WO2020239852A1 - Anordnung mit elektromagnetischer strahlung emittierenden halbleiterbauelementen und deren herstellungsverfahren - Google Patents

Anordnung mit elektromagnetischer strahlung emittierenden halbleiterbauelementen und deren herstellungsverfahren Download PDF

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WO2020239852A1
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radiation
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Sebastian Wittmann
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    • H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers

Definitions

  • the arrangement has a plurality of optoelectronic semiconductor components.
  • a problem to be solved consists in specifying an arrangement that simplifies one
  • Another object to be achieved is to provide a method for producing an arrangement that has a
  • the arrangement is in particular one
  • the arrangement has a plurality of optoelectronic
  • Semiconductor components each include one
  • the active area preferably comprises a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or a multiple quantum well structure (MQW, multi-quantum well) for generating radiation.
  • the active areas can each emit electromagnetic radiation with a different wavelength
  • Such an arrangement is, for example, a pixel one
  • Display unit and can have mixed radiation in one
  • Color space is located, which is spanned by the three semiconductor components.
  • the semiconductor components are flip chips.
  • One of the characteristics of flip chips is that they are one of
  • Contact structures have free radiation exit surface.
  • the semiconductor components each include one
  • a contact structure is arranged on the rear side of the semiconductor body.
  • the contact structure is formed with an electrically conductive material, in particular a metal.
  • the semiconductor component is electrically contacted by means of the contact structure and is supplied with the current necessary for operation.
  • the arrangement of the contact structure on the rear side does not hinder the coupling out of electromagnetic radiation on the radiation exit side.
  • the radiation exit side is advantageously free from
  • the semiconductor components are preferably arranged in a common plane and each laterally delimited by side surfaces.
  • the side surfaces extend over the
  • the lateral extent of the semiconductor components is typically in a range from 10 ⁇ m to 200 ⁇ m and is, for example, 90 ⁇ m ⁇ 130 ⁇ m.
  • the arrangement comprises an insulating layer which is arranged between side surfaces of adjacent semiconductor components.
  • the insulating layer is designed to be electrically insulating.
  • the insulating layer is formed with a dielectric.
  • the insulating layer is absorbent or
  • the insulating layer is absorbent or reflective for the visible
  • the insulating layer has a thickness in the range from 0.5 ⁇ m up to and including 150 ⁇ m.
  • the insulating layer is
  • the insulating layer primarily absorbs
  • the insulating layer has a structuring or a pattern in its lateral extent in order to represent a manufacturer's logo, for example.
  • the arrangement comprises a decoupling element which is attached to the Is arranged radiation exit side of the semiconductor components.
  • the decoupling element is particularly permeable to the electromagnetic generated in the active area
  • the decoupling element preferably has a structure for improved decoupling of
  • the arrangement comprises an electrical connection structure which is arranged on the side of the semiconductor components facing the rear side and is electrically conductively connected to the contact structure.
  • the electrical connection structure is
  • the arrangement comprises a plurality of optoelectronic
  • the semiconductor components are arranged in a common plane and are each laterally delimited by side surfaces,
  • the insulating layer is arranged between side surfaces of adjacent semiconductor components and is absorbent or reflective for that produced in the active region
  • the coupling-out element is arranged on the radiation exit side of the semiconductor body, and
  • the electrical connection structure is arranged on the side of the semiconductor components facing the rear side and is electrically conductively connected to the contact structure.
  • optical display devices comprising a plurality of
  • the physical arrangement and the electrical contacting of a plurality of arrangements, each with a plurality of optoelectronic semiconductor components, can, when semiconductor components are used, with a slight lateral
  • the semiconductor components can be mounted on a
  • Mounting surface with the lowest possible tilt to the mounting surface is desirable. So can one as possible
  • the arrangement described here makes use, inter alia, of the idea of having a plurality of semiconductor components which can be contacted from a rear side and one from contacts Have free radiation exit side, each to be mounted with their radiation exit side on a carrier.
  • connection structures of the semiconductor components are electrically conductively contacted by means of a connection structure.
  • connection structures enables simple contacting of semiconductor components with a small lateral extent.
  • An assembly with the lowest possible tilt can be achieved, for example, by using spherical connection bodies that are formed with a solder material.
  • the semiconductor body has a semiconductor layer sequence and a radiation-permeable substrate.
  • the active area is arranged within the semiconductor layer sequence.
  • the substrate is arranged on the side of the semiconductor layer sequence opposite the contact structures.
  • the substrate is formed with sapphire.
  • Sapphire is for
  • the substrate forms the
  • the semiconductor layer sequence is in particular grown epitaxially on the substrate.
  • Sapphire is particularly suitable as a growth substrate for radiation-emitting
  • the coupling-out element is formed with a glass substrate.
  • Glass substrate has a thickness between 0.03 mm and 3 mm inclusive.
  • the glass substrate bears in particular for the mechanical stabilization of the arrangement.
  • the glass substrate is permeable to radiation, in particular made transparent or translucent for the radiation generated in the active area.
  • the decoupling element can also be formed with other radiation-permeable materials.
  • the decoupling element is made with a polymer, in particular with epoxy, acrylate, polyethylene terephthalate (PET) or a silicone, a radiation-permeable one
  • Ceramic or a polysiloxane be formed.
  • the coupling-out element has the semiconductor bodies on its
  • Structuring of this type can be produced, for example, by means of sandblasting or using hydrofluoric acid in an etching process.
  • the outcoupling element is made up of a sequence of radiation-permeable regions and in its lateral extent
  • a radiation-permeable region is assigned to an optoelectronic semiconductor component.
  • a radiation-permeable area is preferable to a
  • Semiconductor components enables unhindered emission of electromagnetic radiation from the Semiconductor components.
  • An absorbent area is arranged around an arrangement at each edge. The absorbing areas thus reduce or avoid optical crosstalk from neighboring arrangements. Reduced optical crosstalk can improve the contrast between adjacent arrangements.
  • the second radiation-permeable area acts, for example, as a lens.
  • the second radiation-permeable region reduces the divergence of the electromagnetic radiation emerging from the optoelectronic semiconductor component.
  • Radiation-permeable regions are each aligned in the lateral direction with an optoelectronic semiconductor component.
  • the insulating layer covers the coupling-out element between the
  • the insulating layer extends in
  • the insulating layer can be formed to be continuous on the radiation exit sides of the semiconductor components.
  • the insulating layer is particularly absorbent for
  • the insulating layer covers the side surfaces of the
  • the insulating layer can emit lateral radiation from the
  • Semiconductor component can thus simulate the radiation properties of a surface emitter without shadowing in the beam path.
  • a similar spatial radiation behavior of semiconductor components which are provided for the emission of electromagnetic radiation in different spectral ranges can advantageously result.
  • a similar spatial radiation behavior can advantageously lead to a uniform color impression for an observer from different viewing angles. Furthermore, in particular, a black impression is also obtained when the
  • Brightness of the semiconductor component can be adjusted.
  • the brightness can be set in such a way that the operating current of the optoelectronic
  • Semiconductor component greater than 0.5 mA can be selected.
  • Typical driver circuits for semiconductor components emit operating currents in the range of 0.5 mA. The electrical control of the arrangement is thus advantageously facilitated.
  • the side faces of the semiconductor components are provided with a
  • a cavity with reflective interfaces is formed on the insulating layer and the side surfaces.
  • the reflective Coating is formed, for example, with a metal, in particular Ag or Al, or a silicone, epoxy or acrylate filled with titanium dioxide particles.
  • the cavity with reflective interfaces is preferably formed with a material whose refractive index is lower than the refractive index of the material surrounding it.
  • the recess is filled with MgF or air.
  • the recess is filled with MgF or air.
  • the boundary surfaces of the cavity there is a jump in the course of the refractive indices, which is a reflection of
  • Optoelectronic semiconductor components to an advantageously increased efficiency.
  • the radiation emerging on the side surfaces is at least partially returned to the
  • Semiconductor component reflected back and can thus be coupled out through the radiation exit side of the semiconductor component.
  • the thickness of the insulating layer corresponds to the thickness of the
  • the thickness of the semiconductor components and the insulating layer corresponds in each case to their dimensions transversely or perpendicularly to their respective dimensions
  • Semiconductor components are made up of the thickness of the semiconductor body and the thickness of the
  • the insulating layer is used to planarize the arrangement and enables simple further contacting of the arrangement. To the thickness of the insulating layer and the semiconductor components are the same, the insulating layer is used to planarize the arrangement and enables simple further contacting of the arrangement. To the thickness of the insulating layer and the semiconductor components are the same, the insulating layer is used to planarize the arrangement and enables simple further contacting of the arrangement. To the thickness of the insulating layer and the semiconductor components are the same, the insulating layer is used to planarize the arrangement and enables simple further contacting of the arrangement. To the thickness of the
  • an insulating layer can be used is specifically designed to be particularly thick.
  • a particularly thick insulating layer is applied in particular by means of Dam & Fill or FAM (Film Assisted Transfer Molding).
  • FAM Frm Assisted Transfer Molding
  • Semiconductor component can be reduced. For example, by using horizontal pLEDs whose thickness is only between 3 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the semiconductor components are at least partially arranged in recesses in the coupling-out element.
  • a planar surface enables easier contacting of the optoelectronic
  • the recesses are produced by means of an etching process.
  • the surfaces, shapes and depths of the recesses are preferably the same within an arrangement.
  • the electrical connection structure on the side facing the contact structure comprises an adhesive layer that is connected to one of the
  • Adhesive layer can act as an adhesive layer between the
  • the thickness of the adhesive layer is in particular in the range from 0.5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the adhesive layer is applied to the contact structures, for example by means of sputtering.
  • the electrical connection structure is applied as an electrically conductive layer on the insulating layer.
  • the connection structure is connected to the contact structure in an electrically conductive manner and is set up to supply the optoelectronic semiconductor components with a current necessary for operation.
  • connection structure is applied in particular to the insulating layer in a form-fitting manner.
  • the connection structure is
  • connection structure for example applied as a film on the insulating layer.
  • the connection structure preferably has a thickness in the range from 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the width of the connection structure is advantageously between 30 pm and 60 pm.
  • connection structure is applied to the insulating layer, for example by means of galvanic deposition.
  • Contact structure and the connection structure is in particular no adhesive material or solder material.
  • the electrical connection structure is connected in an electrically conductive manner to a connection body, which preferably forms a ball grid array (BGA) or a land grid array (LGA).
  • a connection body which preferably forms a ball grid array (BGA) or a land grid array (LGA).
  • a BGA is formed with spherical bodies that form a
  • solder material includes solder material.
  • the solder ball in particular has a diameter between 50 ⁇ m and 200 ⁇ m and preferably of
  • a BGA formed with solder balls is used to make electrical contact with a semiconductor component and in particular as a spacer between the
  • solder balls can be applied, for example, by means of solder ball jetting or gang ball placement. Alternatively, a solder paste can be printed on, which then forms solder balls by heating.
  • An LGA can be formed with connection bodies that have a flat, pillow-shaped extension.
  • Connection bodies for an LGA are for example with
  • Flat connection bodies are advantageously combined with a planar surface, since they allow only a small or no distance between a mounting support and the semiconductor component.
  • the assembly is thus advantageously carried out with a particularly small deviation from a parallel position to the assembly substrate.
  • a second insulating layer is arranged on the side of the arrangement facing away from the coupling-out element, which is used for mechanical
  • the second insulating layer is formed with an epoxy or a silicone.
  • the second insulating layer in particular has a thickness of at least 50 ⁇ m and is used to mechanically stabilize the arrangement.
  • the second insulating layer can be applied to the arrangement, for example by means of dam & fill, by molding or by lamination.
  • the coupling-out element has a trench running around the edge.
  • a surrounding trench can be created, for example, by means of sawing, etching or glass molds. The trench running around the edge reduces the optical crosstalk from adjacent arrangements and thus advantageously increases the optical crosstalk
  • the trench can for example by means of jetting, dispensing or
  • Printing be filled with an absorbent material.
  • the filling of the trench with an absorbing material can further reduce the crosstalk between adjacent arrangements.
  • the trench can be arranged both on the side facing away from the semiconductor component and on the side facing the semiconductor component.
  • the trench extends in the decoupling element and preferably does not penetrate the decoupling element completely.
  • a method for producing an arrangement is also specified.
  • the arrangement can in particular be produced by means of a method described here. This means that all of the features disclosed in connection with the method for producing an arrangement are also applicable to the
  • a carrier and a radiation-permeable connecting layer are provided on a first side of the carrier.
  • the carrier is formed with a mechanically stable material and preferably has a flat surface on the first side.
  • the radiation-permeable connecting layer is preferably formed with an acrylate, an epoxy, a silicone or a hybrid material.
  • the connection layer is preferably evenly thick over their entire lateral
  • connection layer is applied, for example, by means of spinning, spraying, slit coating, jetting, stamping, printing or dispensing. Applying the
  • the connecting layer takes place in particular over the entire area on the first side of the carrier or preferably only in the later for the assembly of semiconductor components
  • connection layer it is advantageous to use the connection layer only in the later for the assembly of the
  • a plurality of optoelectronic semiconductor components is provided, the semiconductor components each laterally from one
  • the semiconductor components each have a semiconductor body with an active region set up to emit electromagnetic radiation, a radiation exit side for coupling out the
  • an electrically insulating insulating layer is arranged on the first side of the carrier.
  • the insulating layer can be applied by means of Dam & Fill or FAM, for example.
  • the exposure takes place
  • an arrangement is carried out
  • connection structure on the side of the semiconductor components facing the rear.
  • the arrangement of the connection structure serves to make electrical contact with the contact structures and consequently to supply the optoelectronic ones
  • connection structure is preferably arranged using a planar interconnect method.
  • Ni or Pd formed adhesive layer applied to the contact structures Ni or Pd formed adhesive layer applied to the contact structures.
  • a growth layer is applied by means of sputtering to the adhesive layer, which is formed for example with Cu.
  • a connection layer which is formed with Cu can be on the
  • a connection structure formed by means of the planar interconnect method preferably comprises an adhesive layer, a growth layer and a connection layer.
  • the carrier is provided with a
  • Radiation-permeable material is formed and thus forms a coupling-out element together with the connecting layer.
  • the decoupling element is used to decouple in the
  • the carrier preferably has a side facing away from the semiconductor component
  • Such a structuring can for example by means
  • Hydrofluoric acid can be produced.
  • the carrier is detached and the connecting layer forms the coupling-out element.
  • the requirements for the radiation permeability of the carrier are consequently advantageously reduced, since the carrier is detached before the semiconductor component is completed.
  • the carrier can consequently also be formed with a radio-opaque material.
  • the connecting layer is preferably formed with a radiation-permeable material that has a structure for coupling out electromagnetic
  • the carrier has a structuring on its side facing the connection layer, which is impressed into the connection layer.
  • the carrier leaves a negative form of its structure in the connecting layer.
  • Connection layer can be structured by structuring the carrier itself. With a subsequent replacement of the carrier from the connecting layer, a remaining structuring for coupling out radiation on the connecting layer is guaranteed.
  • the connecting layer can advantageously be used as a structured coupling-out element
  • the arrangement on the side facing away from the insulating layer, the
  • Connection structures arranged a protective layer.
  • Protective layer can protect the underlying layers from external environmental influences. Protection of the
  • connection structures against moisture advantageously reduce the risk of metal ion migration and thus the risk of a short circuit.
  • the protective layer does not completely cover the connection structures.
  • the protective layer preferably has a solder-stop effect.
  • the protective layer serves to laterally delimit the
  • Connection body at the points of the connection structure that are not covered by the protective layer.
  • a reflection layer is arranged between the coupling-out element and the insulating layer.
  • the reflective layer is preferably formed with a metal.
  • Reflection layer the appearance of the arrangement can be adjusted in an off-state in which the semiconductor components are not in operation.
  • the arrangement can be perceived as a reflective surface if the reflective layer is formed with Ag.
  • Reflective layer can also be formed with a metal oxide, for example in order to be a semitransparent
  • the coupling-out layer is preferably formed with a radiation-permeable material, the one
  • the coupling-out layer is sprayed
  • the decoupling element has a multiplicity of scattering centers which are introduced into the decoupling element by means of internal glass engraving.
  • the scattering centers can advantageously homogenize the coupling-out of electromagnetic radiation.
  • a targeted arrangement of scattering centers preferably reduces this
  • a release layer is arranged between the insulating layer and the coupling-out element.
  • the release layer is
  • Release layer a simplified release of the coupling-out element from the insulating layer.
  • Connection body a core and a shell.
  • the core is formed with a material that has a higher melting point than the material of the shell.
  • a core formed with Cu or Ni is surrounded by a shell made of a solder material.
  • the shell preferably encloses the core Completely.
  • a connection body can advantageously be formed which has a defined diameter after the shell has melted.
  • the distance between a semiconductor component and a mounting carrier thus corresponds at least to the diameter of the core.
  • the connector body configured also has increased stability with respect to crack formation.
  • the subject matter of the present application also relates to a plurality of arrangements, for example one
  • Module comprising a plurality of assemblies.
  • a plurality of arrangements in a module can be formed with arrangements that have the same features, but can also be formed with arrangements that have different features, as described here. All the features of arrangements described in the context of the present application are to be understood as features.
