WO2022152533A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement, optoelektronische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbaulements und/oder einer optoelektronischen vorrichtung - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauelement, optoelektronische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbaulements und/oder einer optoelektronischen vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2022152533A1
WO2022152533A1 PCT/EP2021/087257 EP2021087257W WO2022152533A1 WO 2022152533 A1 WO2022152533 A1 WO 2022152533A1 EP 2021087257 W EP2021087257 W EP 2021087257W WO 2022152533 A1 WO2022152533 A1 WO 2022152533A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
carrier
optoelectronic semiconductor
semiconductor component
optoelectronic
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/087257
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegfried Herrmann
Original Assignee
Ams-Osram International Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams-Osram International Gmbh filed Critical Ams-Osram International Gmbh
Priority to US18/272,074 priority Critical patent/US20240079531A1/en
Priority to CN202180083642.0A priority patent/CN116686104A/zh
Publication of WO2022152533A1 publication Critical patent/WO2022152533A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/13—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements

Definitions

  • the "positive" connection is to be understood here as meaning that the shape of the housing adapts to the shape of the carrier at transitions to the carrier.
  • the wall thickness denotes a maximum extension in a direction parallel to a surface normal of the reflective housing wall.
  • the reflective housing wall By means of the reflective housing wall, it is possible to reflect a large part of the radiation emitted by the semiconductor chip and impinging on the housing wall, so that at least part of the reflected radiation can be coupled out of the optoelectronic semiconductor component.
  • the reflective housing wall advantageously ensures that unwanted volume radiation is avoided and Lambert's vision is avoided Radiation is made possible. Furthermore, the reflective housing wall enables a homogeneous color mixture when the radiation generated has different color components.
  • the first and second contact structures are each formed from an electrically conductive material, for example from a metal or a metal compound or from a transparent conductive oxide (TCO).
  • an electrically conductive material for example from a metal or a metal compound or from a transparent conductive oxide (TCO).
  • the carrier can be embedded in the housing, so that parts of the housing are located on a first main surface and on a second main surface of the carrier.
  • the housing has at least one anchoring element, which is arranged in a recess of the carrier.
  • an optoelectronic device comprises at least two optoelectronic semiconductor components of the type mentioned above, the housings of two adjoining optoelectronic semiconductor components being formed in one piece.
  • the optoelectronic device includes three optoelectronic semiconductor components whose semiconductor chips emit radiation of different wavelengths, for example red, green and blue light.
  • the optoelectronic device can therefore be an RGB unit.
  • At least one further layer of a housing body material is applied to a second main surface of the starting support in a form-fitting manner.
  • the at least one further layer of the housing body material be provided with a reflector layer on their side facing away from the initial carrier.
  • the carriers can be arranged in rows in the initial carrier.
  • the optoelectronic semiconductor chip is attached to a first interconnect of the first contact structure and/or to a second interconnect of the second contact structure.
  • the first interconnect can be electrically conductively connected to a first connection area and the second interconnect can be connected to a second connection area of the semiconductor chip.
  • the housing body material is spun onto the first main surface of the starting support.
  • Spin-on glass (SOG) for example, is suitable here as the housing body material.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of an optoelectronic device
  • the optoelectronic semiconductor component 1 comprises a housing 6 with a cavity 7, which is laterally, i.e. in lateral directions LI, L2 (cf. FIG. 2A), bounded by a reflective housing wall 8 of the housing 6 and on the side of a first main surface 2A of the carrier 2 is arranged.
  • a passivation layer 11 is arranged on the housing wall 8 or on the reflector layer 10 and is provided, for example, to electrically insulate the reflector layer 10 .
  • the passivation layer 11 can fulfill an optical function and, for example, increase the reflection on the housing wall 8 .
  • the passivation layer 11 can contain, for example, SiO 2 or Parylene or consist of one of these materials.
  • the passivation layer 11 can be an ALD (atomic layer deposition) layer, ie a layer produced by atomic layer deposition.
  • the housing 6 is positively connected to the carrier 2 .
  • the "positive" connection is to be understood here as meaning that the shape of the housing 6 adapts to the shape of the carrier 2 at transitions to the carrier 2.
  • the transitions are between a second main surface 6B, 9B of the housing 6 respectively housing body 9 and the first main surface 2A of the carrier 2 .
  • the reflective housing wall 8 By means of the reflective housing wall 8, it is possible to reflect a large part of the radiation emitted by the semiconductor chip 12, which impinges on the housing wall 8, so that at least part of the reflected radiation can be coupled out of the optoelectronic semiconductor component 1 on the front side 1A .
  • the reflective housing wall 8 advantageously ensures that undesired volume radiation is avoided and Lambert's radiation is made possible. Furthermore, the reflective housing wall 8 enables a homogeneous color mixture when the radiation generated has different color components.
  • the optoelectronic semiconductor chip 12 is arranged inside the housing wall 8, preferably in the middle.
  • the optoelectronic semiconductor chip 12 is arranged on a second main surface 2B of the carrier 2 , which is located on a side of the carrier 2 facing away from the reflective housing wall 8 .
  • the optoelectronic semiconductor chip 12 can have a semiconductor layer sequence with a first and second semiconductor region of different conductivity and an active zone arranged between the first and second semiconductor region (not shown).
  • the optoelectronic semiconductor chip 12 is a substrate-less semiconductor chip in which a growth substrate on which the semiconductor layer sequence was grown is detached or at least thinned.
  • nitride compound semiconductors Materials based on nitride compound semiconductors are preferably suitable for the semiconductor layer sequence of the semiconductor chip 12 .
  • "Based on nitride compound semiconductors” means in the present context that at least one layer of the semiconductor layer sequence comprises a nitride III/V compound semiconductor material, preferably Al n Ga m Inin nm N, where 0 ⁇ n ⁇ 1, 0 ⁇ m ⁇ 1 and n+m ⁇ 1. This material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula.
  • the semiconductor chip 12 is a volume emitter which emits the generated radiation S essentially isotropically (cf. FIG. 2B).
  • the semiconductor chip 12 emits approximately 30% of the radiation generated at its side surfaces 12C.
  • the first contact structure 4 has a first contact area 4A and a first conductor track 4B, which extends from the first contact area 4A to the semiconductor chip 12 and is electrically conductively connected to the first connection area 13 of the semiconductor chip 12 .
  • the second contact structure 5 has a second contact area 5A and a second conductor track 5B, which extends from the second contact area 5A to the semiconductor chip 12 and is electrically conductively connected to the second connection area 14 of the semiconductor chip 12 .
  • the second interconnect 5B serves as a mounting area for the optoelectronic semiconductor chip 12 .
  • the insulating layer 16 is suitable for reflecting at least part of the radiation so that it reaches cavity 7 .
  • the insulating layer 16 can contain SiO 2 or parylene, for example, or consist of one of these materials.
  • the semiconductor chip 12 has a first lateral extent 11 which is between 5 ⁇ m and 20 ⁇ m, for example, and in particular approximately 10 ⁇ m. Furthermore, a second lateral extent 12 (not shown) can be of the same size as the first lateral extent 11 and, for example, between 5 ⁇ m and 20 ⁇ m, in particular approximately 10 ⁇ m. Furthermore, the height h3 of the optoelectronic semiconductor chip 12 can be 2 ⁇ m, for example.
