstellen eines Trägers (3) mit Kontakten (31), Aufbringen von ersten Konversionselementen (21) auf den Träger zwischen zumindest manchen der Kontakte (31),
Verbinden zumindest mancher der Kontakte (31) mit den Anschlussstellen (17a, 17b) eines optoelektronischen
Halbleiterchips (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, so dass bei zumindest manchen der optoelektronischen
Halbleiterchips (10) ein erstes Konversionselement (21) an einer dem Substrat (11) abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge (12) zwischen der ersten
Anschlussstelle (17a) und der zweiten Anschlussstelle (17b) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) angeordnet ist.
14. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei auf zumindest manche der optoelektronischen
Halbleiterchips (10) ein zweites Konversionselement (22) an einer dem Träger (3) abgewandten Seite aufgebracht wird.
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