  • FIGS. 1A and 1B show a schematic top view (FIG. 1A) and a sectional view (FIG. 1B) of a plurality of the arrangements described here according to a first exemplary embodiment
  • Figures 2A to 2F are schematic sectional views of a
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to a fifth exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a sixth exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a seventh exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here in accordance with an eighth exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to a ninth exemplary embodiment
  • FIG. 10 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to a tenth exemplary embodiment
  • FIG. 11 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here in accordance with an eleventh exemplary embodiment
  • FIG. 12 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a twelfth exemplary embodiment
  • FIG. 13 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to FIG.
  • FIG. 14 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 14th described here.
  • FIG. 15 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to FIG.
  • FIG. 16 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to FIG.
  • FIG. 17 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to FIG.
  • FIG. 18 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here in accordance with an FIG.
  • FIG. 19 shows a schematic sectional view of a plurality of the arrangements described here according to FIG.
  • FIG. 20 shows a schematic top view of a plurality of arrangements described here according to a 20.
  • FIG. 21 shows a schematic top view of a plurality of arrangements described here in accordance with a 21.
  • FIG. 22 shows a schematic top view of a plurality of arrangements described here in accordance with a 22.
  • FIG. 23 shows a schematic top view of a plurality of arrangements described here in accordance with a 23.
  • Figure 24 is a schematic plan view of one here
  • FIG. 25 shows a schematic plan view of a plurality of arrangements described here in accordance with a 25.
  • FIG. 26 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 26 described here.
  • FIG. 27 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here in accordance with a 27.
  • FIG. 28 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 28 described here.
  • FIGS. 29A and 29B show a schematic plan view (FIG. 28A) and a sectional view (FIG. 28B) of a
  • FIG. 31 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a 31.
  • FIG. 32 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 32 described here.
  • FIG. 33 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 33 described here.
  • FIGS. 34A and 34B are schematic sectional views of a
  • FIG. 35 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 35 described here.
  • FIG. 36 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 36 described here.
  • FIG. 37 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a 37.
  • FIG. 38 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 38 described here.
  • FIG. 39 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a 39.
  • FIG. 40 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 40 described here.
  • FIG. 41 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a 41.
  • FIG. 42 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements described here according to a 42.
  • FIG. 43 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 43 described here.
  • FIG. 44 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements according to a 44 described here.
  • FIG. 1A shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here according to a first
  • Each arrangement 1 extends up to a dividing line marked with a T.
  • the dividing line T delimits an arrangement 1 in its lateral extent.
  • a plurality of arrangements 1 are separated
  • An arrangement 1 in each case comprises a plurality of optoelectronic
  • connection structures 40 of a semiconductor component 10 are each connected in an electrically conductive manner to connection bodies 50.
  • connection body 50 for example, a simple assembly of the arrangement 1 take place on a circuit board.
  • Each of the arrangements 1 includes one
  • connection body 50 which has no electrical connection to one of the connection structures 40.
  • each of the arrangements 1 comprises at least one connection body 50 which is not electrically contacted.
  • This non-electrically contacted connection body 50 can be used for mechanical purposes
  • the optoelectronic semiconductor components 10 are each laterally spaced from one another, arranged in a common plane and set up to emit electromagnetic radiation. Each optoelectronic semiconductor component 10 is set up to emit electromagnetic radiation with a different wavelength. For example, the optoelectronic semiconductor components 10 are each set up to emit light in a red, green or blue spectral range.
  • Each arrangement 1 represents, for example, a pixel of an optical display device or a display. In particular, each of the arrangements 1 serves as a pixel of a video wall.
  • the semiconductor components 10 are flip chips, the semiconductor layer sequences 1000
  • Figure 1B shows a sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to the first
  • the sectional view corresponds to a section along a section line Z of the schematic plan view of the arrangements 1 described here shown in FIG. 1A.
  • Each arrangement 1 comprises one optoelectronic semiconductor component 10, the one
  • the semiconductor body 100 comprises a for
  • Radiation exit side 100A provided for coupling out electromagnetic radiation and one of the
  • the semiconductor component 10 is limited in its lateral extent by a side surface 10A.
  • Contact structures 101 are located on the rear side 100B of the semiconductor component 10.
  • the contact structures 101 are each connected to the connection structures 40 in an electrically conductive manner.
  • the semiconductor device 10 is with the
  • insulating insulating layer 30 applied, which extends between the side surfaces 10A of the semiconductor components 10.
  • the insulating layer 30 is absorbent for those in the
  • Semiconductor component 10 performed electromagnetic radiation generated. Consequently, the insulating layer 30 gives a viewer a dark or black impression. Disturbing reflections from ambient light can be beneficial
  • connection structures 40 are arranged on the insulating layer 30 and connected to the connection bodies 50 in an electrically conductive manner. Consequently, each semiconductor component 10 is supplied with an operating current by means of the connection structures 40.
  • the connection structures 40 are by means of a
  • connection structures 40 are formed with Cu.
  • the width of the connection structures 40 is between 30 gm and 60 gm.
  • FIGS. 2A to 2F show schematic sectional views of a plurality of arrangements 1 described here and an enlarged section of an arrangement 1 according to a second exemplary embodiment.
  • the sectional views shown here are included in various stages of a method for producing the arrangements 1.
  • FIG. 2A shows the provision of a carrier 600.
  • the carrier 600 is formed from a radiation-permeable material.
  • the thickness of the carrier 600 is 250 gm.
  • Figure 2B shows a schematic sectional view of a
  • the optoelectronic semiconductor component 10 comprises
  • the semiconductor body 100 has a substrate 1001 and a
  • Semiconductor layer sequence 1000 is grown on substrate 1001.
  • an active region 2000 is arranged, which is used to emit
  • the Semiconductor body 100 has a radiation exit side 100A and a rear side 100B opposite the radiation exit side 100A.
  • the contact structures 101 are arranged on the rear side 100B of the semiconductor body 100. On the opposite side from the back 100B
  • the optoelectronic semiconductor component 10 has side surfaces 10A which laterally delimit the optoelectronic semiconductor component 10. The side surfaces 10A extend from the contact structures 101 to the substrate 1001 of FIG.
  • Semiconductor layer sequence 1000 The lateral dimensions of the semiconductor components 10 are typically in one
  • the thickness of the semiconductor components 10 is 80 ⁇ m.
  • the semiconductor components 10 are by means of a
  • Connecting layer 601 is mounted on carrier 600 with its side facing radiation exit side 100A.
  • Connection layer 601 is formed with an acrylate, an epoxy, a silicone or a hybrid material.
  • Connection layer 601 is designed to be transparent to the electromagnetic radiation generated in the active region 2000.
  • the connection layer 601 is permeable, in particular transparent, to the generated radiation.
  • the connection layer 601 is applied over the entire area to the carrier 600. For example, the
  • the connecting layer 601 can only be targeted at the locations be applied to the carrier 600, on which a semiconductor component 10 is placed.
  • Figure 2C shows a schematic sectional view of a
  • the insulating layer 30 covers the carrier 600, with the exception of the lateral one
  • the insulating layer 30 is formed with an epoxy or a silicone.
  • the material of the insulating layer 30 is with
  • Figure 2D shows a schematic sectional view of a
  • connection structures 40 are applied to the insulating layer 30.
  • the enlarged section of the arrangement 1 is the exact one
  • an adhesive layer 400 is applied to the contact structures 101, which is formed for example by means of palladium, nickel, chromium or titanium.
  • the adhesive layer is preferably applied by means of sputtering.
  • the thickness of the adhesive layer is 5 nm to 500 nm.
  • a further growth layer 401 is applied to the adhesive layer 400, which
  • the growth layer 401 is formed for example with copper.
  • the growth layer 401 is preferably applied by means of sputtering.
  • the thickness of the growth layer 401 is 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • a connection layer 402 is applied to the growth layer 401, for example by means of galvanic deposition.
  • a connection structure 40 applied in this way can be used as
  • Planar interconnect are called. From the enlarged section of the optoelectronic semiconductor component 10, the complete coverage of the side faces 10A of the optoelectronic semiconductor component 10 by the insulating layer 30 can also be seen.
  • the insulating layer 30 can also be located between the contact structures 101. The insulating layer 30 can provide improved protection against a short circuit between the contact structures
  • Figure 2E shows a schematic sectional view of a
  • a protective layer 32 is applied to the connection structures 40.
  • the protective layer 32 is for example with an electrically insulating
  • the protective layer 32 is formed with an epoxy, a silicone or an acrylate.
  • the protective layer 32 has a solder-stop effect and can so prevent undesired lateral spreading of a liquid solder on the surface of the connection structures 40.
  • Connection bodies 50 are arranged on the recesses in protective layer 32.
  • the connection bodies 50 are applied in the form of solder balls and are connected to the connection structure 40 in an electrically conductive manner.
  • the connection bodies 50 have a diameter of 150 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • Figure 2F shows a schematic sectional view of a
  • the surface of the carrier 600 is structured on the side facing away from the optoelectronic semiconductor components 10.
  • the structuring is done in the form of roughening by means of sandblasting or in an etching process with hydrofluoric acid.
  • the carrier 600 forms a decoupling element 20 for decoupling electromagnetic radiation from the
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a third exemplary embodiment.
  • the third embodiment shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a third exemplary embodiment.
  • Connection body 50 each have a core 500 and a sheath 501.
  • the core 500 is formed with nickel or copper, for example.
  • the sheath 501 is in particular with a
  • the core 500 has a higher Melting point than the material of the shell 501 surrounding it. In this way, a defined distance between the optoelectronic semiconductor component 10 and a further mounting surface can advantageously be ensured in a soldering process.
  • the minimum distance corresponds to the diameter of the core 500.
  • Connection body 50 is less likely to cause cracks and thus increases the reliability of the optoelectronic
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a fourth exemplary embodiment.
  • the fourth embodiment
  • connection bodies 50 comprise a copper structure and a solder material which is applied to the copper structure.
  • the copper structure is applied to the connection structures 40 and has a cylindrical shape. The axis of rotation of this cylinder is perpendicular to the
  • a solder material is arranged on the side of the copper structure facing away from the connection structures 40 and is used for electrical
  • connection body 50 Contacting the connection body 50 is provided.
  • Distance of the optoelectronic semiconductor component 10 can be set from a later mounting surface.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a fifth exemplary embodiment.
  • a carrier 600 has a plurality of recesses 21, in each of which both a
  • the semiconductor components 10 are each embedded in the carrier 600.
  • the carrier 600 can be formed with a glass substrate in which a plurality of
  • Cavities is etched.
  • connection structure 40 which is connected in an electrically conductive manner to connection bodies 50, is arranged on the insulating layer 30.
  • the connection bodies 50 are designed as flat, pillow-shaped areas made of a solder material.
  • the connection bodies 50 are limited in their lateral extension by a protective layer 32. Letting the optoelectronic semiconductor components 10 in the carrier 600 advantageously results in a planar surface on the side of the carrier 600 facing the semiconductor components 10. A flat surface advantageously facilitates the further
  • connection body 50 Contacting by means of the connection body 50.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a sixth exemplary embodiment.
  • the sixth embodiment
  • the insulating layer 30 has a thickness that is the same as the thickness of the
  • the carrier 600 does not include any recesses 21.
  • the thickness of the insulating layer D thus equals the height of the
  • connection bodies 50 are flat, pillow-shaped
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a seventh exemplary embodiment.
  • the seventh embodiment
  • the insulating layer 30 is applied to the carrier 600 by means of a lamination process.
  • the insulating layer 30 has recesses in advance, the position and size of which corresponds to the position and size of the optoelectronic semiconductor components 10 within a certain tolerance.
  • An empty space that remains between the applied optoelectronic semiconductor components 10 and the insulating layer 30 due to the tolerance is filled by means of a molded body 33.
  • the molded body 33 is formed with an electrically insulating material which has optical absorption.
  • the side surfaces 10A of the semiconductor components 10 are completely covered by the molded body 33. Lateral emission of electromagnetic radiation from the side surfaces 10A by the shaped bodies 33 is advantageously reduced or prevented.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to an eighth
  • the eighth exemplary embodiment corresponds essentially to the sixth exemplary embodiment.
  • the thickness D of the optoelectronic semiconductor components 10 is such
  • the thickness of the insulating layer 30 is sufficient to the thickness of the optoelectronic
  • the thickness D corresponds to the insulating layer 30 the thickness of the semiconductor components 10.
  • Optoelectronic semiconductor components 10 correspond to between 3 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the thickness of the insulating layer D thus equals the height of the optoelectronic
  • connection structures 40 and 41 are identical to connection structures 40 and 42.
  • connection bodies 50 advantageously facilitated.
  • Connection bodies 50 are flat, pillow-shaped
  • FIG. 9 shows a schematic sectional view of a plurality of arrangements 1 described here according to a ninth exemplary embodiment.
  • the contacting is optoelectronic
  • connection structures 40 are each implemented by means of connection structures 40 in the form of a bonding wire.
  • connection structure 50 is designed as a ball, stitch on ball reverse bond connection, since particularly low loop heights of the bonding wire are possible.
  • a low loop height advantageously reduces the minimum thickness of the arrangement 1.
  • An insulating layer 30 is applied in regions to a carrier 600.
  • Connection bodies 50 are arranged on the insulating layer 30.
  • the connector bodies 50 include a
  • the copper structure has a cylindrical shape, its
  • UBM Under Bump Metallization
  • the copper structures are by means of the
  • Connection structures 40 in the form of bonding wires, electrically conductively connected to the contact structures 101.
  • the side of the carrier 600 facing the semiconductor components 10 is encapsulated with a molded body 33.
  • the molded body 33 is electrically insulating and optically absorbent
  • the molded body 33 is formed with an epoxy or a silicone, into which particles of a filler material are introduced.
  • the carrier 600 has a side facing away from the semiconductor components 10
  • the trench 22 reduces a waveguide effect in the carrier 600 and reduces optical crosstalk from neighboring arrangements 1.
  • the structuring of the carrier 600 results in an improved coupling-out of
  • Figure 10 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a tenth exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • a coupling-out layer 602 is applied to the carrier 600.
  • Decoupling layer 602 can comprise, for example, a film or a further radiation-permeable carrier which has a structure for coupling out electromagnetic radiation. Together with the carrier 600, the coupling-out layer 602 forms a coupling-out element 20.
  • Figure 11 shows a schematic sectional view of a
  • Embodiment of a plurality of arrangements 1 comprises a plurality of semiconductor components 10 which have a
  • Radiation exit side 100A and one of the Radiation exit side 100A have opposite rear side 100B and which are laterally bounded by side surfaces 10A.
  • the side surfaces 10A are entirely of one
  • Insulating layer 30 covers the optically absorbent
  • the insulating layer 30 is arranged laterally between the semiconductor components 10. On the
  • connection structures 40 are connection structures 40, a
  • connection layer 601 is arranged on the side of the insulating layer 30 facing away from the semiconductor components 10.
  • a carrier 600 is after assembly
  • a waveguide effect occurring in the carrier 600 is advantageously eliminated. As a result, the optical crosstalk between adjacent arrangements 1 can be reduced.
  • Connection layer 601 is used as decoupling element 20
  • Figure 12 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a twelfth exemplary embodiment corresponds essentially to the eleventh exemplary embodiment.
  • a second insulating layer 31 is applied opposite side of the insulating layer 30, a second insulating layer 31 is applied.
  • the second insulating layer is in the area between the connection bodies 50 and the
  • the second insulating layer can be formed for example with an epoxy or an acrylate.
  • the second insulating layer 31 further contributes to
  • Figure 13 shows a schematic sectional view of a
  • the 13th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • the embodiment of arrangements 1 shown here comprises a structured carrier 600 with a structure for coupling out electromagnetic radiation emitted in the optoelectronic semiconductor components 10. Furthermore, a trench 22 is made in the carrier 600 around the edge.
  • the trench 22 can be made in the carrier 600, for example, by means of sawing, scratching or glass molds.
  • the trench 22 reduces a waveguide effect in the carrier 600 and thus contributes to a reduction in the optical crosstalk between adjacent arrangements 1.
  • Figure 14 shows a schematic sectional view of a
  • the 14th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • the 14th exemplary embodiment shown here comprises a carrier 600 in which a plurality of scattering centers 603 are introduced.
  • the scattering centers 603 can vary in position and size and can be arranged, for example, on the edge sides of the arrangements 1. For example, such a desired
  • scattering centers 603 could also be arranged directly above the area of the optoelectronic semiconductor components 10 in order, for example, to improve color mixing and to ensure a more homogeneous emission of the various semiconductor components 10.
  • scattering centers 603 can be generated by means of internal laser engraving.
  • Figure 15 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 15th exemplary embodiment corresponds essentially to the second embodiment.
  • the 15th exemplary embodiment shown here comprises trenches 22, which in the carrier 600 circumferentially by one in each case
  • Arrangement 1 are executed.
  • the trenches 22 are filled with an optically absorbing material in order to further reduce the crosstalk between adjacent arrangements 1.
  • absorbent material can for example be a with
  • Figure 16 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 16th exemplary embodiment essentially corresponds to the second embodiment.