  • the carrier 2 has a planar shape. On the one hand, this means that its height h2 is significantly less than its lateral extents 11, 12 (12 not shown) and, on the other hand, that the carrier 2 essentially has no curvatures, ie within the scope of normal manufacturing tolerances.
  • the carrier 2 can have a height h2 of about 30 ⁇ m.
  • the carrier element 3 is radiation-transmissive, in particular with regard to the radiation generated by the semiconductor chip 12 . This enables better radiation distribution in the housing 6 or in the cavity 7 of the housing 6 . Suitable materials for that Support element 3 are, for example, glass or plastic.
  • the carrier element 3 can be a film.
  • the conductor tracks 4B, 5B of the contact structures 4, 5 can be formed from a radiation-transmissive material such as TCO.
  • a radiation-transmissive material such as TCO.
  • metals or metal compounds are possible which, in addition to their electrical conductivity, are characterized by a comparatively high reflectivity for the radiation emitted by the semiconductor chip 12.
  • the carrier 2 is embedded in the housing 6 such that a first part 60A of the housing 6 is located on the first main surface 2A and a second part 60B of the housing 6 is located on the second main surface 2B of the carrier 2 .
  • the first part 60A of the housing 6 forms the reflective housing wall 8 .
  • the semiconductor chip 12 is arranged in the second part 60B of the housing 6 .
  • the semiconductor chip 12 is arranged in a cavity 17 of the second part 60B of the housing 6 and thereby embedded in an encapsulation 15, which is also in the cavity 17 is arranged.
  • the casing 15 can be formed separately or can belong to the second part 60B of the housing 6 .
  • a reflector layer 18 can be arranged on the rear side 1B of the semiconductor component 1, which at least partially reflects the incident radiation to the front side 1A.
  • the reflector layer 18 can contain or consist of a metal layer.
  • a Bragg mirror ie a sequence of dielectric layers with an alternating refractive index, can be used as the reflector layer 18 .
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic device 21 .
  • the optoelectronic device 21 has a first lateral extent 11 which is approximately 50 ⁇ m, for example. Furthermore, the optoelectronic device 21 has a second lateral extent 12 which is approximately 100 ⁇ m, for example. Finally, the height h of the optoelectronic device 21 can be approximately 10 ⁇ m.
  • the output carrier 24 can alternatively have interruptions, with the carriers 2 being spaced apart from one another by gaps 23 .
  • the carriers 2 of each row are spaced apart from one another by gaps 23 .
  • two adjacent rows of carriers 2 are connected to one another by a row of separating structures 22, the separating structures 22 in each row also being spaced apart from one another by gaps 23.
  • the separating structures 22 become at least partially severed.
  • This embodiment of an output carrier 24 is particularly suitable for the production of an optoelectronic device 21 (cf. FIG. 3).
  • housing bodies 9 In order to produce housing bodies 9 , in a further step, which is illustrated in FIG.
  • the case body material is spun onto the first major surface 24A.
  • Spin-on glass (SOG) for example, is suitable here as the housing body material.
  • the layer 25 is structured in further steps.
  • the layer 25 is structured photolithographically.
  • a photostructurable mask layer 26, for example a photoresist layer can be applied to the layer 25, exposed and developed (cf. FIGS. 6, 7B).
  • the layer 25 can be structured with the aid of the mask layer 26 (cf. FIG. 7A).
  • the structuring takes place by means of dry etching.
  • the mask layer 26 is then removed (cf. FIG. 8).
  • the carrier 2 can have a recess 28 into which an anchoring element 27 engages.
  • the anchoring element 27 is formed in one piece with the associated housing body 9 or housing. The anchoring element 27 ensures a more stable mechanical connection between the housing and the carrier 2 .
  • the steps described in connection with FIGS. 5 to 11 can be carried out similarly on a second main surface 24B of the output carrier 24 Way be carried out, that is, for example, that a further layer of a housing material can be applied to the second main surface 24B, which is provided to form a second part of the housing body 9 and beyond the envelopes 15. Furthermore, a further reflector layer 18 and also a further passivation layer 11 ′ can be applied to the second part of the housing body 9 .
  • the invention is not limited to the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Landscapes

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

Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) angegeben umfassend • - einen Träger (2), der ein Trägerelement (3) und eine erste und zweite Kontaktstruktur (4, 5)aufweist, • - einen optoelektronischen Halbleiterchip (12), der an dem Träger (2) angeordnet und mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur (4, 5) elektrisch leitend verbunden ist, • - ein Gehäuse (6), das formschlüssig mit dem Träger (2) verbunden ist und eine Kavität (7) aufweist, die seitlich durch eine reflektierende Gehäusewand (8) des Gehäuses (6) begrenzt wird und auf der Seite einer ersten Hauptfläche (2A) des Trägers (2) angeordnet ist, wobei eine Wandstärke (d) der Gehäusewand (8) im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich liegt. Ferner werden eine optoelektronische Vorrichtung (21) und ein Verfahren zur Herstellung zumindest des optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) und/oder zumindest der optoelektronischen Vorrichtung (21) angegeben.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT , OPTOELEKTRONISCHE VORRICHTUNG SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAULEMENTS UND/ODER EINER OPTOELEKTRONISCHEN VORRICHTUNG
Es werden ein optoelektronisches Halbleiterbauelement , eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und/oder zumindest einer optoelektronischen Vorrichtung angegeben . Beispielsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement beziehungsweise der optoelektronischen Vorrichtung um ein MikroLED-Bauteil beziehungsweise eine MikroLED-Vorrichtung, dessen/deren Abmessungen und Leuchtbreite im Mikrometerbereich liegen .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2021 100 546 . 9 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird .
MikroLEDs finden zum Beispiel in Flachbildschirmen Verwendung und bilden darin einzelne Bildelemente ( Pixel ) . Es ist bekannt , MikroLED-Anordnungen monolithisch im Batch-Verfahren herzustellen, wobei eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von Galliumnitrid epitaktisch auf einem geeigneten Substrat aus Saphir oder Sili zium gebildet wird . Dabei werden die einzelnen Leuchtdioden nicht zertrennt , sondern als Anzeigematrix beibehalten . Bei fortschreitender Miniaturisierung von Anwendungen wie etwa Anzeigeleuchten besteht j edoch Bedarf an gehausten MikroLeds , die als Einzelkomponenten verbaut werden können, um die Anwendungen dadurch skalierbar zu machen . Gängige LED-Bauteile beziehungsweise gehauste LED-Chips weisen bisher Bauteilgrößen im Millimeterbereich auf .
Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit verringerter Bauteilgröße anzugeben . Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Vorrichtung mit verringerter Bauteilgröße anzugeben . Ferner besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und/oder einer optoelektronischen Vorrichtung mit verringerter Bauteilgröße anzugeben .
Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement , eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst dieses einen Träger, der ein Trägerelement und eine erste und zweite Kontaktstruktur aufweist . Weiterhin umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip, der an dem Träger angeordnet und mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur elektrisch leitend verbunden ist . Es ist möglich, dass das optoelektronische Halbleiterbauelement mindestens zwei optoelektronische Halbleiterchips aufweist , die j eweils mit der ersten und/oder zweiten Kontaktstruktur elektrisch leitend verbunden sind . Darüber hinaus umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement ein Gehäuse , das formschlüssig mit dem Träger verbunden ist und eine Kavität aufweist , die seitlich durch eine reflektierende Gehäusewand des Gehäuses begrenzt wird und auf der Seite einer ersten Hauptfläche des Trägers angeordnet ist , wobei eine Wandstärke der Gehäusewand im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich liegt .
Unter der „formschlüssigen" Verbindung ist hierbei zu verstehen, dass sich die Form des Gehäuses an Übergängen zum Träger an die Form des Trägers anpasst . Die Wandstärke bezeichnet eine maximale Ausdehnung in einer Richtung parallel zu einer Oberflächennormalen der reflektierenden Gehäusewand .
Weiterhin kann das Gehäuse mit dem Träger stof f schlüssig verbunden sein . Unter der „stof f schlüssigen" Verbindung ist hierbei zu verstehen, dass das Gehäuse und der Träger durch atomare oder molekulare Verbindungen miteinander verbunden sind . Diese Art der Verbindung ist nur durch Zerstörung der atomaren oder molekularen Verbindungen lösbar .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements beträgt die Wandstärke der Gehäusewand maximal 10 pm . Weiterhin kann ein entlang einer ersten lateralen Richtung angegebener erster Außendurchmesser der Gehäusewand beispielsweise 50 pm betragen . Darüber hinaus kann ein entlang einer zweiten lateralen Richtung angegebener zweiter Außendurchmesser dem ersten Außendurchmesser entsprechen und beispielsweise 50 pm betragen . Die zweite laterale Richtung kann senkrecht zur ersten lateralen Richtung verlaufen . Ferner kann eine Höhe der Gehäusewand, die entlang einer senkrecht zur ersten und zweiten lateralen Richtung verlaufenden vertikalen Richtung bestimmt wird, beispielsweise 10 pm betragen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Gehäuse eine Höhe im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich auf . Beispielsweise kann die Höhe des Gehäuses zwischen 5 pm und 50 pm oder zwischen 10 pm und 20 pm betragen .
Bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement handelt es sich vorzugsweise um ein Strahlung emittierendes Bauelement , das zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist . Unter dem Begri f f " elektromagnetische Strahlung" versteht man vorliegend insbesondere infrarote , sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung . Im Betrieb wird zumindest ein Teil der Strahlung an einer Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterbauelements emittiert . Beispielsweise ist die Vorderseite der ersten Hauptfläche des Trägers in der vertikalen Richtung nachgeordnet . Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement um ein MikroLED- Bauteil . Der Halbleiterchip kann hierbei eine entlang der ersten lateralen Richtung angegebene erste laterale Ausdehnung aufweisen, die beispielsweise zwischen 5 pm und 20 pm, insbesondere etwa 10 pm, beträgt . Ferner kann eine entlang der zweiten lateralen Richtung angegebene zweite laterale Ausdehnung gleich groß sein wie die erste laterale Ausdehnung und beispielsweise zwischen 5 pm und 20 pm, insbesondere etwa 10 pm, betragen . Weiterhin kann die Höhe des optoelektronischen Halbleiterchips beispielsweise 2 pm betragen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip in Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement innerhalb der Gehäusewand angeordnet . Beispielsweise ist der Halbleiterchip in Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement in der Mitte der Kavität angeordnet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip an einer der ersten Hauptfläche gegenüber liegenden zweiten Hauptfläche des Trägers angeordnet . Alternativ kann der optoelektronische Halbleiterchip auf der ersten Hauptfläche des Trägers angeordnet sein . Hierbei kann der optoelektronische Halbleiterchip in der Kavität des Gehäuses angeordnet und seitlich von der reflektierenden Gehäusewand umschlossen sein .
Der Träger kann in das Gehäuse eingebettet sein, so dass sich Teile des Gehäuses an der ersten Hauptfläche und an der zweiten Hauptfläche des Trägers befinden . Die Einbettung des Trägers kann an verschiedenen vertikalen Positionen des Gehäuses erfolgen .
Alternativ kann das Gehäuse auf dem Träger angeordnet sein und sich dabei beispielsweise an der ersten Hauptfläche des Trägers befinden . Insbesondere besteht hierbei das Gehäuse aus der reflektierenden Gehäusewand .
Mittels der reflektierenden Gehäusewand ist es möglich, einen Großteil der von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung, die auf die Gehäusewand auftri f ft , zu reflektieren, so dass zumindest ein Teil der reflektierten Strahlung aus dem optoelektronischen Halbleiterbauelement auskoppeln kann . Die reflektierende Gehäusewand sorgt mit Vorteil dafür, dass unerwünschte Volumenstrahlung vermieden und eine Lambert ' sehe Abstrahlung ermöglicht wird . Ferner ermöglicht die reflektierende Gehäusewand eine homogene Farbmischung, wenn die erzeugte Strahlung verschiedene Farbkomponenten aufweist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist der Träger eine ebene Form auf . Dies bedeutet zum einen, dass seine Höhe gegenüber seinen lateralen Ausdehnungen deutlich geringer ist , und zum anderen, dass der Träger im Wesentlichen, das heißt im Rahmen üblicher Herstellungstoleranzen, keine Krümmungen aufweist . Der Träger kann eine Höhe von etwa 30 pm aufweisen .
Der Träger beziehungsweise das Trägerelement kann strahlungsdurchlässig sein, wobei der Träger oder das Trägerelement insbesondere im Hinblick auf die von dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung strahlungsdurchlässig ist . Dies ermöglicht eine bessere Strahlungsverteilung im Gehäuse beziehungsweise in der Kavität des Gehäuses . Geeignete Materialien für das Trägerelement sind beispielsweise Glas oder Kunststof f . Auch ein Keramikmaterial kommt für das Trägerelement in Frage . Bei dem Trägerelement kann es sich um eine Folie handeln .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge mit einem ersten und zweiten Halbleiterbereich unterschiedlicher Leitfähigkeit und eine zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich angeordnete aktive Zone . Ferner kann der Halbleiterchip ein Trägersubstrat aufweisen, bei dem es sich beispielsweise um ein Aufwachssubstrat handelt und auf dem die Halbleiterschichtenfolge angeordnet beziehungsweise epitaktisch abgeschieden ist . Das Träger- beziehungsweise Aufwachssubstrat umfasst oder besteht vorzugsweise aus Saphir, SiC und/oder GaN . Ein Saphirsubstrat ist transparent für kurzwellige sichtbare Strahlung, insbesondere im blauen bis grünen Bereich . Vorzugsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen substratlosen Halbleiterchip .