  • the 16th embodiment shown includes cavities 71 on the
  • the cavities 71 are created, for example, by the introduction of a thermally unstable material and a subsequent one
  • the cavities 71 are
  • the cavities 71 can thus decouple electromagnetic radiation from the side surfaces 10A of the optoelectronic radiation by means of total reflection
  • Semiconductor components 10 are advantageously increased.
  • FIG. 17 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 17th exemplary embodiment essentially corresponds to the second exemplary embodiment.
  • the side surfaces 10A of the semiconductor components 10 and the interface between the carrier 600 and the insulating layer 30 are covered by a reflective coating 70.
  • the reflective coating 70 can be, for example, a thin metal layer or a layer formed with an electrically insulating material.
  • the reflective coating comprises a silicone layer filled with titanium dioxide.
  • Coating 70 is used to reflect from the
  • reflective layer 70 creates a lighter or more reflective impression for an arrangement 1.
  • Figure 18 shows a schematic sectional view of a
  • the 18th embodiment essentially corresponds to the second embodiment.
  • a is on the side surfaces 10A of the optoelectronic semiconductor components 10
  • reflective coating 70 in the form of a with a
  • Titanium dioxide filled silicone attached.
  • the reflective Coating 70 completely covers the side surfaces 10A of the optoelectronic semiconductor components 10 and extends to the carrier 600 and the insulating layer 30.
  • Figure 19 shows a schematic sectional view of a
  • the 19th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • the 19th embodiment shown in FIG. 19 shows a simple way of separating different arrangements 1 from a continuous carrier 600.
  • the arrangements 1 are each separated from one another at the separation point marked with a T by a separation trench.
  • a connecting layer 601 is between the arrangements 1 and the carrier 600
  • FIG. 20 shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 20.
  • the 20th embodiment corresponds essentially to the first embodiment.
  • Each arrangement 1 comprises a plurality of
  • connection structures 40 each ensure an electrical connection of the optoelectronic semiconductor components 10 to the connection structures 40.
  • connection body 50 In each case a cathode and an anode of a semiconductor component 10 is connected to one of the connection bodies 50 connected.
  • Four arrangements 1 form a module that can be mounted together, for example on a circuit board.
  • the edge length of an arrangement 1 is preferably 0.9375 mm. This wiring enables the anodes and cathodes to be exchanged easily by rotating the arrangement 1 laterally by 180 °.
  • FIG. 21 shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 21.
  • the 21st embodiment corresponds essentially to the 20th embodiment. According to the 21st embodiment, the wiring is
  • Optoelectronic semiconductor components 10 designed such that the cathodes of all optoelectronic
  • Semiconductor components 10 are looped through. Several semiconductor components 10 share a connection body 50 for connecting their cathodes. The number of
  • Connection body 50 is thereby advantageously reduced. This allows a greater distance between the optoelectronic
  • Semiconductor components 10 on the carrier 600 result. Furthermore, one level of the wiring can be omitted in a later assembly.
  • FIG. 22 shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 22.
  • the arrangements 1 are arranged laterally next to one another in a plane and are electrically contacted by means of first and second connection lines 51, 52.
  • First connection lines 51 run in the vertical direction, while second connection lines 52 run in the horizontal direction.
  • the connecting lines provide an electrical connection for all optoelectronic semiconductor components 10 of all arrangements 1.
  • Each semiconductor component 10 can be controlled individually. For example, a pixel-precise control of arrangements 1 in an optical display unit can thus be achieved.
  • FIG. 23 shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 23.
  • the 23rd embodiment corresponds essentially to the 22nd embodiment. This one
  • the 23rd embodiment shown shows a plurality of arrangements 1 which have wiring based on the model of the 21st embodiment.
  • a second connection line 52 is advantageously omitted and it can be connected by means of a single layer of
  • Connection lines 51 a complete contacting of all optoelectronic semiconductor components 10 can be made.
  • Each semiconductor component 10 can be individually
  • pixel-precise control of arrangements 1 can be achieved in an optical display unit.
  • FIG. 24 shows a schematic top view of an arrangement 1 described here in accordance with a 24.
  • the 24th exemplary embodiment corresponds essentially to the 20th exemplary embodiment.
  • the arrangement 1 comprises three semiconductor components 10, which are each connected in an electrically conductive manner by means of contact structures 40 and connection structures 50.
  • the arrangement can be on a
  • Mounting supports are applied and used, for example, as a pixel of a video wall.
  • FIG. 25 shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 25.
  • the 25th embodiment corresponds essentially the 24th embodiment.
  • the exemplary embodiment shows a module which is formed from a total of 24 arrangements 1. Such a module can advantageously facilitate the assembly of an optical display unit.
  • Figure 26 shows a schematic sectional view of a
  • the 26th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • Reflective layer 34 arranged.
  • Reflection layer 34 completely covers the interface between the carrier 600 and the insulating layer 30, with the exception of an area around the optoelectronic semiconductor components 10.
  • the reflective layer 34 is formed with a metal or a titanium dioxide.
  • the viewer of the arrangement 1 can thus be given a reflective or bright impression.
  • Figure 27 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 27th exemplary embodiment essentially corresponds to the second embodiment.
  • the 27th embodiment essentially corresponds to the second embodiment.
  • Insulating layer 30 is formed here with a colored, reflective material.
  • the arrangement 1 can thus appear red in its off state
  • Figure 28 shows a schematic sectional view of a
  • the 28th exemplary embodiment essentially corresponds to the second exemplary embodiment.
  • On the carrier 600 is the optoelectronic
  • Reflective layer 34 applied. A reflective layer applied in this way is comparable to one
  • FIG. 29A shows a schematic top view of a plurality of arrangements 1 described here in accordance with FIG.
  • the 29th exemplary embodiment corresponds essentially to the eighth exemplary embodiment.
  • An integrated circuit 8 is arranged between four arrangements 1.
  • the arrangements 1 are integrated together by the
  • Circuit 8 activated.
  • the integrated circuit 8 is electrically connected by means of connection bodies 50.
  • the integrated circuit 8 is with each of the
  • Optoelectronic semiconductor components 10 connected and can a single, pixel-precise control of the
  • the integrated circuit 8 is an active matrix IC.
  • Figure 29B shows a schematic sectional view of a
  • FIG. 30A shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 with semiconductor components 10 is arranged on a carrier 600 and electrically contacted by means of connection structures 40. Directly above the semiconductor components 10 are
  • Connection structures 40 are connected.
  • Connection structures 40 comprise a plurality of layers which are each separated from one another by a layer of a protective layer 32.
  • FIG. 30B shows a schematic sectional view of a
  • a filler body 80 separates the integrated circuit 8 from the connection bodies 50 and the optoelectronic semiconductor components 10.
  • the filling body is formed with a silicone, an epoxy or an acrylate.
  • Figure 31 shows a schematic sectional view of a
  • the 31st embodiment essentially corresponds to the eleventh embodiment.
  • the arrangements 1 shown here comprise an insulating layer 30 and a second insulating layer 31 as well as a connecting layer 601 and a coupling-out layer 602.
  • the second insulating layer is applied to the side of the insulating layer 30 opposite the coupling-out layer 602.
  • the second insulating layer is formed with a silicone, an epoxy or an acrylate.
  • the connection body 50 are flat, pillow-shaped areas with a
  • Solder material are formed.
  • Figure 32 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 32nd exemplary embodiment corresponds essentially to the 31st exemplary embodiment.
  • the 32nd exemplary embodiment corresponds essentially to the 31st exemplary embodiment.
  • Embodiment has connection body 50 in the form of solder balls.
  • a molded body 33 is attached to the optoelectronic
  • the molded body 33 is used for further
  • the molded body 33 is formed, for example, with an acrylate, an epoxy or a silicone.
  • FIG. 33 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 33rd exemplary embodiment corresponds essentially to the twelfth exemplary embodiment.
  • the arrangements 1 shown here are on a common
  • Circuit board 9 arranged.
  • the circuit board 9 comprises a plurality of connection surfaces 90 and serves as an electrically conductive carrier for the arrangements 1.
  • Figure 34A shows a schematic sectional view of a
  • the 34th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • the arrangements 1 shown here include, in addition to the carrier 600 and a connection layer 601, a release layer 604.
  • the release layer 604 is arranged between the connection layer 601 and the carrier 600.
  • the release layer 604 is a layer which can be detached or dissolved, for example by means of thermally or optically induced radiation.
  • the carrier 600 can easily be separated from the arrangement 1 in a later detachment step.
  • the carrier 600 shown here has at its the
  • the structuring of the carrier 600 is characterized as
  • Figure 34B shows a schematic sectional view of a
  • Figure 35 shows a schematic sectional view of a
  • connection bodies 50 are designed as copper pillar structures.
  • a protective layer 32 can advantageously be dispensed with.
  • the copper column structures in particular have a high
  • a second insulating layer 31 is applied to the insulating layer 30, which is designed to be electrically insulating and fills the space between the connection bodies 50.
  • Figure 36 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 36th exemplary embodiment corresponds essentially to the eleventh exemplary embodiment.
  • the 36th exemplary embodiment corresponds essentially to the eleventh exemplary embodiment.
  • Connection bodies 50 are implemented as vias through a second insulating layer 31.
  • the vias are formed with Cu, for example.
  • a protective layer 32 can advantageously be dispensed with.
  • the insulating layer can be used to planarize the arrangements 1.
  • Figure 37 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 37th exemplary embodiment corresponds essentially the 36th embodiment. This one
  • connection body 50 shown are as
  • the vias extend through the second insulating layer 31 to the connection structures 40.
  • the conductive filler material 502 is formed with an electrically conductive paste, in particular a paste containing silver.
  • Figure 38 shows a schematic sectional view of a
  • the 38th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • the 38th exemplary embodiment shown here comprises a carrier 600 which has recesses 22 on the side facing the insulating layer 30.
  • the recesses 22 are filled with the material of the insulating layer 30 and run
  • Recesses 22 reduce or avoid an optical
  • Figure 39 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 39th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • the 39th exemplary embodiment corresponds essentially to the second exemplary embodiment.
  • Decoupling element 20 of the arrangements 1 comprises several
  • the radiation-permeable areas 210 are each based on the lateral positioning of the
  • Optoelectronic semiconductor components 10 emitted radiation possible. At the same time is between two Arrangements 1 each have an absorbing area 220.
  • the absorbing area 220 prevents or reduces optical crosstalk from adjacent arrangements 1 and thus advantageously increases the contrast.
  • a decoupling element 20 is formed with a plastic.
  • FIG. 40 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here in accordance with a 40th exemplary embodiment corresponds essentially to the 39th exemplary embodiment.
  • the 40th exemplary embodiment corresponds essentially to the 39th exemplary embodiment.
  • Radiation-transmissive areas 210 of the coupling-out element 20 are additionally provided with second radiation-transmissive areas 211.
  • the second radiation-permeable areas 211 differ from the first radiation-permeable areas 210 in terms of their refractive index.
  • the shape of the second radiation-permeable regions 211 is, for example, that of a convex lens.
  • Region 211 can thus be used for beam shaping, in particular for reducing the divergence, of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic
  • Semiconductor components 10 is sent out, contribute.
  • Figure 41 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 41st exemplary embodiment corresponds essentially to the fifth exemplary embodiment.
  • the 41st exemplary embodiment corresponds essentially to the fifth exemplary embodiment.
  • Optoelectronic semiconductor components 10 are in the
  • Carrier 600 let in and advantageously have a planar side on the side facing away from carrier 600. Mounting the arrangement 1 on a subsequent mounting support is thus advantageously facilitated.
  • the insulating layer 30 extends only in the lateral direction on the carrier 600, but not on the side surfaces 10A of FIG Semiconductor components 10.
  • the insulating layer 30 is applied to the carrier 600 by means of molding.
  • Figure 42 shows a schematic sectional view of a
  • the 42nd exemplary embodiment corresponds essentially to the eleventh exemplary embodiment.
  • a further level of the connection structure 40 is arranged on the protective layer 32, which enables the free positioning of the
  • Connection body 50 allows in the lateral direction.
  • the second level of the connection structure 40 is also applied by means of a planar interconnect method and is spaced apart from the first level by an insulation material 35.
  • the insulation material is designed to be electrically insulating and is formed, for example, with a polymer.
  • Figure 43 shows a schematic sectional view of a
  • a plurality of arrangements 1 described here according to a 43rd embodiment essentially corresponds to the 33rd exemplary embodiment.
  • the exemplary embodiment shows the assembly of an arrangement 1 on a printed circuit board 9 with a plurality of connection surfaces 90, the carrier 600 not yet being detached.
  • a connecting layer 601 and a release layer 604 are arranged between the carrier 600 and the insulating layer, which enables the carrier 600 to be easily detached.
  • the carrier 600 has a structuring that is impressed into the connecting layer 601.
  • Figure 44 shows a schematic sectional view of a
  • the 44th embodiment corresponds essentially the 43rd embodiment.
  • a release layer 604 is arranged between the carrier 600 and the insulating layer 30.
  • a connecting layer 601 can advantageously be dispensed with.
  • the release layer 604 is used to
  • Carrier 600 to be removed from the arrangement 1 by means of a thermally or optically induced removal method Possible combinations of materials for the release layer and a suitable release process are listed below: SiNx + laser release, polyimide + laser release, thermal

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Abstract

Es wird eine Anordnung (1) mit einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10), einem Auskoppelelement (20), einer elektrisch isolierenden Isolierschicht (30) und einer elektrischen Anschlussstruktur (40) angegeben. Die Halbleiterbauelemente (10) sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und jeweils lateral von Seitenflächen (10A) begrenzt. Die Halbleiterbauelemente (10) weisen jeweils einen Halbleiterkörper (100), mit einem zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet aktiven Bereich (2000), eine Strahlungsaustrittsseite (100A) zur Auskopplung der elektromagnetischen Strahlung, eine der Strahlungsaustrittsseite (100A) gegenüberliegende Rückseite (100B), und eine auf der Rückseite (100B) angeordnete Kontaktstruktur (101) auf. Die Isolierschicht (30) ist zwischen Seitenflächen (10A) benachbarter Halbleiterbauelemente (10) angeordnet und absorbierend oder reflektierend für die in dem aktiven Bereich (2000) erzeugte Strahlung ausgeführt. Das Auskoppelelement (20) ist an der Strahlungsaustrittsseite (100A) der Halbleiterkörper (100) angeordnet, und die elektrische Anschlussstruktur (40) ist auf der der Rückseite (100B) zugewandten Seite der Halbleiterbauelemente (10) angeordnet und mit der KontaktStruktur (101) elektrisch leitend verbunden. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (1) angegeben.

Description

Beschreibung
ANORDNUNG MIT ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG EMITTIERENDEN HALBLEITERBAUELEMENTEN UND DEREN HERSTELLUNGSVERFAHREN
Es werden eine Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung angegeben.
Die Anordnung weist eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen auf. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Anordnung anzugeben, die eine vereinfachte
Montage optoelektronischer Halbleiterbauelemente ermöglicht.
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung anzugeben, das eine
vereinfachte Herstellung ermöglicht.
Bei der Anordnung handelt es sich insbesondere um eine
Anordnung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, die im Betrieb elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel Licht, emittieren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung weist die Anordnung eine Mehrzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen auf. Die optoelektronischen
Halbleiterbauelemente umfassen jeweils einen
Halbleiterkörper, mit einem zur Emission von
elektromagnetischer Strahlung eingerichteten aktiven Bereich. Der aktive Bereich umfasst bevorzugt einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine EinfachquantentopfStruktur (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruktur (MQW, multi-quantum well) zur Strahlungserzeugung. In unterschiedlichen Halbleiterbauelementen können die aktiven Bereiche jeweils zur Emission von elektromagnetischer Strahlung mit einer unterschiedlichen Wellenlänge
eingerichtet sein. Beispielsweise sind ein erstes
Halbleiterbauelement zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in einem roten Spektralbereich, ein zweites
Halbleiterbauelement zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in einem grünen Spektralbereich und ein drittes Halbleiterbauelement zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in einem blauen Spektralbereich eingerichtet. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise ein Pixel einer
Anzeigeeinheit und kann eine Mischstrahlung in einer
beliebigen Farbe emittieren, die sich innerhalb eines
Farbraums befindet, der von den drei Halbleiterbauelementen aufgespannt wird. Beispielsweise handelt es sich bei den Halbleiterbauelementen um Flip-Chips. Flip-Chips zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie eine von
Kontaktstrukturen freie Strahlungsaustrittsfläche aufweisen.