Für die Halbleiterschichtenfolge kommen vorzugsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht . „Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass zumindest eine Schicht der Halbleiterschichtenfolge ein Nitrid- I I I /V- Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise AlnGamIni-n-mN umfasst , wobei 0 < n < 1 , 0 < m < 1 und n + m < 1 . Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen . Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstof fe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des AlnGamIni-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern . Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel j edoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al , Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stof fe ersetzt sein können .
Insbesondere handelt es sich bei dem Halbleiterchip um einen Volumenemitter, der die erzeugte Strahlung im Wesentlichen isotrop abgibt . Beispielsweise emittiert der Halbleiterchip etwa 30% der erzeugten Strahlung an seinen Seitenflächen . Der in vertikaler Richtung abgestrahlte Anteil hängt dabei von der Art der Kontaktierung des Halbleiterchips ab .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das optoelektronische Halbleiterbauelement ein Konversionsmittel auf , mit dem es möglich ist , einen Teil der von dem Halbleiterchip erzeugten Strahlung in Strahlung einer anderen, beispielsweise größeren, Wellenlänge umzuwandeln . Beispielsweise kann es sich bei dem Konversionsmittel um Quantenpunkte ( engl . quantum dot , QD) handeln . Das Konversionsmittel ist beispielsweise in der Kavität angeordnet .
Weiterhin kann das optoelektronische Halbleiterbauelement ein optisches Element aufweisen, bei dem es sich beispielsweise um ein Element mit hohem Brechungsindex handelt . Der Brechungsindex des optischen Elements ist zum Beispiel höher als der Brechungsindex von Luft . Das optische Element kann zumindest eines der folgenden Materialien enthalten oder daraus bestehen : Glas , Kunststof f . Das optische Element ist beispielsweise dafür vorgesehen, die Strahlungsauskopplung zu verbessern oder die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung in gewünschter Weise zu formen . Bei dem optischen Element kann es sich um eine Glas faser oder Linse handeln . Beispielsweise ist das optische Element in der Kavität angeordnet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Gehäuse einen Gehäusekörper und eine Reflektorschicht auf , die auf dem Gehäusekörper angeordnet ist . Beispielsweise ist die Reflektorschicht auf Seitenflächen des Gehäusekörpers angeordnet , die den Gehäusekörper umfangseitig begrenzen . Weiterhin kann die Reflektorschicht auf einer ersten Hauptfläche des Gehäusekörpers angeordnet sein, die sich auf einer dem Träger abgewandten Seite des Gehäusekörpers befindet . Für den Gehäusekörper kommen Kunststof fmaterialien wie etwa Silikone , Epoxide oder Epoxidharze in Frage . Darüber hinaus kann der Gehäusekörper aus Spin-on Glass ( SOG) gebildet sein . Beispielsweise handelt es sich bei dem Gehäusekörper um einen fotostrukturierten Körper . Dies bedeutet , dass der Gehäusekörper mittels Strukturierung einer Schicht oder Schichtenfolge eines Gehäusekörpermaterials durch Fotolithografie hergestellt ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form enthält die Reflektorschicht eine Metallschicht oder besteht daraus . Die Metallschicht kann auf den Gehäusekörper aufgebracht , beispielsweise auf gesputtert , sein . Für die Metallschicht ist zumindest eines der folgenden Materialien geeignet : Au, Ag, Al , wobei die Wellenlänge der von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung für die Wahl des Materials entscheidend ist . Beispielsweise ist für einen Halbleiterchip, der blaues Licht emittiert , eine Metallschicht geeignet , die Ag enthält oder daraus besteht . Eine Dicke der Reflektorschicht kann zwischen 10 nm und 50 nm betragen .
Weiterhin kann das optoelektronische Halbleiterbauelement eine Passivierungsschicht aufweisen, die auf der Reflektorschicht angeordnet ist . Die Passivierungsschicht ist beispielsweise dafür vorgesehen, die Reflektorschicht elektrisch zu isolieren . Die Passivierungsschicht kann zum Beispiel SiO2 oder Parylene enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen . Bei der Passivierungsschicht kann es sich um eine ALD ( atomic layer deposition) -Schicht , das heißt um eine durch Atomlagenabscheidung erzeugte Schicht , handeln . Darüber hinaus kann die Passivierungsschicht eine optische Funktion erfüllen und beispielsweise die Reflexion an der Gehäusewand erhöhen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die erste Kontaktstruktur einen ersten, an einem ersten Seitenrand des Trägers angeordneten Kontaktbereich und die zweite Kontaktstruktur einen zweiten, an einem zweiten Seitenrand des Trägers angeordneten Kontaktbereich auf , wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement mittels des ersten und zweiten Kontaktbereichs von außen elektrisch anschließbar ist . Beispielsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauelement mittels des ersten und zweiten Kontaktbereichs oberflächenmontierbar . Der erste und zweite Kontaktbereich können j eweils rechteckförmig ausgebildet sein . Der zweite Seitenrand kann dem ersten Seitenrand gegenüberliegend angeordnet sein .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des optoelektronischen Halbleiterbauelements überragt der Träger das Gehäuse lateral derart , dass der erste und zweite Kontaktbereich von dem Gehäuse zumindest teilweise unbedeckt sind .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die erste Kontaktstruktur eine erste Leiterbahn auf , die sich von dem ersten Kontaktbereich bis zum Halbleiterchip erstreckt und mit einem ersten Anschlussbereich des Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden ist . Der erste Anschlussbereich ist mit dem ersten Halbleiterbereich des Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden . Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Halbleiterbereich um einen p-leitenden Bereich, bei dem ersten Anschlussbereich um einen p-seitigen elektrischen Anschluss des Halbleiterchips und bei der ersten Kontaktstruktur um einen p-seitigen elektrischen Anschluss des Halbleiterbauelements . Ferner kann die zweite Kontaktstruktur eine zweite Leiterbahn aufweisen, die sich von dem zweiten Kontaktbereich bis zum Halbleiterchip erstreckt und mit einem zweiten Anschlussbereich des Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden ist . Der zweite Anschlussbereich ist mit dem zweiten Halbleiterbereich des Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden . Bei dem zweiten Halbleiterbereich kann es sich um einen n-leitenden Bereich, bei dem zweiten Anschlussbereich um einen n-seitigen elektrischen Anschluss des Halbleiterchips und bei der zweiten Kontaktstruktur um einen n-seitigen elektrischen Anschluss des Halbleiterbauelements handeln . Beispielsweise dienen die erste und/oder zweite Leiterbahn als Montagebereiche für den optoelektronischen Halbleiterchip .
Die erste und zweite Kontaktstruktur sind j eweils aus einem elektrisch leitfähigen Material , zum Beispiel aus einem Metall oder einer Metallverbindung oder aus einem transparenten leitenden Oxid ( TCO) gebildet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Gehäuse auf dem Träger angeordnet , und der optoelektronische Halbleiterchip und die erste und zweite Kontaktstruktur sind auf einer dem Gehäuse abgewandten Seite des Trägerelements angeordnet . Insbesondere besteht hierbei das Gehäuse aus der reflektierenden Gehäusewand .