Ferner umfassen die Halbleiterbauelemente jeweils eine
Strahlungsaustrittsseite zur Auskopplung der
elektromagnetischen Strahlung und eine der
Strahlungsaustrittsseite gegenüberliegende Rückseite. Auf der Rückseite des Halbleiterkörpers ist eine Kontaktstruktur angeordnet. Die Kontaktstruktur ist mit einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall gebildet. Mittels der Kontaktstruktur wird das Halbleiterbauelement elektrisch kontaktiert und mit einem zum Betrieb notwendigen Strom versorgt. Durch die Anordnung der Kontaktstruktur auf der Rückseite ist die Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung auf der Strahlungsaustrittsseite nicht behindert. Die Strahlungsaustrittsseite ist vorteilhaft frei von
KontaktStrukturen . Die Halbleiterbauelemente sind bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und jeweils lateral von Seitenflächen begrenzt. Die Seitenflächen erstrecken sich über den
Halbleiterkörper und die Kontaktstrukturen . Die laterale Ausdehnung der Halbleiterbauelemente liegt typischerweise in einem Bereich von 10 gm bis 200 gm und beträgt beispielsweise 90 pm x 130 pm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung umfasst die Anordnung eine Isolierschicht, die zwischen Seitenflächen benachbarter Halbleiterbauelemente angeordnet ist. Die
Isolierschicht ist elektrisch isolierend ausgeführt.
Beispielsweise ist die Isolierschicht mit einem Dielektrikum gebildet. Die Isolierschicht ist absorbierend oder
reflektierend für die in dem aktiven Bereich erzeugte
Strahlung ausgeführt. Insbesondere ist die Isolierschicht absorbierend oder reflektierend für sichtbare
elektromagnetische Strahlung ausgeführt. Die Isolierschicht weist eine Dicke im Bereich von einschließlich 0,5 pm bis einschließlich 150 pm auf. Die Isolierschicht ist
beispielsweise eine Schicht, die nur über einen Teilbereich des sichtbaren Spektrums eine Absorption aufweist und somit einen farbigen Eindruck für einen Betrachter hervorruft.
Beispielsweise absorbiert die Isolierschicht vor allem
Strahlung im blauen und grünen Spektralbereich und ruft bei einem Betrachter somit einen roten Farbeindruck hervor.
Insbesondere weist die Isolierschicht in ihrer lateralen Erstreckung eine Strukturierung oder ein Muster auf, um beispielsweise ein Herstellerlogo darzustellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung umfasst die Anordnung ein Auskoppelelement, das an der Strahlungsaustrittsseite der Halbleiterbauelemente angeordnet ist. Das Auskoppelelement ist insbesondere durchlässig für die in dem aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische
Strahlung ausgeführt. Das Auskoppelelement weist bevorzugt eine Strukturierung zur verbesserten Auskopplung von
Strahlung auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung umfasst die Anordnung eine elektrische Anschlussstruktur, die auf der der Rückseite zugewandten Seite der Halbleiterbauelemente angeordnet und mit der Kontaktstruktur elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrische Anschlussstruktur ist
insbesondere zur elektrischen Kontaktierung des
optoelektronischen Halbleiterbauelements eingerichtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung umfasst die Anordnung eine Mehrzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen, ein Auskoppelelement, eine elektrisch isolierende Isolierschicht und eine elektrische
Anschlussstruktur, wobei
- die Halbleiterbauelemente in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und jeweils lateral von Seitenflächen begrenzt sind,
- die Halbleiterbauelemente jeweils
-- einen Halbleiterkörper, mit einem zur Emission von
elektromagnetischer Strahlung eingerichtet aktiven Bereich,
-- eine Strahlungsaustrittsseite zur Auskopplung der
elektromagnetischen Strahlung,
-- eine der Strahlungsaustrittsseite gegenüberliegende
Rückseite, und
-- eine auf der Rückseite angeordnete Kontaktstruktur
aufweisen, - die Isolierschicht zwischen Seitenflächen benachbarter Halbleiterbauelemente angeordnet und absorbierend oder reflektierend für die in dem aktiven Bereich erzeugte
Strahlung ausgeführt ist,
- das Auskoppelelement an der Strahlungsaustrittsseite der Halbleiterkörper angeordnet ist, und
- die elektrische Anschlussstruktur auf der der Rückseite zugewandten Seite der Halbleiterbauelemente angeordnet und mit der Kontaktstruktur elektrisch leitend verbunden ist.
Einer hier beschriebenen Anordnung liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Zur Herstellung von
optischen Anzeigevorrichtungen, die eine Mehrzahl von
Anordnungen aufweisen und eine möglichst hohe Dichte der Anordnungen erfordert, ist die Verwendung von Anordnungen mit einer möglichst geringen lateralen Ausdehnung vorteilhaft.
Die physikalische Anordnung und die elektrische Kontaktierung einer Mehrzahl von Anordnungen mit jeweils einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen können beim Einsatz von Halbleiterbauelementen mit einer geringen lateralen
Ausdehnung mit Schwierigkeiten verbunden sein. Die geringen Kantenlängen der Halbleiterbauelemente erschweren eine
Montage, mittels beispielsweise einem Bond-Prozess, aufgrund der hohen erforderlichen Platzierungsgenauigkeit . Ferner ist eine Montage der Halbleiterbauelemente auf einer
Montagefläche mit einer möglichst geringen Verkippung zur Montagefläche wünschenswert. So kann ein möglichst
gleichmäßiges Abstrahlverhalten aller optoelektronischer Halbleiterbauelemente erreicht werden.
Die hier beschriebene Anordnung macht unter anderem von der Idee Gebrauch, eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen, die von einer Rückseite kontaktierbar sind und eine von Kontakten freie Strahlungsaustrittsseite aufweisen, jeweils mit ihrer Strahlungsaustrittsseite auf einen Träger zu montieren.
Anschließend können die auf den Rückseiten angeordneten
Kontaktstrukturen der Halbleiterbauelemente mittels einer Anschlussstruktur elektrisch leitend kontaktiert werden. Die Verwendung von Anschlussstrukturen ermöglicht eine einfache Kontaktierung von Halbleiterbauelementen mit einer geringen lateralen Ausdehnung. Eine Montage mit einer möglichst geringen Verkippung kann beispielswiese durch die Verwendung von kugelförmigen Anschlusskörpern erreicht werden, die mit einem Lotmaterial gebildet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung weist der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtenfolge und ein strahlungsdurchlässiges Substrat auf. Der aktive Bereich ist innerhalb der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Das
Substrat ist an der den Kontaktstrukturen gegenüberliegenden Seite der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Beispielsweise ist das Substrat mit Saphir gebildet. Saphir ist für
elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich vorteilhaft durchlässig. Das Substrat bildet die
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterbauelements. Die Halbleiterschichtenfolge ist insbesondere epitaktisch auf dem Substrat aufgewachsen . Saphir eignet sich insbesondere als Aufwachssubstrat von strahlungsemittierenden
Halbleiterschichtenfolgen, bevorzugt von
Halbleiterschichtenfolgen, die auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial basieren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist das Auskoppelelement mit einem Glassubstrat gebildet. Das
Glassubstrat weist eine Dicke zwischen einschließlich 0,03 mm und einschließlich 3 mm auf. Das Glassubstrat trägt insbesondere zur mechanischen Stabilisierung der Anordnung bei. Das Glassubstrat ist strahlungsdurchlässig, insbesondere transparent oder transluzent für die in dem aktiven Bereich erzeugte Strahlung ausgeführt.
Weitergehend kann das Auskoppelelement auch mit anderen strahlungsdurchlässigen Materialien gebildet sein.
Beispielsweise ist das Auskoppelelement mit einem Polymer, insbesondere mit Epoxy, Acrylat, Polyethylenterephthalat (PET) oder einem Silikon, einer strahlungsdurchlässigen
Keramik oder einem Polysiloxan gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung weist das Auskoppelelement, auf seiner den Halbleiterkörpern
abgewandten Seite, eine Strukturierung zur Auskopplung der in den aktiven Bereichen erzeugten elektromagnetischen Strahlung auf. Eine derartige Strukturierung kann beispielsweise mittels Sandstrahlen oder unter der Verwendung von Flusssäure in einem Ätzprozess hergestellt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist das Auskoppelelement in seiner lateralen Erstreckung aus einer Abfolge von strahlungsdurchlässigen Bereichen und
absorbierenden Bereichen gebildet. Dabei ist jeweils ein strahlungsdurchlässiger Bereich einem optoelektronischen Halbleiterbauelement zugeordnet. Mit anderen Worten, ein strahlungsdurchlässiger Bereich ist bevorzugt auf ein
Halbleiterbauelement ausgerichtet. Ein derartig
zusammengesetztes Auskoppelelement ist insbesondere mit
Kunststoff gebildet. Die Ausrichtung der
strahlungsdurchlässigen Bereiche auf die
Halbleiterbauelemente ermöglicht eine ungehinderte Emission von elektromagnetischer Strahlung aus den Halbleiterbauelementen. Jeweils randseitig umlaufend um eine Anordnung ist ein absorbierender Bereich angeordnet. Die absorbierenden Bereiche vermindern oder vermeiden so ein optisches Übersprechen von benachbarten Anordnungen. Ein vermindertes optisches Übersprechen kann den Kontrast zwischen benachbarten Anordnungen verbessern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist in dem strahlungsdurchlässigen Bereich ein zweiter
strahlungsdurchlässiger Bereich mit einem von dem
strahlungsdurchlässigen Bereich abweichenden Brechungsindex eingebracht. Der zweite strahlungsdurchlässige Bereich wirkt beispielsweise als eine Linse. Insbesondere verringert der zweite strahlungsdurchlässige Bereich die Divergenz der aus dem optoelektronischen Halbleiterbauelement austretenden elektromagnetischen Strahlung. Jeder der zweiten
strahlungsdurchlässigen Bereiche ist in lateraler Richtung jeweils auf ein optoelektronisches Halbleiterbauelement ausgerichtet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung bedeckt die Isolierschicht das Auskoppelelement zwischen den
Seitenflächen der Halbleiterbauelemente vollständig. Mit anderen Worten, die Isolierschicht erstreckt sich in
lateraler Richtung von einer Seitenfläche eines
Halbleiterbauelements zu einer Seitenfläche eines weiteren Halbleiterbauelements. Mit Ausnahme der
Strahlungsaustrittsseiten der Halbleiterbauelemente kann die Isolierschicht durchgängig ausgebildet sein. Die
Isolierschicht ist insbesondere absorbierend für
elektromagnetische Strahlung des sichtbaren Spektralbereichs ausgeführt. Dadurch können vorteilhaft störende Reflexionen von Umgebungslicht an der Anordnung vermindert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung bedeckt die Isolierschicht die Seitenflächen der
Halbleiterbauelemente vollständig. Die Isolierschicht kann eine seitliche Strahlungsemission aus dem
Halbleiterbauelement vorteilhaft vermindern. Ein als
Volumenemitter ausgeprägtes optoelektronisches
Halbleiterbauelement kann so die Abstrahlungseigenschaften eines Oberflächenemitter ohne Abschattungen im Strahlengang nachbilden. Es kann sich vorteilhaft ein ähnliches räumliches Abstrahlverhalten von Halbleiterbauelementen ergeben, die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Spektralbereichen vorgesehen sind. Ein ähnliches räumliches Abstrahlverhalten kann mit Vorteil zu einem gleichmäßigen Farbeindruck bei einem Betrachter, aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln, führen. Ferner wird insbesondere ein Schwarzeindruck auch bei seitlicher Betrachtung der
Anordnung, sowie der Kontrast zwischen benachbarten
Anordnungen erhöht. Weiter vorteilhaft kann mittels der
Anordnung der Isolierschicht an den Seitenflächen die
Helligkeit des Halbleiterbauelements eingestellt werden.
Beispielsweise kann so die Helligkeit derart eingestellt werden, dass der Betriebsstrom des optoelektronischen
Halbleiterbauelements größer als 0,5 mA gewählt werden kann. Typische Treiberschaltungen für Halbleiterbauelemente geben Betriebsströme im Bereich von 0,5 mA ab. Die elektrische Ansteuerung der Anordnung ist somit vorteilhaft erleichtert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung sind die Seitenflächen der Halbleiterbauelemente mit einer
reflektierenden Beschichtung versehen oder zwischen der
Isolierschicht und den Seitenflächen ist eine Kavität mit reflektierenden Grenzflächen gebildet. Die reflektierende Beschichtung ist beispielsweise mit einem Metall, insbesondere Ag oder Al, oder einem mit Titandioxidpartikeln gefüllten Silikon, Epoxid oder Acrylat gebildet. Die Kavität mit reflektierenden Grenzflächen ist bevorzugt mit einem Material gebildet, dessen Brechungsindex niedriger ist als der Brechungsindex des ihn umgebenden Materials.
Beispielsweise ist die Ausnehmung mit MgF oder Luft befüllt. An den Grenzflächen der Kavität ergibt sich ein Sprung im Verlauf der Brechungsindizes, der eine Reflexion von
elektromagnetischer Strahlung hervorrufen kann. Im Vergleich zur Absorption der seitlichen Strahlungsemission führt eine Reflexion der seitlichen Strahlungsemission der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente zu einer vorteilhaft erhöhten Effizienz. Die an den Seitenflächen austretende Strahlung wird zumindest teilweise wieder in das
Halbleiterbauelement zurück reflektiert und kann somit durch die Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterbauelements ausgekoppelt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung
entspricht die Dicke der Isolierschicht der Dicke der
Halbleiterbauelemente. Die Dicke der Halbleiterbauelemente und der Isolierschicht entspricht jeweils deren Abmessung quer, beziehungsweise senkrecht zu ihrer jeweiligen
Haupterstreckungsrichtung. Die Dicke der
Halbleiterbauelemente setzt sich jeweils zusammen aus der Dicke des Halbleiterkörpers und der Dicke der
Kontaktstrukturen . Sind die Dicken der Isolierschicht und der Halbleiterbauelemente gleich groß, dient die Isolierschicht der Planarisierung der Anordnung und ermöglicht eine einfache weitere Kontaktierung der Anordnung. Um die Dicken der
Isolierschicht und des Halbleiterbauelements anzugleichen kann beispielsweise eine Isolierschicht verwendet werden, die gezielt besonders dick ausgebildet wird. Eine besonders dicke Isolierschicht wird insbesondere mittels Dam&Fill oder FAM (Film Assisted Transfer Molding) aufgebracht. Entsprechend kann zur Anpassung der Dicken der Isolierschicht und des Halbleiterbauelements auch die Dicke des
Halbleiterbauelements reduziert werden. Beispielsweise durch die Verwendung von horizontal pLEDs, deren Dicke lediglich zwischen 3 pm bis 30 pm beträgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung sind die Halbleiterbauelemente zumindest teilweise in Ausnehmungen des Auskoppelelements angeordnet. Durch die Anordnung der
Halbleiterbauelemente in Kavitäten kann sich vorteilhaft eine bereits planare Oberfläche auf der der Rückseite der
Halbleiterbauelementen zugewandten Seite des
Auskoppelelements ergeben. Eine planare Oberfläche ermöglicht eine einfachere Kontaktierung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente. Beispielsweise sind die Ausnehmungen mittels einem Ätzverfahren hergestellt. Die Oberflächen, Formen und Tiefen der Ausnehmungen sind bevorzugt gleich innerhalb einer Anordnung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung umfasst die elektrische Anschlussstruktur an der der Kontaktstruktur zugewandten Seite eine Haftschicht, die mit einem der
folgenden Materialien gebildet ist: Ti, Cr, Ni, Pd. Die
Haftschicht kann als Haftvermittlerschicht zwischen den
Kontaktstrukturen und der Anschlussstruktur dienen. Die Dicke der Haftschicht liegt insbesondere im Bereich von 0,5 pm bis 5 pm. Die Haftschicht ist beispielsweise mittels Sputtern auf die Kontaktstrukturen aufgebracht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist die elektrische Anschlussstruktur als elektrisch leitende Schicht auf der Isolierschicht aufgebracht. Die Anschlussstruktur ist elektrisch leitend mit der Kontaktstruktur verbunden und zur Versorgung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente mit einem zum Betrieb notwendigen Strom eingerichtet. Die
Anschlussstruktur ist insbesondere formschlüssig auf der Isolierschicht aufgebracht. Die Anschlussstruktur ist
beispielsweise als Film auf der Isolierschicht aufgebracht. Bevorzugt weist die Anschlussstruktur eine Dicke im Bereich von 5 gm bis 20 gm auf. Die Breite der Anschlussstruktur beträgt vorteilhaft zwischen 30 pm und 60 pm. Die
Anschlussstruktur ist beispielsweise mittels galvanischer Abscheidung auf der Isolierschicht aufgebracht. Zur
Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der Kontaktstruktur und der Anschlussstruktur kann somit vorteilhaft auf einen Klebstoff oder ein Lotmaterial
verzichtet werden. Mit anderen Worten, zwischen der
Kontaktstruktur und der Anschlussstruktur befindet sich insbesondere kein Klebermaterial oder Lotmaterial.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist die elektrische Anschlussstruktur elektrisch leitend mit einem Anschlusskörper verbunden, der vorzugsweise ein Ball Grid Array (BGA) oder ein Land Grid Array (LGA) ausbildet.