Alternativ kann der Träger in das Gehäuse eingebettet sein, so dass sich Teile des Gehäuses an einer ersten Hauptfläche und an einer zweiten Hauptfläche des Trägers befinden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das Gehäuse zumindest ein Verankerungselement auf , das in einer Aussparung des Trägers angeordnet ist . Insbesondere ist das Verankerungselement mit dem Gehäuse einstückig ausgebildet . Das Verankerungselement sorgt für eine stabilere mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Träger .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form einer optoelektronischen Vorrichtung umfasst diese zumindest zwei optoelektronische Halbleiterbauelemente der oben genannten Art , wobei die Gehäuse von zwei aneinander grenzenden optoelektronischen Halbleiterbauelementen einstückig ausgebildet sind . Beispielsweise umfasst die optoelektronische Vorrichtung drei optoelektronische Halbleiterbauelemente , deren Halbleiterchips Strahlung verschiedener Wellenlänge , etwa rotes , grünes und blaues Licht , emittieren . Bei der optoelektronischen Vorrichtung kann es sich also um eine RGB-Einheit handeln .
Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen beziehungsweise zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung oder einer Mehrzahl von optoelektronischen Vorrichtungen der oben genannten Art geeignet . Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement oder der Vorrichtung beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form eines Verfahrens zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und/oder zumindest einer optoelektronischen Vorrichtung der oben genannten Art umfasst dieses folgende Schritte :
- Bereitstellen eines Ausgangsträgers , der einen Träger oder einen Verbund von mehreren Trägern aufweist , - Anordnen zumindest eines optoelektronischen Halbleiterchips auf j eweils einem Träger und elektrisch leitendes Verbinden mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur des Trägers ,
- Erzeugen eines oder mehrerer Gehäuse durch :
- Ausbilden zumindest eines Teils eines Gehäusekörpers oder j eweils zumindest eines Teils mehrerer Gehäusekörper aus zumindest einer Schicht eines Gehäusekörpermaterials , wobei die zumindest eine Schicht formschlüssig auf eine erste Hauptfläche des Ausgangsträgers aufgebracht und j eweils mit einer Kavität für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement oder j eweils mehreren Kavitäten für eine optoelektronische Vorrichtung ausgebildet wird, und Erzeugen einer Reflektorschicht auf dem oder den Gehäusekörpern, so dass die Kavität oder Kavitäten seitlich j eweils durch eine reflektierende Gehäusewand begrenzt wird/werden, deren Wandstärke im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich liegt/ liegen .
Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt . Dies bedeutet insbesondere , dass das Gehäuse nach der Montage des Halbleiterchips auf dem Träger hergestellt wird .
Beispielsweise kann der optoelektronische Halbleiterchip mittels Trans ferdruck auf dem Träger angeordnet werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird bei der Herstellung des Gehäusekörpers beziehungsweise der Gehäusekörper zumindest eine weitere Schicht eines Gehäusekörpermaterials formschlüssig auf eine zweite Hauptfläche des Ausgangsträgers aufgebracht . Dabei kann die zumindest eine weitere Schicht des Gehäusekörpermaterials auf ihrer dem Ausgangsträger abgewandten Seite mit einer Reflektorschicht versehen werden .
Die Träger können im Ausgangsträger reihenartig angeordnet sein .
Der Ausgangsträger kann kontinuierlich, das heißt im Wesentlichen ohne Unterbrechungen, ausgebildet sein . Alternativ kann der Ausgangsträger Unterbrechungen aufweisen, wobei beispielsweise die Träger durch Zwischenräume im Ausgangsträger voneinander beabstandet sind . Insbesondere sind dabei die Träger j eder Reihe durch Zwischenräume voneinander beabstandet . Weiterhin können j eweils zwei benachbarte Reihen von Trägern durch eine Reihe von Trennstrukturen miteinander verbunden sein, wobei die Trennstrukturen j eder Reihe ebenfalls durch Zwischenräume voneinander beabstandet sind . Bei einer Vereinzelung des Trägerverbunds werden die Trennstrukturen zumindest teilweise durchtrennt . Diese Aus führungs form eines Ausgangsträgers eignet sich besonders für die Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung .
Weiterhin können die Träger j eweils eine Aussparung aufweisen, die zur Aufnahme eines Verankerungselements des Gehäuses vorgesehen ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird der optoelektronische Halbleiterchip auf einer ersten Leiterbahn der ersten Kontaktstruktur und/oder auf einer zweiten Leiterbahn der zweiten Kontaktstruktur befestigt . Weiterhin können die erste Leiterbahn mit einem ersten Anschlussbereich und die zweite Leiterbahn mit einem zweiten Anschlussbereich des Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden werden . Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird bei der Herstellung des Gehäusekörpers oder mehrerer Gehäusekörper das Gehäusekörpermaterial auf die erste Hauptfläche des Ausgangsträgers auf geschleudert . Als Gehäusekörpermaterial eignet sich hier beispielsweise Spin-on Glass ( SOG) .
Die Kavität oder Kavitäten in der zumindest einen Schicht des Gehäusekörpermaterials können mittels Fotolithografie erzeugt werden . Hierbei kann auf die zumindest eine Schicht des Gehäusekörpermaterials eine fotostrukturierbare Maskenschicht , beispielsweise eine Fotolackschicht , aufgebracht , belichtet und entwickelt werden . Mithil fe der Maskenschicht kann die zumindest eine Schicht des Gehäusekörpermaterials strukturiert werden, was beispielsweise mittels Trockenätzen erfolgt . Anschließend kann die Maskenschicht entfernt werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird die Reflektorschicht j eweils auf Seitenflächen des Gehäusekörpers aufgebracht , die den Gehäusekörper umfangseitig begrenzen . Weiterhin kann die Reflektorschicht j eweils auf einer ersten Hauptfläche des Gehäusekörpers angeordnet sein, die sich auf einer dem Träger abgewandten Seite des Gehäusekörpers befindet . Beispielsweise wird die Reflektorschicht , etwa wenn sie aus einer Metallschicht besteht , auf den Gehäusekörper auf gesputtert . Um j eweils eine Bedeckung von Innenflächen des Gehäusekörpers , welche die Kavität begrenzen, durch die Reflektorschicht zu vermeiden, kann die Kavität mit einem beispielsweise fotostrukturierbaren Füllmaterial , zum Beispiel einem Fotolack, ausgefüllt werden, das nach der Herstellung der Reflektorschicht entfernt wird . Das optoelektronische Halbleiterbauelement beziehungsweise die optoelektronische Vorrichtung eignet sich besonders für Hinterleuchtungseinheiten oder Anzeigeleuchten, wie zum Beispiel Status-Anzeigen .
Weitere Vorteile , vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungsbeispielen .
Es zeigen :
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Aus führungsbeispiels eines optoelektronischen Halbleiterbauelements ,
Figur 2A eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Aus führungsbeispiels eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und Figur 2B eine schematische Querschnittsansicht eines Aus führungsbeispiels einer Anordnung aus dem optoelektronischen Halbleiterbauelement gemäß dem zweiten Aus führungsbeispiel und einem Anschluss träger,
Figur 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Aus führungsbeispiels einer optoelektronischen Vorrichtung,
Figuren 4 bis 11 schematische Darstellungen von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel , wobei die Figuren 4B, 7B und 11 mögliche Varianten zeigen, Figuren 4 bis 12 schematische Darstellungen von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel , wobei die Figuren 4B, 7B und 11 mögliche Varianten zeigen .