Ein BGA ist mit kugelförmigen Körpern gebildet, die ein
Lotmaterial umfassen. Die Lotkugel weist insbesondere einen Durchmesser zwischen 50 pm bis 200 pm und bevorzugt von
180 pm auf. Ein mit Lotkugeln gebildetes BGA dient der elektrischen Kontaktierung eines Halbleiterbauelements und insbesondere als Abstandshalter zwischen dem
Halbleiterbauelement und einer Platine, auf die das Halbleiterbauelement montiert wird. Dabei vermeidet man einen direkten physischen Kontakt des Halbleiterbauelements mit der darunterliegenden Platine. Eine Montage mittels eines BGAs kann vorteilhaft einen unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen einem Montagesubstrat und dem Halbleiterbauelement abfedern. Das Aufbringen der Lotkugeln kann beispielsweise mittels Solder Ball Jetting oder Gang Ball Placement erfolgen. Alternativ dazu kann eine Lotpaste aufgedruckt werden, die anschließend durch Erhitzung Lotkugeln ausbildet.
Ein LGA kann mit Anschlusskörpern gebildet werden, die eine flache, kissenförmige Ausdehnung aufweisen. Die
Anschlusskörper für ein LGA sind beispielsweise mit
Lotmaterial gebildet. Flache Anschlusskörper sind vorteilhaft mit einer planaren Oberfläche kombiniert, da sie nur einen geringen oder keinen Abstand zwischen einem Montageträger und dem Halbleiterbauelement zulassen. Die Montage erfolgt so vorteilhaft mit einer besonders geringen Abweichung von einer parallelen Lage zum Montagesubstrat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist auf der dem Auskoppelelement abgewandten Seite der Anordnung eine zweite Isolierschicht angeordnet, die zur mechanischen
Stabilisierung der Anordnung dient. Beispielsweise ist die zweite Isolierschicht mit einem Epoxid oder einem Silikon gebildet. Die zweite Isolierschicht weist insbesondere eine Dicke von mindestens 50 pm auf und dient zur mechanischen Stabilisierung der Anordnung. Die zweite Isolierschicht kann beispielsweise mittels Dam&Fill, durch Molden oder durch Laminieren auf die Anordnung aufgebracht sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung weist das Auskoppelelement einen randseitig umlaufenden Graben auf. Ein umlaufender Graben kann beispielsweise mittels Sägen, Ätzen oder durch Glasmolden erzeugt sein. Der randseitig umlaufende Graben vermindert das optische Übersprechen von benachbarten Anordnungen und erhöht somit vorteilhaft den optischen
Kontrast zwischen benachbarten Anordnungen. Ferner kann der Graben beispielsweise mittels Jetting, Dispensing oder
Printing mit einem absorbierenden Material befüllt sein. Die Füllung des Grabens mit einem absorbierenden Material kann das Übersprechen benachbarter Anordnungen weiter vermindern. Der Graben kann sowohl auf der dem Halbleiterbauelement abgewandten Seite als auch auf der dem Halbleiterbauelement zugewandten Seite angeordnet sein. Der Graben erstreckt sich in dem Auskoppelelement und durchdringt das Auskoppelelement bevorzugt nicht vollständig.
Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung angegeben. Die Anordnung kann insbesondere mittels einem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Das heißt, sämtliche im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung einer Anordnung offenbarten Merkmale sind auch für die
Anordnung offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung erfolgt das Bereitstellen eines Trägers und einer strahlungsdurchlässigen Verbindungsschicht auf einer ersten Seite des Trägers. Beispielsweise ist der Träger mit einem mechanisch stabilen Material gebildet und weist auf der ersten Seite bevorzugt eine ebene Oberfläche auf. Die strahlungsdurchlässige Verbindungsschicht ist bevorzugt mit einem Acrylat, einem Epoxid, einem Silikon oder einem Hybridmaterial gebildet. Die Verbindungsschicht ist bevorzugt gleichmäßig dick über ihre gesamte laterale
Ausdehnung und weist keine oder nur eine geringe
Meniskusbildung an den Seitenflächen von
Halbleiterbauelementen auf.
Das Aufbringen der Verbindungsschicht erfolgt beispielsweise mittels Schleudern, Sprühen, Slit Coating, Jetting, Stempeln, Drucken oder Dispensing. Das Aufbringen der
Verbindungsschicht erfolgt insbesondere ganzflächig auf der ersten Seite des Trägers oder bevorzugt lediglich in den später für die Montage von Halbleiterbauelementen
ausgewählten Bereichen auf der ersten Seite des Trägers. Bei der Verwendung von Silikonen als Material für die
Verbindungsschicht ist es vorteilhaft, die Verbindungsschicht lediglich in den später für die Montage der
Halbleiterbauelemente ausgewählten Bereichen aufzubringen, um eine Antihaftwirkung des Silikonmaterials zu vermeiden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung erfolgt das Bereitstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, wobei die Halbleiterbauelemente jeweils lateral von einer
Seitenfläche begrenzt sind. Die Halbleiterbauelemente weisen jeweils einen Halbleiterkörper mit einem zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichteten aktiven Bereich, eine Strahlungsaustrittsseite zur Auskopplung der
elektromagnetischen Strahlung, eine der
Strahlungsaustrittsseite gegenüberliegende Rückseite und eine auf der Rückseite angeordnete Kontaktstruktur auf. Ferner erfolgt das Aufbringen der Halbleiterbauelemente mit jeweils ihrer Strahlungsaustrittseite auf die Verbindungsschicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung erfolgt das Anordnen einer elektrisch isolierenden Isolierschicht auf der ersten Seite des Trägers. Die Isolierschicht kann beispielsweise mittels Dam&Fill oder FAM aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung erfolgt das Freilegen der
Kontaktstrukturen . Die Kontaktstrukturen, die von der
Isolierschicht überdeckt sind, werden mittels eines
Strukturierungsverfahrens freigelegt, um eine elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung erfolgt die Anordnung einer
Anschlussstruktur auf der der Rückseite zugewandten Seite der Halbleiterbauelemente. Die Anordnung der Anschlussstruktur dient der elektrischen Kontaktierung der Kontaktstrukturen und folglich zur Versorgung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente mit einem Betriebsstrom. Die Anordnung der Anschlussstruktur erfolgt bevorzugt mittels eines Planar Interconnect Verfahrens. Bei dem Planar Interconnect
Verfahren wird zunächst, mittels Sputtern, eine mit Ti, Cr,
Ni oder Pd gebildete Haftschicht auf die Kontaktstrukturen aufgebracht. Anschließend wird eine Aufwachsschicht mittels Sputtern auf der Haftschicht aufgebracht, die beispielsweise mit Cu gebildet ist. In einem weiteren Schritt kann eine Anschlussschicht, die mit Cu gebildet ist, auf der
Aufwachsschicht galvanisch abgeschieden werden. Eine mittels dem Planar Interconnect Verfahren gebildete Anschlussstruktur umfasst bevorzugt eine Haftschicht, eine Aufwachsschicht und eine Anschlussschicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung ist der Träger mit einem
strahlungsdurchlässigen Material gebildet und bildet so zusammen mit der Verbindungsschicht ein Auskoppelelement. Das Auskoppelelement dient der Auskopplung von in dem
optoelektronischen Halbleiterbauelement erzeugter
elektromagnetischer Strahlung. Bevorzugt weist der Träger an seiner dem Halbleiterbauelement abgewandten Seite eine
Strukturierung zur Auskopplung der Strahlung auf. Eine derartige Strukturierung kann beispielsweise mittels
Sandstrahlen oder einem Ätzprozess unter Verwendung von
Flusssäure hergestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung wird der Träger abgelöst und die Verbindungsschicht bildet das Auskoppelelement. Die
Anforderungen an die Strahlungsdurchlässigkeit des Trägers sind folglich vorteilhaft reduziert, da der Träger vor der Fertigstellung des Halbleiterbauelements abgelöst wird. Der Träger kann folglich auch mit einem strahlungsundurchlässigen Material gebildet sein. Die Verbindungsschicht ist bevorzugt mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet, das eine Strukturierung zur Auskopplung von elektromagnetischer
Strahlung aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung weist der Träger auf seiner der Verbindungsschicht zugewandten Seite eine Strukturierung auf, die sich in die Verbindungsschicht einprägt. Der Träger hinterlässt in der Verbindungsschicht eine Negativform seiner Strukturierung. Somit kann beispielsweise eine
Verbindungsschicht durch die Strukturierung des Trägers selbst strukturiert werden. Bei einer anschließenden Ablösung des Trägers von der Verbindungsschicht ist so eine verbleibende Strukturierung zur Auskopplung von Strahlung auf der Verbindungsschicht gewährleistet. Die Verbindungsschicht kann vorteilhaft als strukturiertes Auskoppelelement
verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist auf der der Isolierschicht abgewandten Seite der
Anschlussstrukturen eine Schutzschicht angeordnet. Die
Schutzschicht kann die darunterliegenden Schichten vor äußeren Umwelteinflüssen schützen. Der Schutz der
Anschlussstrukturen vor Feuchtigkeit vermindert vorteilhaft das Risiko einer Metall-Ionen-Migration und somit das Risiko eines Kurzschlusses. Insbesondere bedeckt die Schutzschicht die Anschlussstrukturen nicht vollständig. Die Schutzschicht weist bevorzugt einen Lötstoppeffekt auf. Beispielsweise dient die Schutzschicht zur lateralen Begrenzung der
Anschlusskörper an den Stellen der Anschlussstruktur, die von der Schutzschicht unbedeckt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist zwischen dem Auskoppelelement und der Isolierschicht eine Reflexionsschicht angeordnet. Die Reflexionsschicht ist bevorzugt mit einem Metall gebildet. Mittels der
Reflexionsschicht kann das Erscheinungsbild der Anordnung in einem Aus-Zustand, in dem die Halbleiterbauelemente nicht in Betrieb sind, eingestellt werden. Beispielsweise kann die Anordnung als spiegelnde Oberfläche wahrgenommen werden, wenn die Reflexionsschicht mit Ag gebildet ist. Die
Reflexionsschicht kann auch mit einem Metalloxid gebildet sein, um beispielsweise eine semitransparente
Spiegeloberfläche bereitzustellen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist auf der Strahlungsaustrittsseite eine Auskoppelschicht
angeordnet. Die Auskoppelschicht ist bevorzugt mit einem strahlungsdurchlässigen Material ausgebildet, das eine
Strukturierung zur Auskopplung von Strahlung aufweist.
Beispielsweise ist die Auskoppelschicht mittels Spray
Coating, Imprinting oder Laminieren auf die
Strahlungsaustrittsseite und/oder die Isolierschicht
aufgebracht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung weist das Auskoppelelement eine Vielzahl von Streuzentren auf, die mittels Glasinnengravur in das Auskoppelelement eingebracht sind. Die Streuzentren können vorteilhaft die Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung homogenisieren. Bevorzugt vermindert eine gezielte Anordnung von Streuzentren das
Übersprechen benachbarter Anordnungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist zwischen der Isolierschicht und dem Auskoppelelement eine Ablöseschicht angeordnet. Die Ablöseschicht ist
beispielsweise mit einem Polymer gebildet. Unter der
Einwirkung von elektromagnetscher Strahlung und/oder der Wirkung einer erhöhten Temperatur ermöglicht die
Ablöseschicht ein vereinfachtes Ablösen des Auskoppelelements von der Isolierschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst ein
Anschlusskörper einen Kern und eine Hülle. Der Kern ist mit einem Material gebildet, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das Material der Hülle. Beispielsweise ist ein mit Cu oder Ni gebildeter Kern von einer Hülle aus einem Lotmaterial umgeben. Die Hülle umschließt den Kern bevorzugt vollständig. Dadurch kann vorteilhaft ein Anschlusskörper gebildet werden, der nach dem Aufschmelzen der Hülle einen definierten Durchmesser aufweist. Der Abstand zwischen einem Halbleiterbauelement und einem Montageträger entspricht so mindestens dem Durchmesser des Kerns. Ein derart
ausgestalteter Anschlusskörper weist ferner eine erhöhte Stabilität gegenüber einer Rissbildung auf.
Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung bezieht sich auch auf eine Mehrzahl von Anordnungen, beispielsweise einem
Modul, das eine Mehrzahl von Anordnungen umfasst. Die
Mehrzahl von Anordnungen in einem Modul kann mit Anordnungen gebildet sein, die dieselben Merkmale aufweisen, kann aber auch mit Anordnungen gebildet sein, die unterschiedliche Merkmale aufweisen, wie hier beschrieben. Als Merkmale sind sämtliche im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Merkmale von Anordnungen zu verstehen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Anordnung ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten,
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figuren 1A und 1B eine schematische Draufsicht (Figur 1A) , sowie eine Schnittansicht (Figur 1B) einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figuren 2A bis 2F schematische Schnittansichten einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen und einen vergrößerten Ausschnitt einer Anordnung (Figuren 2B und 2D) , gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu ihrer Herstellung,
Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
Figur 6 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
Figur 7 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
Figur 8 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
Figur 9 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel, Figur 10 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel,
Figur 11 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem elften Ausführungsbeispiel,
Figur 12 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel,
Figur 13 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 13.
Ausführungsbeispiel,
Figur 14 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 14.
Ausführungsbeispiel,
Figur 15 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 15.
Ausführungsbeispiel,
Figur 16 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 16.
Ausführungsbeispiel,
Figur 17 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 17.
Ausführungsbeispiel, Figur 18 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 18.
Ausführungsbeispiel,
Figur 19 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 19.
Ausführungsbeispiel,
Figur 20 eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 20.
Ausführungsbeispiel,
Figur 21 eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 21.
Ausführungsbeispiel,
Figur 22 eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 22.
Ausführungsbeispiel,
Figur 23 eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 23.
Ausführungsbeispiel,
Figur 24 eine schematische Draufsicht einer hier
beschriebenen Anordnung gemäß einem 24.
Ausführungsbeispiel,
Figur 25 eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 25.
Ausführungsbeispiel, Figur 26 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 26.
Ausführungsbeispiel,
Figur 27 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 27.
Ausführungsbeispiel,
Figur 28 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 28.
Ausführungsbeispiel,
Figuren 29A und 29B eine schematische Draufsicht (Figur 28A) , sowie eine Schnittansicht (Figur 28B) einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 29. Ausführungsbeispiel,
Figuren 30A und 30B schematische Schnittansichten einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen, gemäß einem 30. Ausführungsbeispiel, in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu ihrer Herstellung,
Figur 31 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 31.
Ausführungsbeispiel,
Figur 32 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 32.
Ausführungsbeispiel,
Figur 33 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 33.
Ausführungsbeispiel, Figuren 34A und 34B schematische Schnittansichten einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen, gemäß einem 34. Ausführungsbeispiel, in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu ihrer Herstellung,
Figur 35 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 35.
Ausführungsbeispiel,
Figur 36 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 36.
Ausführungsbeispiel,
Figur 37 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 37.
Ausführungsbeispiel,
Figur 38 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 38.
Ausführungsbeispiel,
Figur 39 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 39.
Ausführungsbeispiel,
Figur 40 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 40.
Ausführungsbeispiel,
Figur 41 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 41.
Ausführungsbeispiel, Figur 42 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 42.
Ausführungsbeispiel,
Figur 43 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 43.
Ausführungsbeispiel, und
Figur 44 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen gemäß einem 44.
Ausführungsbeispiel .
Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende 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.
Figur 1A zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel. Jede Anordnung 1 erstreckt sich bis zu einer mit T gekennzeichneten Trennlinie. Die Trennlinie T begrenzt eine Anordnung 1 in ihrer lateralen Ausdehnung. Eine Vereinzelung einer Mehrzahl von Anordnungen 1 erfolgt
beispielsweise entlang der Trennlinie T. Eine Anordnung 1 umfasst jeweils eine Mehrzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 10 mit Anschlussstrukturen 40. Die Anschlussstrukturen 40 eines Halbleiterbauelements 10 sind jeweils elektrisch leitend mit Anschlusskörpern 50 verbunden. Mittels der Anschlusskörper 50 kann beispielsweise eine einfache Montage der Anordnung 1 auf einer Leiterplatte erfolgen. Jede der Anordnungen 1 umfasst einen
Anschlusskörper 50 der keine elektrische Verbindung zu einer der Anschlussstrukturen 40 aufweist. Mit anderen Worten, jede der Anordnungen 1 umfasst zumindest einen Anschlusskörper 50 der elektrisch nicht kontaktiert ist. Dieser nicht elektrisch kontaktierte Anschlusskörper 50 kann zur mechanischen
Stabilisierung bei der Montage der Anordnung 1 auf einer Leiterplatte dienen.
Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 sind jeweils lateral voneinander beabstandet, in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Jedes optoelektronische Halbleiterbauelement 10 ist zur Emission von elektromagnetischer Strahlung mit einer unterschiedlichen Wellenlänge eingerichtet. Beispielsweise sind die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 jeweils zur Emission von Licht in einem roten, grünen oder blauen Spektralbereich eingerichtet. Jede Anordnung 1 repräsentiert beispielsweise ein Pixel einer optischen Anzeigevorrichtung, beziehungsweise eines Displays. Insbesondere dient jede der Anordnungen 1 als ein Pixel einer Videowand (Video Wall) . Insbesondere handelt es sich bei den Halbleiterbauelementen 10 um Flip-Chips, die Halbleiterschichtenfolgen 1000
aufweisen, die auf einem mit Saphir gebildeten Substrat 1001 aufgewachsen sind.
Figur 1B zeigt eine Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel. Die Schnittansicht entspricht einem Schnitt entlang einer Schnittlinie Z der in der Figur 1A gezeigten schematischen Draufsicht von hier beschriebenen Anordnungen 1. Jede Anordnung 1 umfasst ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 10, das einen
Halbleiterkörper 100 sowie mehrere Kontaktstrukturen 101 aufweist. Der Halbleiterkörper 100 umfasst eine zur
Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung vorgesehene Strahlungsaustrittsseite 100A und eine der
Strahlungsaustrittsseite 100A gegenüberliegende Rückseite 100B. Das Halbleiterbauelement 10 ist in seiner lateralen Ausdehnung von einer Seitenfläche 10A begrenzt. Die
Kontaktstrukturen 101 befinden sich auf der Rückseite 100B des Halbleiterbauelements 10. Die Kontaktstrukturen 101 sind jeweils elektrisch leitend mit den Anschlussstrukturen 40 verbunden .
Das Halbleiterbauelement 10 ist mit der
Strahlungsaustrittsseite 100A auf einem Träger 600
aufgebracht. Auf dem Träger 600 ist eine elektrisch
isolierende Isolierschicht 30 aufgebracht, die sich zwischen den Seitenflächen 10A der Halbleiterbauelemente 10 erstreckt. Die Isolierschicht 30 ist absorbierend für die in dem
Halbleiterbauelement 10 erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgeführt. Folglich erweckt die Isolierschicht 30 bei einem Betrachter einen dunklen oder schwarzen Eindruck. Störende Reflexionen von Umgebungslicht können so vorteilhaft
vermindert werden.
Die Anschlussstrukturen 40 sind auf der Isolierschicht 30 angeordnet und mit den Anschlusskörpern 50 elektrisch leitend verbunden. Folglich wird jedes Halbleiterbauelement 10 mittels der Anschlussstrukturen 40 mit einem Betriebsstrom versorgt. Die Anschlussstrukturen 40 sind mittels eines
Planar-Interconnect-Verfahrens hergestellt und auf die
Isolierschicht 30 aufgebracht. Das Planar Interconnect
Verfahren ist ähnlich einem Redistribution-Layer-Verfahren (RDL) . Die Anschlussstrukturen 40 sind mit Cu gebildet. Die Breite der Anschlussstrukturen 40 beträgt zwischen 30 gm und 60 gm.
Die Figuren 2A bis 2F zeigen schematische Schnittansichten einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 und einen vergrößerten Ausschnitt einer Anordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigten Schnittansichten sind in verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstellung der Anordnungen 1 aufgenommen.
Figur 2A zeigt das Bereitstellen eines Trägers 600. Der Träger 600 ist mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet. Die Dicke des Trägers 600 beträgt 250 gm.
Figur 2B zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von Anordnungen 1 in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu ihrer Herstellung, sowie einen vergrößerten Ausschnitt einer Anordnung 1. Die in dem vergrößerten
Ausschnitt gezeigten Elemente können in den weiteren Figuren teilweise nicht dargestellt sein, um eine bessere
Übersichtlichkeit zu gewährleisten.
In dem vergrößerten Ausschnitt ist der Aufbau des
optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 wiedergegeben.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 umfasst
Kontaktstrukturen 101 und einen Halbleiterkörper 100. Der Halbleiterkörper 100 weist ein Substrat 1001 und eine
Halbleiterschichtenfolge 1000 auf. Die
Halbleiterschichtenfolge 1000 ist auf dem Substrat 1001 aufgewachsen . In der Halbleiterschichtenfolge 1000 ist ein aktiver Bereich 2000 angeordnet, der zur Emission von
elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Der Halbleiterkörper 100 weist eine Strahlungsaustrittsseite 100A und eine der Strahlungsaustrittsseite 100A gegenüberliegende Rückseite 100B auf. Die Kontaktstrukturen 101 sind auf der Rückseite 100B des Halbleiterkörpers 100 angeordnet. Auf der der Rückseite 100B gegenüberliegenden
Strahlungsaustrittsseite 100A ist folglich eine ungehinderte Emission von elektromagnetischer Strahlung, die in dem aktiven Bereich 2000 im Betrieb erzeugt wird, möglich. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 weist Seitenflächen 10A auf, die das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 lateral begrenzen. Die Seitenflächen 10A erstrecken sich von den Kontaktstrukturen 101 bis zu dem Substrat 1001 der
Halbleiterschichtenfolge 1000. Die lateralen Abmessungen der Halbleiterbauelemente 10 liegt typischerweise in einem
Bereich von 10 gm bis 200 gm, insbesondere in einem Bereich von 80 pm bis 150 pm und beträgt beispielsweise
90 pm x 130 pm. Die Dicke der Halbleiterbauelemente 10 beträgt 80 pm.
Die Halbleiterbauelemente 10 sind mittels einer
Verbindungsschicht 601 mit ihrer der Strahlungsaustrittsseite 100A zugewandten Seite auf dem Träger 600 montiert. Die
Verbindungsschicht 601 ist mit einem Acrylat, einem Epoxid, einem Silikon oder einem Hybridmaterial gebildet. Die
Verbindungsschicht 601 ist für die in dem aktiven Bereich 2000 erzeugte elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgeführt. Insbesondere ist die Verbindungsschicht 601 für die erzeugte Strahlung durchlässig, insbesondere transparent ausgeführt. Die Verbindungsschicht 601 ist vollflächig auf den Träger 600 aufgebracht. Beispielsweise ist die
Verbindungsschicht 601 mittels Schleudern, Printing oder Dispensing auf dem Träger 600 aufgebracht. Alternativ kann die Verbindungsschicht 601 lediglich gezielt an den Stellen auf den Träger 600 aufgebracht sein, an denen ein Halbleiterbauelement 10 platziert wird.
Figur 2C zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu ihrer Herstellung. Auf dem Träger 600 ist eine optisch isolierende Isolierschicht 30 aufgebracht, die sich von den Seitenflächen 10A eines Halbleiterbauelements 10 bis zur Seitenfläche 10A eines benachbarten Halbleiterbauelements 10 erstreckt. Mit anderen Worten, die Isolierschicht 30 bedeckt den Träger 600, mit Ausnahme der lateralen
Erstreckung der Halbleiterbauelemente 10, vollständig. Die Seitenflächen 10A der Halbleiterbauelemente 10 sind ebenfalls vollständig von der Isolierschicht 30 bedeckt. Vorteilhaft kann somit ein für einen Betrachter schwarzer Eindruck von der Anordnung 1 entstehen und es werden unerwünschte
Reflexionen an der Anordnung 1 vermindert. Die Isolierschicht 30 ist mit einem Epoxid oder einem Silikon gebildet.
Insbesondere ist das Material der Isolierschicht 30 mit
Partikeln eines absorbierenden Materials gefüllt.
Figur 2D zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu ihrer Herstellung, sowie einen vergrößerten Ausschnitt einer Anordnung 1. Auf die Isolierschicht 30 werden Anschlussstrukturen 40 aufgebracht. Aus dem
vergrößerten Ausschnitt der Anordnung 1 ist der exakte
Schichtaufbau der Anschlussstrukturen 40 zu entnehmen. Die in dem vergrößerten Ausschnitt gezeigten Elemente können in den weiteren Figuren teilweise nicht dargestellt sein, um eine bessere Übersichtlichkeit zu gewährleisten. Zunächst ist auf die Kontaktstrukturen 101 eine Haftschicht 400 aufgebracht, die beispielsweise mittel Palladium, Nickel, Chrom oder Titan gebildet ist. Das Aufbringen der Haftschicht erfolgt bevorzugt mittels Sputtern. Die Dicke der Haftschicht beträgt 5 nm bis 500 nm. Auf die Haftschicht 400 wird eine weitere Aufwachsschicht 401 aufgebracht, welche
beispielsweise mit Kupfer gebildet ist. Das Aufbringen der Aufwachsschicht 401 erfolgt bevorzugt mittels Sputtern. Die Dicke der Aufwachsschicht 401 beträgt 0,5 gm bis 2 gm. Auf die Aufwachsschicht 401 ist eine Anschlussschicht 402, beispielsweise mittels galvanischer Abscheidung, aufgebracht. Eine derart aufgebrachte Anschlussstruktur 40 kann als
Planar-Interconnect bezeichnet werden. Aus dem vergrößerten Ausschnitt des optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 ist ebenfalls die komplette Bedeckung der Seitenflächen 10A des optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 durch die Isolierschicht 30 zu erkennen. Die Isolierschicht 30 kann sich ebenfalls zwischen den Kontaktstrukturen 101 befinden. Die Isolierschicht 30 kann zwischen den Kontaktstrukturen einen verbesserten Schutz vor einem Kurzschluss
bereitstellen . Aus Gründen der Übersichtlichkeit kann auf eine Darstellung in den weiteren Figuren verzichtet sein.
Figur 2E zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu ihrer Herstellung. Auf die Anschlussstrukturen 40 ist eine Schutzschicht 32 aufgebracht. Die Schutzschicht 32 ist beispielsweise mit einem elektrisch isolierenden
Material gebildet. Beispielsweise ist die Schutzschicht 32 mit einem Epoxid, einem Silikon oder einem Acrylat gebildet. Die Schutzschicht 32 besitzt einen Lötstoppeffekt und kann so eine unerwünschte laterale Ausbreitung eines flüssigen Lotes auf der Oberfläche der Anschlussstrukturen 40 verhindern. An den Ausnehmungen der Schutzschicht 32 sind Anschlusskörper 50 angeordnet. Beispielsweise werden die Anschlusskörper 50 in Form von Lotkugeln aufgebracht und elektrisch leitend mit der Anschlussstruktur 40 verbunden. Die Anschlusskörper 50 weisen einen Durchmesser von 150 gm bis 200 gm auf.
Figur 2F zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu ihrer Herstellung. Die Oberfläche des Trägers 600 ist auf der den optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 abgewandten Seite strukturiert. Beispielsweise ist die Strukturierung in Form einer Aufrauhung mittels Sandstrahlen oder in einem Ätzprozess mit Flusssäure erfolgt. Eine
derartig strukturierte Oberfläche erhöht vorteilhaft die Auskoppeleffizienz von aus den optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 10 emittierter elektromagnetischer Strahlung. Der Träger 600 bildet ein Auskoppelelement 20 zur Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus den
Anordnungen 1.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel umfassen die
Anschlusskörper 50 jeweils einen Kern 500 und eine Hülle 501.
Der Kern 500 ist beispielsweise mit Nickel oder Kupfer gebildet. Die Hülle 501 ist insbesondere mit einem
Lotmaterial gebildet. Der Kern 500 weist einen höheren Schmelzpunkt auf, als das ihn umgebende Material der Hülle 501. Vorteilhaft kann so in einem Lotprozess ein definierter Abstand des optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 von einer weiteren Montagefläche gewährleistet werden. Der
Mindestabstand entspricht dem Durchmesser des Kerns 500.
Weiter vorteilhaft neigt ein derart aufgebauter
Anschlusskörper 50 weniger zu einer Rissbildung und erhöht somit die Zuverlässigkeit des optoelektronischen
Halbleiterbauelements 10.
Figur 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das vierte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Anschlusskörper 50 umfassen eine Kupferstruktur und ein Lotmaterial, das auf der Kupferstruktur aufgebracht ist. die Kupferstruktur ist auf den Anschlussstrukturen 40 aufgebracht und weist eine zylindrische Form auf. Die Rotationsachse dieses Zylinders verläuft senkrecht zur
Haupterstreckungsebene der Anordnung 1. Auf der den
Anschlussstrukturen 40 abgewandten Seite der Kupferstruktur ist ein Lotmaterial angeordnet, das zur elektrischen
Kontaktierung der Anschlusskörper 50 vorgesehen ist.
Vorteilhaft kann durch die Höhe der Kupferstruktur ein
Abstand des optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 von einer späteren Montagefläche eingestellt werden.
Figur 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Ein Träger 600 weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 21 auf, in die jeweils sowohl ein
Halbleiterbauelement 10 als auch ein Teil einer Isolierschicht 30 eingebracht ist. Mit anderen Worten, die Halbleiterbauelemente 10 sind jeweils in den Träger 600 eingelassen. Beispielsweise kann der Träger 600 mit einem Glassubstrat gebildet sein, in das eine Mehrzahl von
Kavitäten eingeätzt ist.
Auf der Isolierschicht 30 ist eine Anschlussstruktur 40 angeordnet, die elektrisch leitend mit Anschlusskörpern 50 verbunden ist. Die Anschlusskörper 50 sind als flache, kissenförmige Bereiche aus einem Lotmaterial ausgebildet. Die Anschlusskörper 50 sind in ihrer lateralen Ausdehnung von einer Schutzschicht 32 begrenzt. Durch das Einlassen der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 in den Träger 600 ergibt sich auf der den Halbleiterbauelementen 10 zugewandten Seite des Trägers 600 vorteilhaft eine plane Oberfläche. Eine plane Oberfläche erleichtert vorteilhaft die weitere
Kontaktierung mittels der Anschlusskörper 50. Ein
Abstandshalter ist aufgrund der bereits planen Oberfläche vorteilhaft nicht mehr erforderlich.
Figur 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Das sechste Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel. Bei dem hier gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel weist die Isolierschicht 30 eine Dicke auf, die der Dicke des
optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 entspricht und der Träger 600 umfasst keinerlei Ausnehmungen 21. Die Dicke der Isolierschicht D gleicht somit die Höhe der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 vollständig aus. Dadurch ist die weitere Anordnung von Anschlussstrukturen 40 und Anschlusskörpern 50 vorteilhaft erleichtert. Die Anschlusskörper 50 sind als flächige, kissenförmige
Lotflächen ausgebildet.
Figur 7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das siebte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem sechsten Ausführungsbeispiel. Die Isolierschicht 30 ist mittels eines Laminierverfahrens auf dem Träger 600 aufgebracht. Die Isolierschicht 30 weist dabei vorab Ausnehmungen auf, deren Position und Größe, innerhalb einer gewissen Toleranz, der Position und Größe der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 entspricht. Ein aufgrund der Toleranz verbleibender Leerraum zwischen den aufgebrachten optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 und der Isolierschicht 30 ist mittels eines Formkörpers 33 aufgefüllt. Der Formkörper 33 ist mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet, das eine optische Absorption aufweist. Die Seitenflächen 10A der Halbleiterbauelemente 10 sind von dem Formkörper 33 vollständig bedeckt. Damit ist eine seitliche Emission von elektromagnetischer Strahlung aus den Seitenflächen 10A durch die Formkörper 33 vorteilhaft vermindert oder unterbunden.
Figur 8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem achten
Ausführungsbeispiel. Das achte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem sechsten Ausführungsbeispiel. Bei dem hier gezeigten achten Ausführungsbeispiel ist die Dicke D der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 derart
verringert, dass die Dicke der Isolierschicht 30 in ihrer ausreicht, um die Dicke der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 vollständig auszugleichen. Mit anderen Worten, die Dicke D der Isolierschicht 30 entspricht der Dicke der Halbleiterbauelemente 10. Die Dicke der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 entspricht zwischen 3 gm und 30 gm. Die Dicke der Isolierschicht D gleicht somit die Höhe der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 vollständig aus. Dadurch ist die weitere Anordnung von Anschlussstrukturen 40 und
Anschlusskörpern 50 vorteilhaft erleichtert. Die
Anschlusskörper 50 sind als flächige, kissenförmige
Lotflächen ausgebildet.
Figur 9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Bei dem neunten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktierung von optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 jeweils mittels Anschlussstrukturen 40 in Form eines Bonddrahtes ausgeführt. Insbesondere ist die Anschlussstruktur 50 als eine ball, stich on ball-Reverse Bond Verbindung ausgeführt, da somit besonders niedrige Loop- Höhen des Bonddrahtes möglich sind. Eine niedrige Loop-Höhe verringert vorteilhaft die Mindestdicke der Anordnung 1. Auf einen Träger 600 ist bereichsweise eine Isolierschicht 30 aufgebracht. Auf der Isolierschicht 30 sind Anschlusskörper 50 angeordnet. Die Anschlusskörper 50 umfassen eine
Kupferstruktur und ein darauf aufgebrachtes Lotmaterial. Die Kupferstruktur weist eine zylindrische Form auf, dessen
Rotationsachse senkrecht zur Haupterstreckungsebene der
Anordnung 1 ausgerichtet ist. Auf der Kupferstruktur ist eine Under Bump Metallization (UBM) in Form einer ENEPIG
(electroless Ni, electroless Pd, immersion Gold) Beschichtung angeordnet. Die Kupferstrukturen sind mittels der
Anschlussstrukturen 40, in Form von Bonddrähten, elektrisch leitend mit den Kontaktstrukturen 101 verbunden. Zur mechanischen Stabilisierung der Anschlussstrukturen 40 ist die den Halbleiterbauelementen 10 zugewandte Seite des Trägers 600 mit einem Formkörper 33 vergossen. Der Formkörper 33 ist elektrisch isolierend und optisch absorbierend
ausgeführt. Beispielsweise ist der Formkörper 33 mit einem Epoxid oder einem Silikon gebildet, in das Partikel eines Füllmaterials eingebracht sind. Der Träger 600 weist auf der den Halbleiterbauelementen 10 abgewandten Seite eine
Strukturierung und einen randseitig umlaufenden Graben 22 auf. Der Graben 22 vermindert einen Wellenleitereffekt in dem Träger 600 und vermindert ein optisches Übersprechen von benachbarten Anordnungen 1. Die Strukturierung des Trägers 600 bewirkt eine verbesserte Auskopplung von
elektromagnetischer Strahlung aus der Anordnung 1.