In den Aus führungsbeispielen und Figuren können gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente j eweils mit denselben Bezugs zeichen versehen sein . Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht notwendigerweise als maßstabsgerecht anzusehen; vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein .
In Figur 1 ist ein erstes Aus führungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 dargestellt . Bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 handelt es sich um ein Strahlung emittierendes Bauelement , das zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist . Unter dem Begri f f " elektromagnetische Strahlung" versteht man vorliegend insbesondere infrarote , sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung . Im Betrieb wird zumindest ein Teil der Strahlung S , insbesondere ein Großteil der Strahlung S , an einer Vorderseite 1A des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 emittiert (vgl . Figur 2B ) .
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 umfasst einen Träger 2 , der an einer der Vorderseite 1A gegenüber liegenden Rückseite 1B des Halbleiterbauelements 1 angeordnet ist . Der Träger 2 weist ein Trägerelement 3 sowie eine erste Kontaktstruktur 4 und eine zweite Kontaktstruktur 5 auf . Ferner umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 einen optoelektronischen Halbleiterchip 12 , der an dem Träger 2 angeordnet und mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur 4 , 5 elektrisch leitend verbunden ist .
Weiterhin umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 ein Gehäuse 6 mit einer Kavität 7 , die seitlich, das heißt in lateralen Richtungen LI , L2 (vgl . Figur 2A) , durch eine reflektierende Gehäusewand 8 des Gehäuses 6 begrenzt wird und auf der Seite einer ersten Hauptfläche 2A des Trägers 2 angeordnet ist .
Bei dem ersten Aus führungsbeispiel besteht das Gehäuse 6 aus der reflektierenden Gehäusewand 8 . Das Gehäuse 6 beziehungsweise die reflektierende Gehäusewand 8 weist einen Gehäusekörper 9 und eine Reflektorschicht 10 auf , die auf dem Gehäusekörper 9 angeordnet ist . Die Reflektorschicht 10 ist auf Seitenflächen 9C des Gehäusekörpers 9 angeordnet , die den Gehäusekörper 9 umfangseitig begrenzen . Weiterhin ist die Reflektorschicht 10 auf einer ersten Hauptfläche 9A des Gehäusekörpers 9 angeordnet , die sich auf einer dem Träger 2 abgewandten Seite des Gehäusekörpers 9 befindet .
Für den Gehäusekörper 9 kommen Kunststof fmaterialien wie etwa Silikone , Epoxide oder Epoxidharze in Frage . Darüber hinaus kann der Gehäusekörper 9 aus Spin-on Glass ( SOG) gebildet sein . Beispielsweise handelt es sich bei dem Gehäusekörper 9 um einen fotostrukturierten Körper . Dies bedeutet , dass der Gehäusekörper 9 mittels Strukturierung einer Schicht oder Schichtenfolge eines Gehäusekörpermaterials durch Fotolithografie hergestellt ist . Hierbei ist das Gehäuse 6 beziehungsweise der Gehäusekörper 9 mit dem Träger 2 stof f schlüssig verbunden . Unter der „stof f schlüssigen" Verbindung ist zu verstehen, dass das Gehäuse 6 beziehungsweise der Gehäusekörper 9 und der Träger 2 durch atomare oder molekulare Verbindungen miteinander verbunden sind .
Die Reflektorschicht 10 kann eine Metallschicht enthalten oder daraus bestehen . Eine Dicke der Reflektorschicht 10 kann zwischen 10 nm und 50 nm betragen . Für die Metallschicht ist zumindest eines der folgenden Materialien geeignet : Au, Ag, Al , wobei die Wellenlänge der von dem Halbleiterchip 12 emittierten Strahlung S für die Wahl des Materials entscheidend ist (vgl . Figur 2B ) . Beispielsweise ist für einen Halbleiterchip 12 , der blaues Licht emittiert , eine Metallschicht geeignet , die Ag enthält oder daraus besteht .
Auf der Gehäusewand 8 beziehungsweise auf der Reflektorschicht 10 ist eine Passivierungsschicht 11 angeordnet , die beispielsweise dafür vorgesehen ist , die Reflektorschicht 10 elektrisch zu isolieren . Darüber hinaus kann die Passivierungsschicht 11 eine optische Funktion erfüllen und beispielsweise die Reflexion an der Gehäusewand 8 erhöhen . Die Passivierungsschicht 11 kann zum Beispiel SiO2 oder Parylene enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen . Bei der Passivierungsschicht 11 kann es sich um eine ALD ( atomic layer deposition) -Schicht , das heißt um eine durch Atomlagenabscheidung erzeugte Schicht , handeln .
Das Gehäuse 6 ist formschlüssig mit dem Träger 2 verbunden . Unter der „formschlüssigen" Verbindung ist hierbei zu verstehen, dass sich die Form des Gehäuses 6 an Übergängen zum Träger 2 an die Form des Trägers 2 anpasst . Bei dem ersten Aus führungsbeispiel befinden sich die Übergänge zwischen einer zweiten Hauptfläche 6B, 9B des Gehäuses 6 beziehungsweise Gehäusekörpers 9 und der ersten Hauptfläche 2A des Trägers 2 .
Mittels der reflektierenden Gehäusewand 8 ist es möglich, einen Großteil der von dem Halbleiterchip 12 emittierten Strahlung, die auf die Gehäusewand 8 auftri f ft , zu reflektieren, so dass zumindest ein Teil der reflektierten Strahlung an der Vorderseite 1A aus dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 auskoppeln kann . Die reflektierende Gehäusewand 8 sorgt mit Vorteil dafür, dass unerwünschte Volumenstrahlung vermieden und eine Lambert ' sehe Abstrahlung ermöglicht wird . Ferner ermöglicht die reflektierende Gehäusewand 8 eine homogene Farbmischung, wenn die erzeugte Strahlung verschiedene Farbkomponenten aufweist .
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 kann ein Konversionsmittel (nicht dargestellt ) aufweisen, mit dem es möglich ist , einen Teil der von dem Halbleiterchip erzeugten Strahlung in Strahlung einer anderen, beispielsweise größeren, Wellenlänge umzuwandeln . Beispielsweise kann es sich bei dem Konversionsmittel um Quantenpunkte ( engl . quantum dot , QD) handeln . Das Konversionsmittel ist beispielsweise in der Kavität 7 angeordnet .
Der optoelektronische Halbleiterchip 12 ist in Draufsicht auf die Vorderseite 1A des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 innerhalb der Gehäusewand 8 , vorzugsweise mittig, angeordnet . Der optoelektronische Halbleiterchip 12 ist an einer zweiten Hauptfläche 2B des Trägers 2 angeordnet , die sich auf einer der reflektierenden Gehäusewand 8 abgewandten Seite des Trägers 2 befindet . Der optoelektronische Halbleiterchip 12 kann eine Halbleiterschichtenfolge mit einem ersten und zweiten Halbleiterbereich unterschiedlicher Leitfähigkeit und eine zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich angeordnete aktive Zone aufweisen (nicht dargestellt ) . Beispielsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip 12 um einen substratlosen Halbleiterchip, bei dem ein Aufwachssubstrat , auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen wurde , abgelöst oder zumindest gedünnt ist .