Figur 10 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Das zehnte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel.
In dem hier gezeigten zehnten Ausführungsbeispiel ist auf dem Träger 600 eine Auskoppelschicht 602 aufgebracht. Die
Auskoppelschicht 602 kann beispielsweise eine Folie oder einen weiteren strahlungsdurchlässigen Träger umfassen, der eine Strukturierung zur Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aufweist. Zusammen mit dem Träger 600 bildet die Auskoppelschicht 602 ein Auskoppelelement 20 aus.
Figur 11 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte elfte
Ausführungsbeispiel einer Mehrzahl von Anordnungen 1 umfasst eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen 10, die eine
Strahlungsaustrittsseite 100A und eine der Strahlungsaustrittsseite 100A gegenüberliegende Rückseite 100 B aufweisen und die lateral von Seitenflächen 10A begrenzt sind. Die Seitenflächen 10A sind vollständig von einer
Isolierschicht 30 bedeckt, die optisch absorbierend
ausgeführt ist. Die Isolierschicht 30 ist lateral zwischen den Halbleiterbauelementen 10 angeordnet. Auf der
Isolierschicht sind Anschlussstrukturen 40, eine
Schutzschicht 32 und Anschlusskörper 50 aufgebracht.
Auf der den Halbleiterbauelementen 10 abgewandten Seite der Isolierschicht 30 ist eine Verbindungsschicht 601 angeordnet. Beispielsweise ist ein Träger 600 nach der Montage der
Halbleiterbauelemente 10 und der Isolierschicht 30 auf dem Träger 600 wieder von Verbindungsschicht 601 abgelöst.
Vorteilhaft entfällt so ein in dem Träger 600 auftretender Wellenleitereffekt. Dadurch kann das optische Übersprechen benachbarter Anordnungen 1 vermindert werden. Die
verbleibende Verbindungsschicht 601 kann anschließend
strukturiert werden, um eine Auskopplung von
elektromagnetischer Strahlung weiter zu verbessern. Die
Verbindungsschicht 601 wird als Auskoppelelement 20
eingesetzt .
Figur 12 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel. Das zwölfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem elften Ausführungsbeispiel.
Bei dem hier gezeigten zwölften Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1 ist auf der der Auskoppelschicht 602
entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 30 eine zweite Isolierschicht 31 aufgebracht. Die zweite Isolierschicht ist in dem Bereich zwischen den Anschlusskörpern 50 und der
Schutzschicht 32 eingebracht. Die zweite Isolierschicht kann beispielsweise mit einem Epoxid oder einem Acrylat gebildet sein. Die zweite Isolierschicht 31 trägt weiter zur
mechanischen Stabilisierung der Anordnung 1 bei.
Figur 13 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 13. Ausführungsbeispiel. Das 13. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Ausführungsform von Anordnungen 1 umfasst einen strukturierten Träger 600, mit einer Struktur zur Auskopplung von in den optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 emittierter elektromagnetischer Strahlung. Ferner ist in den Träger 600 randseitig umlaufend ein Graben 22 eingebracht.
Der Graben 22 kann beispielsweise mittels Sägen, Ritzen oder Glasmolden in den Träger 600 eingebracht werden. Der Graben 22 vermindert einen Wellenleitereffekt in dem Träger 600 und trägt so zu einer Verminderung des optischen Übersprechens benachbarter Anordnungen 1 bei.
Figur 14 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 14. Ausführungsbeispiel. Das 14. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das hier gezeigte 14. Ausführungsbeispiel umfasst einen Träger 600 in den eine Mehrzahl von Streuzentren 603 eingebracht ist. Die Streuzentren 603 können in Lage und Größe variieren und beispielsweise an den Randseiten der Anordnungen 1 angeordnet sein. Beispielsweise kann so ein gewünschtes
Abstrahlverhalten erreicht oder das optische Übersprechen von benachbarten Anordnungen 1 vermindert werden. Alternativ könnte auch eine Anordnung von Streuzentren 603 direkt über dem Bereich der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 erfolgen, um beispielsweise eine bessere Farbdurchmischung und eine homogenere Abstrahlung der verschiedenen Halbleiterbauelemente 10 zu gewährleisten. Beispielsweise können Streuzentren 603 mittels einer Laserinnengravur erzeugt sein.
Figur 15 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 15. Ausführungsbeispiel. Das 15. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte 15. Ausführungsbeispiel umfasst Gräben 22, die in dem Träger 600 randseitig umlaufend um jeweils eine
Anordnung 1 ausgeführt sind. Die Gräben 22 sind mit einem optisch absorbierenden Material gefüllt, um das Übersprechen benachbarter Anordnungen 1 weiter zu vermindern. Das
absorbierende Material kann beispielsweise ein mit
absorbierenden Partikeln gefülltes Silikon oder Epoxid umfassen .
Figur 16 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 16. Ausführungsbeispiel. Das 16. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das gezeigte 16. Ausführungsbeispiel umfasst Kavitäten 71 an den
Seitenflächen 10A der Halbleiterbauelemente 10. Die Kavitäten 71 sind beispielsweise durch das Einbringen eines thermisch instabilen Materials und einem anschließenden
Temperaturzyklus gebildet. Die Kavitäten 71 sind
beispielsweise mit Luft gefüllte Hohlräume und weisen einen niedrigeren Brechungsindex auf, als das sie umgebende
Material. Die Kavitäten 71 können so mittels Totalreflexion eine Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus den Seitenflächen 10A der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 vermindern oder unterbinden. Strahlung, die aus den Seitenflächen 10A ausgekoppelt wird, wird zumindest teilweise wieder in die Halbleiterbauelemente 10 zurück reflektiert. Dadurch kann die Effizienz der
Halbleiterbauelemente 10 vorteilhaft erhöht werden.
Figur 17 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 17. Ausführungsbeispiel. Das 17. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. In dem hier gezeigten 17. Ausführungsbeispiel sind die Seitenflächen 10A der Halbleiterbauelemente 10 und die Grenzfläche zwischen dem Träger 600 und der Isolierschicht 30 von einer reflektiven Beschichtung 70 bedeckt. Die reflektive Beschichtung 70 kann beispielsweise eine dünne Metallschicht oder eine mit einem elektrisch isolierenden Material gebildete Schicht sein.
Beispielsweise umfasst die reflektive Beschichtung eine mit Titandioxid gefüllte Silikonschicht. Die reflektive
Beschichtung 70 dient einer Reflexion von aus den
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 seitlich
austretendem Licht zurück in das optoelektronische
Halbleiterbauelement 10. Ferner kann für einen Betrachter durch die Beschichtung der Isolierschicht 30 mit der
reflektiven Schicht 70 ein heller oder spiegelnder Eindruck für eine Anordnung 1 entstehen.
Figur 18 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 18. Ausführungsbeispiel. Das 18. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist an den Seitenflächen 10A der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 eine
reflektive Beschichtung 70 in Form eines mit einem
Titandioxid gefüllten Silikons angebracht. Die reflektive Beschichtung 70 bedeckt die Seitenflächen 10A der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 vollständig und erstreckt sich bis an den Träger 600 und die Isolierschicht 30.
Figur 19 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 19. Ausführungsbeispiel. Das 19. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das in Figur 19 dargestellte 19. Ausführungsbeispiel zeigt eine einfache Möglichkeit zur Vereinzelung von verschiedenen Anordnungen 1 aus einem durchgehenden Träger 600. Die Anordnungen 1 sind jeweils an der mit einem T markierten Trennstelle durch einen Trenngraben voneinander getrennt. Zwischen den Anordnungen 1 und dem Träger 600 ist eine Verbindungsschicht 601
angebracht, die thermisch oder optisch aufgelöst werden kann. Beim Ablösen der Anordnungen 1 von dem Träger 600 durch ein Auflösen der Verbindungsschicht 601 erfolgt ein automatisches Vereinzeln der Anordnungen 1.
Figur 20 zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 20.
Ausführungsbeispiel. Das 20. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel. In der
Draufsicht des in der Figur 20 gezeigten 20.
Ausführungsbeispiels ist die Verdrahtung der Anordnungen 1 erkennbar. Jede Anordnung 1 umfasst eine Mehrzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 und eine
Mehrzahl von Anschlussstrukturen 40. Die Anschlussstrukturen 40 gewährleisten jeweils einen elektrischen Anschluss der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 an die
Anschlusskörper 50. Jeweils eine Kathode und eine Anode eines Halbleiterbauelements 10 ist mit einem der Anschlusskörper 50 verbunden. Vier Anordnungen 1 bilden ein Modul aus, das gemeinsam beispielsweise auf einer Leiterplatte montiert werden kann. Die Kantenlänge einer Anordnung 1 beträgt bevorzugt 0,9375 mm. Diese Verdrahtung ermöglicht eine einfache Vertauschung von Anoden und Kathoden durch eine laterale Drehung der Anordnung 1 um 180°.
Figur 21 zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 21.
Ausführungsbeispiel. Das 21. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 20. Ausführungsbeispiel. Gemäß dem 21. Ausführungsbeispiel ist die Verdrahtung der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 derart gestaltet, dass die Kathoden aller optoelektronischer
Halbleiterbauelemente 10 durchgeschliffen werden. Mehrere Halbleiterbauelemente 10 teilen sich einen Anschlusskörper 50 für den Anschluss ihrer Kathoden. Die Anzahl der
Anschlusskörper 50 ist dadurch vorteilhaft reduziert. Dadurch kann sich ein größerer Abstand der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 auf dem Träger 600 ergeben. Ferner kann bei einer späteren Montage eine Ebene der Verdrahtung entfallen .
Figur 22 zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 22.
Ausführungsbeispiel. Die Anordnungen 1 sind in einer Ebene lateral nebeneinander angeordnet und mittels erster und zweiter Anschlussleitungen 51, 52 elektrisch kontaktiert. In vertikaler Richtung verlaufen erste Anschlussleitungen 51 während in horizontaler Richtung zweite Anschlussleitungen 52 verlaufen. Die Anschlussleitungen gewähren einen elektrischen Anschluss aller optoelektronischer Halbleiterbauelemente 10 von allen Anordnungen 1. Jedes Halbleiterbauelement 10 kann einzeln angesteuert werden. Beispielsweise kann somit eine pixelgenaue Ansteuerung von Anordnungen 1 in einer optischen Anzeigeeinheit erreicht werden.
Figur 23 zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 23.
Ausführungsbeispiel. Das 23. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 22. Ausführungsbeispiel. Das hier
gezeigte 23. Ausführungsbeispiel zeigt eine Mehrzahl von Anordnungen 1, die eine Verdrahtung nach dem Vorbild des 21. Ausführungsbeispiels aufweisen. Durch das Durchschleifen der Kathoden entfällt vorteilhaft eine zweite Anschlussleitung 52 und es kann mittels einer einzigen Lage von
Anschlussleitungen 51 eine komplette Kontaktierung aller optoelektronischer Halbleiterbauelemente 10 vorgenommen werden. Jedes Halbleiterbauelement 10 kann einzeln
angesteuert werden. Beispielsweise kann somit eine
pixelgenaue Ansteuerung von Anordnungen 1 in einer optischen Anzeigeeinheit erreicht werden.
Figur 24 zeigt eine schematische Draufsicht einer hier beschriebenen Anordnung 1 gemäß einem 24.
Ausführungsbeispiel. Das 24. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 20. Ausführungsbeispiel. Die Anordnung 1 umfasst drei Halbleiterbauelemente 10, die jeweils mittels Kontaktstrukturen 40 und Anschlussstrukturen 50 elektrisch leitend verbunden sind. Die Anordnung kann auf einem
Montageträger aufgebracht werden und beispielsweise als ein Pixel einer Videowand eingesetzt werden.
Figur 25 zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 25.
Ausführungsbeispiel. Das 25. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 24. Ausführungsbeispiel. Das 25.
Ausführungsbeispiel zeigt ein Modul, das aus insgesamt 24 Anordnungen 1 gebildet ist. Vorteilhaft kann durch ein solches Modul die Montage einer optischen Anzeigeeinheit vorteilhaft erleichtert sein.
Figur 26 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 26. Ausführungsbeispiel. Das 26. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Zwischen dem Träger 600 und der Isolierschicht 30 ist eine optische
Reflexionsschicht 34 angeordnet. Die optische
Reflexionsschicht 34 bedeckt die Grenzfläche zwischen dem Träger 600 und der Isolierschicht 30, mit Ausnahme eines Bereiches um die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10, vollständig. Beispielsweise ist die Reflexionsschicht 34 mit einem Metall oder einem Titandioxid gebildet. Bei einem
Betrachter der Anordnung 1 kann somit ein spiegelnder oder heller Eindruck erweckt werden.
Figur 27 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 27. Ausführungsbeispiel. Das 27. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die
Isolierschicht 30 ist hierbei mit einem farbigen, reflektiven Material ausgebildet. Beispielsweise kann somit ein rotes Erscheinungsbild der Anordnung 1 in ihrem Aus-Zustand
erreicht werden. Besonders vorteilhaft kann solch eine
Anordnung 1 beispielsweise in einem Rücklicht eines
Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Figur 28 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 28. Ausführungsbeispiel. Das 28. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Auf den Träger 600 ist auf der den optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 10 abgewandten Seite eine
Reflexionsschicht 34 aufgebracht. Eine derartig angebrachte reflektive Schicht ist vergleichbar mit einem
semitransparenten Spiegel und erweckt so beim Betrachter den Eindruck einer spiegelnden Oberfläche im Aus-Zustand der Anordnungen 1.
Figur 29A zeigt eine schematische Draufsicht einer Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 29.
Ausführungsbeispiel. Das 29. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem achten Ausführungsbeispiel. Zwischen vier Anordnungen 1 ist ein integrierter Schaltkreis 8 angeordnet. Die Anordnungen 1 werden zusammen von dem integrierten
Schaltkreis 8 angesteuert. Der integrierte Schaltkreis 8 ist mittels Anschlusskörpern 50 elektrisch angeschlossen. Der integrierte Schaltkreis 8 ist mit jedem der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 verbunden und kann eine einzelne, pixelgenaue Ansteuerung der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 gewährleisten. Insbesondere ist der integrierte Schaltkreis 8 ein Aktiv- Matrix-IC .
Figur 29B zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem 29. Ausführungsbeispiel. In der schematischen Schnittansicht ist erkennbar, dass der integrierte Schaltkreis 8 in der gleichen Ebene wie die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 angeordnet ist. Die Positionierung der Anschlusskörper 50 kann beispielsweise neben oder auch direkt oberhalb der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 erfolgen. Figur 30A zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 30. Ausführungsbeispiel in einem ersten Stadium eines Verfahrens zu ihrer Herstellung. Eine Mehrzahl von Anordnungen 1 mit Halbleiterbauelementen 10 ist auf einem Träger 600 angeordnet und mittels Anschlussstrukturen 40 elektrisch kontaktiert. Direkt über den Halbleiterbauelementen 10 sind
Anschlusskörper 50 angeordnet, die mit den
Anschlussstrukturen 40 verbunden sind. Die
Anschlussstrukturen 40 umfassen mehrere Schichten, die jeweils von einer Lage einer Schutzschicht 32 voneinander getrennt sind.
Figur 30B zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem 30. Ausführungsbeispiel in einem weiteren Schritt eines
Verfahrens zu ihrer Herstellung. Auf den Anschlusskörpern 50 ist ein integrierter Schaltkreis 8 aufgebracht. Der
integrierte Schaltkreis dient zur Ansteuerung aller
Halbleiterbauelemente 10. Ein Füllkörper 80 beabstandet den integrierten Schaltkreis 8 von den Anschlusskörpern 50 und den optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10. Der
Füllkörper ist mit einem Silikon, einem Epoxid oder einem Acrylat gebildet.
Figur 31 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 31. Ausführungsbeispiel. Das 31. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem elften Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigten Anordnungen 1 umfassen eine Isolierschicht 30 und eine zweite Isolierschicht 31 sowie eine Verbindungsschicht 601 und eine Auskoppelschicht 602. Die zweite Isolierschicht ist auf der der Auskoppelschicht 602 gegenüberliegenden Seite der Isolierschicht 30 angebracht. Die zweite Isolierschicht
31 ist zwischen der Isolierschicht 30 und den
Anschlussstrukturen 40 eingebracht und dient so der
Planarisierung und der mechanischen Stabilisierung der
Anordnung 1. Die zweite Isolierschicht ist mit einem Silikon, einem Epoxid oder einem Acrylat gebildet. Die Anschlusskörper 50 sind flache, kissenförmige Bereiche, die mit einem
Lotmaterial gebildet sind.
Figur 32 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 32. Ausführungsbeispiel. Das 32. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 31. Ausführungsbeispiel. Das 32.
Ausführungsbeispiel weist Anschlusskörper 50 in der Form von Lotkugeln auf. Zur Planarisierung der Anschlusskörper 50 ist ein Formkörper 33 an der der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 abgewandten Seite der Schutzschicht
32 angebracht. Der Formkörper 33 dient der weiteren
mechanischen Stabilisierung und der Planarisierung der
Anordnungen 1. Der Formkörper 33 ist beispielsweise mit einem Acrylat, einem Epoxid oder einem Silikon gebildet.
Figur 33 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 33. Ausführungsbeispiel. Das 33. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zwölften Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigten Anordnungen 1 sind auf einer gemeinsamen
Leiterplatte 9 angeordnet. Die Leiterplatte 9 umfasst mehrere Anschlussflächen 90 und dient als elektrisch leitender Träger für die Anordnungen 1. Figur 34A zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 34. Ausführungsbeispiel. Das 34. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigten Anordnungen 1 umfassen neben dem Träger 600 und einer Verbindungsschicht 601 eine Ablöseschicht 604. Die Ablöseschicht 604 ist zwischen der Verbindungsschicht 601 und dem Träger 600 angeordnet. Die Ablöseschicht 604 ist eine, beispielsweise mittels thermisch oder optisch induzierter Strahlung, ablösbare oder auflösbare Schicht. Beispielsweise kann so in einem späteren Ablöseschritt der Träger 600 einfach von der Anordnung 1 abgetrennt werden.
Der hier gezeigte Träger 600 weist an seiner der
Verbindungsschicht 601 zugewandten Seite eine Strukturierung auf. Die Strukturierung des Trägers 600 prägt sich als
Negativform in die Verbindungsschicht 601 ein. Nach dem
Ablösen des Trägers 600 verbleibt die Negativform der
Strukturierung in der Verbindungsschicht 601, wodurch die Verbindungsschicht 601 bereits eine Strukturierung zur
Auskopplung von Strahlung aufweist.
Figur 34B zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß dem 34. Ausführungsbeispiel. Durch die Montage von mehreren
Anordnungen 1 mit ihrer von den optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 10 abgewandten Seite der Träger 600 auf einem Zwischenträger 610 ist eine gute Handhabung und ein einfacher Transport einer Mehrzahl von Anordnungen 1 möglich. Nach der Montage der Anordnungen 1 auf einer Leiterplatte 9 kann, beispielsweise mittels mechanischem Zug an dem
Zwischenträger 610, der Träger 600 jeweils von den
Anordnungen 1 abgelöst werden. Beispielsweise ist der Zwischenträger 610 mit einer reißfesten Polymerfolie
gebildet .
Figur 35 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 35. Ausführungsbeispiel. Das 35. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem elften Ausführungsbeispiel. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel von Anordnungen 1 sind die Anschlusskörper 50 als Kupfersäulenstrukturen ausgeführt. Auf eine Schutzschicht 32 kann vorteilhaft verzichtet werden. Die Kupfersäulenstrukturen weisen insbesondere eine hohe
Wärmeleitfähigkeit und eine hohe mechanische Stabilität auf. Ferner ist ein exakter Abstand der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 von einer späteren Montagefläche einstellbar. Zur weiteren Stabilisierung der Anordnungen 1 ist auf der Isolierschicht 30 eine zweite Isolierschicht 31 aufgebracht, die elektrisch isolierend ausgeführt ist und den Zwischenraum zwischen den Anschlusskörpern 50 ausfüllt.
Figur 36 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 36. Ausführungsbeispiel. Das 36. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem elften Ausführungsbeispiel. Die
Anschlusskörper 50 sind als Durchkontaktierungen durch eine zweite Isolierschicht 31 ausgeführt. Die Durchkontaktierungen sind beispielswiese mit Cu gebildet. Auf eine Schutzschicht 32 kann vorteilhaft verzichtet werden. Die zweite
Isolierschicht kann zur Planarisierung der Anordnungen 1 genutzt werden.
Figur 37 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 37. Ausführungsbeispiel. Das 37. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 36. Ausführungsbeispiel. Die hier
dargestellten Anschlusskörper 50 sind als
Durchkontaktierungen mittels leitfähigem Füllmaterial 502 ausgeführt. Die Durchkontaktierungen erstrecken sich durch die zweite Isolierschicht 31 bis zu den Anschlussstrukturen 40. Beispielwiese ist das leitfähige Füllmaterial 502 mit einer elektrisch leitfähigen Paste, insbesondere einer Silber enthaltenden Paste gebildet.
Figur 38 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 38. Ausführungsbeispiel. Das 38. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte 38. Ausführungsbeispiel umfasst einen Träger 600, der Aussparungen 22 auf der der Isolierschicht 30 zugewandten Seite aufweist. Die Aussparungen 22 sind mit dem Material der Isolierschicht 30 befüllt und verlaufen
randseitig umlaufend um jede der Anordnungen 1. Die
Aussparungen 22 vermindern oder vermeiden ein optisches
Übersprechen von benachbarten Anordnungen 1.
Figur 39 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 39. Ausführungsbeispiel. Das 39. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das
Auskoppelelement 20 der Anordnungen 1 umfasst mehrere
strahlungsdurchlässige Bereiche 210 und mehrere absorbierende Bereiche 220. Die strahlungsdurchlässigen Bereiche 210 sind jeweils auf die laterale Positionierung der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 ausgerichtet. Somit ist eine ungehinderte Emission der von den
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 emittierten Strahlung möglich. Gleichzeitig befindet sich zwischen zwei Anordnungen 1 jeweils ein absorbierender Bereich 220. Der absorbierende Bereich 220 unterbindet oder vermindert ein optisches Übersprechen von benachbarten Anordnungen 1 und erhöht somit vorteilhaft den Kontrast. Beispielsweise ist ein derartiges Auskoppelelement 20 mit einem Kunststoff gebildet.
Figur 40 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 40. Ausführungsbeispiel. Das 40. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen 39. Ausführungsbeispiel. In den
strahlungsdurchlässigen Bereichen 210 des Auskoppelelements 20 sind zusätzlich zweite strahlungsdurchlässige Bereiche 211 eingebracht. Die zweiten strahlungsdurchlässigen Bereiche 211 unterscheiden sich von den ersten strahlungsdurchlässigen Bereichen 210 in ihrem Brechungsindex. Die Form der zweiten strahlungsdurchlässigen Bereiche 211 ist beispielsweise die einer konvexen Linse. Der zweite strahlungsdurchlässige
Bereich 211 kann somit zu einer Strahlformung, insbesondere zu einer Verringerung der Divergenz, der elektromagnetischen Strahlung, die von den optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 10 ausgesendet wird, beitragen.
Figur 41 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 41. Ausführungsbeispiel. Das 41. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel. Die
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 sind in den
Träger 600 eingelassen und weisen vorteilhaft eine planare Seite auf der dem Träger 600 abgewandten Seite auf. Eine Montage der Anordnung 1 auf einem nachfolgenden Montageträger ist somit vorteilhaft erleichtert. Die Isolierschicht 30 erstreckt sich lediglich in lateraler Richtung auf dem Träger 600, jedoch nicht an den Seitenflächen 10A der Halbleiterbauelemente 10. Die Isolierschicht 30 ist mittels Moldens auf den Träger 600 aufgebracht.
Figur 42 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 42. Ausführungsbeispiel. Das 42. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem elften Ausführungsbeispiel. Bei den in dem 42. Ausführungsbeispiel gezeigten Anordnungen 1 ist auf der Schutzschicht 32 eine weitere Ebene der Anschlussstruktur 40 angeordnet, die eine freie Positionierung der
Anschlusskörper 50 in lateraler Richtung ermöglicht. Die zweite Ebene der Anschlussstruktur 40 ist ebenfalls mittels eines Planar Interconnect Verfahrens aufgebracht und durch ein Isolationsmaterial 35 von der ersten Ebene beabstandet. Das Isolationsmaterial ist elektrisch isolierend ausgeführt und beispielsweise mit einem Polymer gebildet.
Figur 43 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 43. Ausführungsbeispiel. Das 43. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 33. Ausführungsbeispiel. Das 43.
Ausführungsbeispiel zeigt die Montage einer Anordnung 1 auf einer Leiterplatte 9 mit mehreren Anschlussflächen 90, wobei der Träger 600 noch nicht abgelöst ist. Zwischen dem Träger 600 und der Isolierschicht sind eine Verbindungsschicht 601 und eine Ablöseschicht 604 angeordnet, die ein einfaches Ablösen des Trägers 600 ermöglicht. Der Träger 600 weist eine Strukturierung auf, die sich in die Verbindungsschicht 601 einprägt .
Figur 44 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
Mehrzahl von hier beschriebenen Anordnungen 1 gemäß einem 44. Ausführungsbeispiel. Das 44. Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem 43. Ausführungsbeispiel. Bei dem hier dargestellten 44. Ausführungsbeispiel ist eine Ablöseschicht 604 zwischen dem Träger 600 und der Isolierschicht 30 angeordnet. Auf eine Verbindungsschicht 601 kann vorteilhaft verzichtet werden. Die Ablöseschicht 604 dient dazu, den
Träger 600 mittels eines thermisch oder optisch induzierten Ablöseverfahrens von der Anordnung 1 zu entfernen. Mögliche Kombinationen von Materialien für die Ablöseschicht und einen passenden Ablöseprozess sind im Folgenden aufgelistet: SiNx + Laserablösung, Polyimid + Laserablösung, Thermische
Ablösefolie + Thermische Ablösung, Antihaftschicht +
Mechanische Ablösung (GHT) .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102019114315.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
1 Anordnung
10 optoelektronisches Halbleiterbauelement
10A Seitenfläche
100 Halbleiterkörper
101 Kontaktstruktur
1000 Halbleiterschichtenfolge
1001 Substrat
2000 aktiver Bereich
100A Strahlungsaustrittsseite
100B Rückseite
20 Auskoppelelement
21 Ausnehmung
22 Graben
210 strahlungsdurchlässiger Bereich
211 zweiter strahlungsdurchlässiger Bereich
220 absorbierender Bereich
30 Isolierschicht
31 zweite Isolierschicht
32 Schutzschicht
33 Formkörper
34 Reflexionsschicht
35 Isolationsmaterial
40 Anschlussstruktur
400 Haftschicht
401 Aufwachsschicht
402 Anschlussschicht
50 Anschlusskörper
51 erste Anschlussleitung
52 zweite Anschlussleitung
500 Kern
501 Hülle 502 Füllmaterial 600 Träger
601 VerbindungsSchicht
602 AuskoppelSchicht
603 Streuzentren
604 Ablöseschicht
610 Zwischenträger
70 reflektive Beschichtung
71 Kavität
8 integrierter Schaltkreis 80 Füllkörper
9 Leiterplatte
91 Anschlussflächen
T Trennlinie
Z Schnittlinie
D Dicke der Isolierschicht

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (1) mit einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10), einem Auskoppelelement (20), einer elektrisch isolierenden Isolierschicht (30) und einer elektrischen Anschlussstruktur (40), bei der
- die Halbleiterbauelemente (10) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und jeweils lateral von Seitenflächen (10A) begrenzt sind,
- die Halbleiterbauelemente (10) jeweils
-- einen Halbleiterkörper (100), mit einem zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet aktiven Bereich (2000) ,
-- eine Strahlungsaustrittsseite (100A) zur Auskopplung der elektromagnetischen Strahlung,
-- eine der Strahlungsaustrittsseite (100A) gegenüberliegende Rückseite (100B), und
-- eine auf der Rückseite (100B) angeordnete Kontaktstruktur (101) aufweisen,
- die Isolierschicht (30) zwischen Seitenflächen (10A) benachbarter Halbleiterbauelemente (10) angeordnet und absorbierend oder reflektierend für die in dem aktiven
Bereich (2000) erzeugte Strahlung ausgeführt ist,
- das Auskoppelelement (20) an der Strahlungsaustrittsseite (100A) der Halbleiterbauelemente (10) angeordnet ist,
- die elektrische Anschlussstruktur (40) auf der der
Rückseite (100B) zugewandten Seite der Halbleiterbauelemente (10) angeordnet und mit der Kontaktstruktur (101) elektrisch leitend verbunden ist, und
- die Anschlussstruktur (40) eine Haftschicht (400), eine Aufwachsschicht (401) und eine Anschlussschicht (402) umfasst .
2. Anordnung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Halbleiterkörper (100) eine Halbleiterschichtenfolge (1000) und ein strahlungsdurchlässiges Substrat (1001) aufweist, wobei der aktive Bereich (2000) innerhalb der
Halbleiterschichtenfolge (1000) angeordnet ist, und das
Substrat (1001) an der den Kontaktstrukturen (101)
gegenüberliegenden Seite der Halbleiterschichtenfolge (1000) angeordnet ist.
3. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Auskoppelelement (20) mit einem Glassubstrat, einem Polymer oder einer strahlungsdurchlässigen Keramik gebildet ist.
4. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Auskoppelelement (20) auf seiner den
Halbleiterkörpern (100) abgewandten Seite eine Strukturierung zur Auskopplung der in den aktiven Bereichen (2000) erzeugten elektromagnetischen Strahlung aufweist.
5. Anordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3, bei der das Auskoppelelement (20) in seiner lateralen Erstreckung aus einer Abfolge von strahlungsdurchlässigen Bereichen (210) und absorbierenden Bereichen (220) gebildet ist, wobei jeweils ein strahlungsdurchlässiger Bereich (210) einem optoelektronischen Halbleiterbauelement (10) zugeordnet ist.
6. Anordnung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei der in dem strahlungsdurchlässigen Bereich (210) ein zweiter strahlungsdurchlässiger Bereich (211) mit einem von dem strahlungsdurchlässigen Bereich (210) abweichenden
Brechungsindex eingebracht ist.
7. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Isolierschicht (30) das Auskoppelelement (20) zwischen den Seitenflächen (10A) der Halbleiterbauelemente (10) vollständig bedeckt.
8. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Isolierschicht ( 30 ) die Seitenflächen (10A) der Halbleiterbauelemente (10) vollständig bedeckt.
9. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Seitenflächen (10A) der Halbleiterbauelemente (10) mit einer reflektierenden Beschichtung (70) versehen sind, oder zwischen der Isolierschicht (30) und den
Seitenflächen (10A) jeweils eine Kavität (71) mit
reflektierenden Grenzflächen gebildet ist.
10. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Dicke der Isolierschicht (30) der Dicke der
Halbleiterbauelemente (10) entspricht.
11. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Halbleiterbauelemente (10) zumindest teilweise in Ausnehmungen (21) des Auskoppelelements (20) angeordnet sind.
12. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Haftschicht (400) an der der Kontaktstruktur (101) zugewandten Seite angeordnet, und mit einem der
folgenden Materialien gebildet ist: Ti, Cr, Ni, Pd.
13. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die elektrische Anschlussstruktur (40) als elektrisch leitende Schicht auf der Isolierschicht (30) aufgebracht ist.
14. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die elektrische Anschlussstruktur (40) elektrisch leitend mit einem Anschlusskörper (50) verbunden ist, der vorzugsweise ein Ball Grid Array oder ein Land Grid Array ausbildet .
15. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der auf der dem Auskoppelelement (20) abgewandten Seite der Anordnung (1) eine zweite Isolierschicht (31) angeordnet ist, die zur mechanischen Stabilisierung der Anordnung (1) dient .
16. Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Auskoppelelement (20) einen randseitig
umlaufenden Graben (22) aufweist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit den folgenden
Schritten :
A) Bereitstellen eines Trägers (600) und einer
strahlungsdurchlässigen Verbindungsschicht (601) auf einer ersten Seite des Trägers (600),
B) Bereitstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10), wobei
- die Halbleiterbauelemente (10) jeweils lateral von einer Seitenfläche (10A) begrenzt sind, und jeweils
-- einen Halbleiterkörper (100), mit einem zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet aktiven Bereich (2000) ,
-- eine Strahlungsaustrittsseite (100A) zur Auskopplung der elektromagnetischen Strahlung,
-- eine der Strahlungsaustrittsseite (100A) gegenüberliegende Rückseite (100B), und -- eine auf der Rückseite (100B) angeordnete Kontaktstruktur (101) aufweisen, und
- Aufbringen der Halbleiterbauelemente (10) mit jeweils der Strahlungsaustrittseite (100A) auf die Verbindungsschicht (601) ,
C) Anordnen einer elektrisch isolierenden Isolierschicht (30) auf der ersten Seite des Trägers (600),
D) Freilegen der Kontaktstrukturen (101), und
E) Anordnen einer Anschlussstruktur (40) auf der der
Rückseite (100B) zugewandten Seite der Halbleiterbauelemente (10), wobei die Anschlussstruktur (40) eine Haftschicht
(400), eine Aufwachsschicht (401) und eine Anschlussschicht (402) umfasst.
18. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Träger (600) mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet ist und zusammen mit der Verbindungsschicht (601) ein Auskoppelelement (20) bildet .
19. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (1) gemäß Anspruch 17, wobei der Träger (600) abgelöst wird und die Verbindungsschicht (601) ein Auskoppelelement (20) bildet.
20. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Träger (600) auf seiner der Verbindungsschicht (601) zugewandten Seite eine
Strukturierung aufweist, die sich in die Verbindungsschicht (601) einprägt.
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