Für die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 12 kommen vorzugsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht . „Auf Nitrid- Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass zumindest eine Schicht der Halbleiterschichtenfolge ein Nitrid- I I I /V- Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise AlnGamIni-n-mN umfasst , wobei 0 < n < 1 , 0 < m < 1 und n + m < 1 . Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen . Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstof fe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des AlnGamIni-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern . Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel j edoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al , Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stof fe ersetzt sein können .
Der Halbleiterchip 12 weist einen ersten Anschlussbereich 13 auf , der mit dem ersten Halbleiterbereich des Halbleiterchips 12 elektrisch leitend verbunden ist . Weiterhin weist der Halbleiterchip 12 einen zweiten Anschlussbereich 14 auf , der mit dem zweiten Halbleiterbereich des Halbleiterchips 12 elektrisch leitend verbunden ist . Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Halbleiterbereich um einen p-leitenden Bereich und bei dem ersten Anschlussbereich 13 um einen p- seitigen elektrischen Anschluss des Halbleiterchips 12 . Ferner handelt es sich bei dem zweiten Halbleiterbereich zum Beispiel um einen n-leitenden Bereich und bei dem zweiten Anschlussbereich 14 um einen n-seitigen elektrischen Anschluss des Halbleiterchips 12 .
Insbesondere handelt es sich bei dem Halbleiterchip 12 um einen Volumenemitter, der die erzeugte Strahlung S im Wesentlichen isotrop abgibt (vgl . Figur 2B ) . Beispielsweise emittiert der Halbleiterchip 12 etwa 30% der erzeugten Strahlung an seinen Seitenflächen 12C .
Die erste Kontaktstruktur 4 weist einen ersten Kontaktbereich 4A und eine erste Leiterbahn 4B auf , die sich von dem ersten Kontaktbereich 4A bis zum Halbleiterchip 12 erstreckt und mit dem ersten Anschlussbereich 13 des Halbleiterchips 12 elektrisch leitend verbunden ist . Ferner weist die zweite Kontaktstruktur 5 einen zweiten Kontaktbereich 5A und eine zweite Leiterbahn 5B auf , die sich von dem zweiten Kontaktbereich 5A bis zum Halbleiterchip 12 erstreckt und mit dem zweiten Anschlussbereich 14 des Halbleiterchips 12 elektrisch leitend verbunden ist . Hierbei dient die zweite Leiterbahn 5B als Montagebereich für den optoelektronischen Halbleiterchip 12 .
Der erste Kontaktbereich 4A ist an einem ersten Seitenrand des Trägers 2 und der zweite Kontaktbereich 5A an einem zweiten Seitenrand des Trägers 2 angeordnet . Der erste und zweite Kontaktbereich 4A, 5A können j eweils rechteckförmig ausgebildet sein . Mittels des ersten und zweiten Kontaktbereichs 4A, 5A ist das Halbleiterbauelement 1 von außen elektrisch anschließbar . Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 ist mittels des ersten und zweiten Kontaktbereichs 4A, 5A ferner oberflächenmontierbar .
Der Halbleiterchip 12 kann an den Seitenflächen 12C von einer Umhüllung 15 bedeckt sein, die insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist . Weiterhin kann das Halbleiterbauelement 1 eine I solierschicht 16 , etwa aus einem dielektrischen Material , aufweisen, die das Halbleiterbauelement 1 an der Rückseite 1B weitgehend elektrisch isoliert . Die I solierschicht 16 ist auf der zweiten Hauptfläche 2B des Trägers 2 angeordnet und bedeckt den Halbleiterchip 12 und die Leiterbahnen 4B, 5B .
Insbesondere sind nur die Kontaktbereiche 4A, 5A frei von der I solierschicht 16 . Beispielsweise ist die I solierschicht dafür geeignet , zumindest einen Teil der Strahlung zu reflektieren, so dass sie in die Kavität 7 gelangt . Die I solierschicht 16 kann zum Beispiel SiO2 oder Parylene enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen .
Bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 handelt es sich um ein MikroLED-Bauteil . Eine Wandstärke d der Gehäusewand 8 liegt hierbei im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich . Beispielsweise beträgt die Wandstärke d der reflektierenden Gehäusewand 8 maximal 10 pm . Die Wandstärke d bezeichnet eine maximale Ausdehnung in einer Richtung parallel zu einer Oberflächennormalen der reflektierenden Gehäusewand 8 .
Weiterhin beträgt ein entlang der ersten lateralen Richtung LI angegebener erster Außendurchmesser al der Gehäusewand 8 beispielsweise 50 pm . Darüber hinaus kann ein entlang der zweiten lateralen Richtung L2 angegebener zweiter Außendurchmesser a2 dem ersten Außendurchmesser al entsprechen und beispielsweise 50 pm betragen (vgl . Figur 2A) .
Ferner beträgt eine Höhe hl der Gehäusewand 8 beziehungsweise eine Höhe h des Gehäuses 6 , die entlang einer senkrecht zur ersten und zweiten lateralen Richtung LI , L2 verlaufenden vertikalen Richtung V bestimmt wird, beispielsweise 10 pm .
Der Halbleiterchip 12 weist eine erste laterale Ausdehnung 11 auf , die beispielsweise zwischen 5 pm und 20 pm, insbesondere etwa 10 pm, beträgt . Ferner kann eine zweite laterale Ausdehnung 12 (nicht dargestellt ) gleich groß sein wie die erste laterale Ausdehnung 11 und beispielsweise zwischen 5 pm und 20 pm, insbesondere etwa 10 pm, betragen . Weiterhin kann die Höhe h3 des optoelektronischen Halbleiterchips 12 beispielsweise 2 pm betragen .
Der Träger 2 weist eine ebene Form auf . Dies bedeutet zum einen, dass seine Höhe h2 gegenüber seinen lateralen Ausdehnungen 11 , 12 ( 12 nicht dargestellt ) deutlich geringer ist , und zum anderen, dass der Träger 2 im Wesentlichen, das heißt im Rahmen üblicher Herstellungstoleranzen, keine Krümmungen aufweist . Der Träger 2 kann eine Höhe h2 von etwa 30 pm aufweisen .
Das Trägerelement 3 ist insbesondere im Hinblick auf die von dem Halbleiterchip 12 erzeugte Strahlung strahlungsdurchlässig . Dies ermöglicht eine bessere Strahlungsverteilung im Gehäuse 6 beziehungsweise in der Kavität 7 des Gehäuses 6 . Geeignete Materialien für das Trägerelement 3 sind beispielsweise Glas oder Kunststof f . Bei dem Trägerelement 3 kann es sich um eine Folie handeln .
Weiterhin können insbesondere die Leiterbahnen 4B, 5B der Kontaktstrukturen 4 , 5 aus einem strahlungsdurchlässigen Material wie etwa TCO gebildet sein . Hingegen kommen für die Kontaktbereiche 4A, 5A beispielsweise Metalle oder Metallverbindungen in Frage , die sich neben ihrer elektrischen Leitfähigkeit durch eine vergleichsweise hohe Ref lektivität für die von dem Halbleiterchip 12 emittierte Strahlung aus zeichnen .
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 eignet sich aufgrund seiner vergleichsweise geringen Bauteilgröße besonders für MikroLed-Anwendungen .
In Verbindung mit den Figuren 2A und 2B wird ein zweites Aus führungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 beschrieben . Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zum ersten Aus führungsbeispiel eingegangen .
Der Träger 2 ist in das Gehäuse 6 eingebettet , so dass sich ein erster Teil 60A des Gehäuses 6 an der ersten Hauptfläche 2A und ein zweiter Teil 60B des Gehäuses 6 an der zweiten Hauptfläche 2B des Trägers 2 befindet . Beispielsweise bildet der erste Teil 60A des Gehäuses 6 die reflektierende Gehäusewand 8 .
Der Halbleiterchip 12 ist im zweiten Teil 60B des Gehäuses 6 angeordnet . Beispielsweise ist der Halbleiterchip 12 in einer Kavität 17 des zweiten Teils 60B des Gehäuses 6 angeordnet und dabei in eine Umhüllung 15 eingebettet , die ebenfalls in der Kavität 17 angeordnet ist . Die Umhüllung 15 kann separat ausgebildet sein oder zum zweiten Teil 60B des Gehäuses 6 gehören . Weiterhin kann eine Reflektorschicht 18 an der Rückseite 1B des Halbleiterbauelements 1 angeordnet sein, welche die auftref fende Strahlung zumindest teilweise zur Vorderseite 1A reflektiert . Die Reflektorschicht 18 kann eine Metallschicht enthalten oder daraus bestehen . Alternativ kommt als Reflektorschicht 18 ein Braggspiegel , das heißt eine Folge dielektrischer Schichten mit alternierendem Brechungsindex, in Betracht .
Die Einbettung des Trägers 2 kann an verschiedenen vertikalen Positionen vx des Gehäuses 6 erfolgen .
Weiterhin überragt der Träger 2 das Gehäuse 6 lateral parallel zur ersten lateralen Richtung LI , so dass der erste und zweite Kontaktbereich 4A, 5A von dem Gehäuse 6 zumindest teilweise unbedeckt sind .
Wie aus Figur 2B hervorgeht , kann das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 an dem ersten Kontaktbereich 4A durch ein erstes Anschlussmittel 19A und an dem zweiten Kontaktbereich 5A durch ein zweites Anschlussmittel 19B mit einem Anschlussträger 20 elektrisch leitend verbunden werden . Bei dem ersten und zweiten Anschlussmittel 19A, 19B kann es sich um Lötkugeln handeln .
Figur 3 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 21 .
Die optoelektronische Vorrichtung 21 umfasst drei optoelektronische Halbleiterbauelemente 1 gemäß einem der oben beschriebenen Aus führungsbeispiele , die entlang der zweiten lateralen Richtung L2 nebeneinander angeordnet sind . Die Gehäuse 6 von zwei aneinander grenzenden optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 sind einstückig ausgebildet . Die Träger 2 sind so angeordnet , dass sich die ersten Kontaktbereiche 4A der Halbleiterbauelemente 1 an einer ersten Seite 21C der optoelektronischen Vorrichtung 21 und die zweiten Kontaktbereiche 5A an einer der ersten Seite 21C gegenüber liegenden zweiten Seite 21D befinden . Diese Anordnung ermöglicht es , dass j edes Halbleiterbauelement 1 unabhängig von den anderen elektrisch kontaktiert werden kann .
In j edem Gehäuse 6 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 12B, 12G, 12R angeordnet , wobei die Halbleiterchips 12B, 12G, 12R Strahlung verschiedener Wellenlänge emittieren . Beispielsweise emittiert der Halbleiterchip 12B blaues Licht , der Halbleiterchip 12G grünes Licht und der Halbleiterchip 12R rotes Licht . Bei der optoelektronischen Vorrichtung 21 kann es sich also um eine RGB-Einheit handeln .
Die optoelektronische Vorrichtung 21 weist eine erste laterale Ausdehnung 11 auf , die beispielsweise etwa 50 pm beträgt . Weiterhin weist die optoelektronische Vorrichtung 21 eine zweite laterale Ausdehnung 12 auf , die beispielsweise etwa 100 pm beträgt . Schließlich kann die Höhe h der optoelektronischen Vorrichtung 21 etwa 10 pm betragen .
Die optoelektronische Vorrichtung 21 eignet sich aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Bauteilgröße ebenfalls für MikroLed-Anwendungen .
In Verbindung mit den Figuren 4 bis 12 werden verschiedene Aus führungsbeispiele eines Verfahrens zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und/oder optoelektronischen Vorrichtungen der oben genannten Art beschrieben .
Figur 4A stellt den Verfahrensschritt der Bereitstellung eines Ausgangsträgers 24 dar, der einen Verbund von mehreren, reihenförmig angeordneten Trägern 2 aufweist , wobei j eweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 12 auf einem Träger 2 angeordnet und elektrisch leitend mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur 4 , 5 des Trägers 2 verbunden wird . Insbesondere wird der optoelektronische Halbleiterchip 12 auf einer ersten Leiterbahn 4B der ersten Kontaktstruktur 4 und/oder auf einer zweiten Leiterbahn 5B der zweiten Kontaktstruktur 5 befestigt , wobei die Halbleiterchips 12 beispielsweise mittels Trans ferdruck auf den Trägern angeordnet werden . Weiterhin kann die erste Leiterbahn 4B mit einem ersten Anschlussbereich 13 und die zweite Leiterbahn 5B mit einem zweiten Anschlussbereich 14 des Halbleiterchips 12 elektrisch leitend verbunden werden (vgl . Figur 1 ) . Der Ausgangsträger 24 kann kontinuierlich, das heißt im Wesentlichen ohne Unterbrechungen zwischen den Trägern 2 , ausgebildet sein .
Wie in Figur 4B dargestellt , kann der Ausgangsträger 24 alternativ Unterbrechungen aufweisen, wobei die Träger 2 durch Zwischenräume 23 voneinander beabstandet sind . Insbesondere sind die Träger 2 j eder Reihe durch Zwischenräume 23 voneinander beabstandet . Weiterhin sind j eweils zwei benachbarte Reihen von Trägern 2 durch eine Reihe von Trennstrukturen 22 miteinander verbunden, wobei die Trennstrukturen 22 j eder Reihe ebenfalls durch Zwischenräume 23 voneinander beabstandet sind . Bei einer Vereinzelung des Trägerverbunds werden die Trennstrukturen 22 zumindest teilweise durchtrennt . Diese Aus führungs form eines Ausgangsträgers 24 eignet sich besonders für die Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung 21 (vgl . Figur 3 ) .
Zur Erzeugung von Gehäusekörpern 9 wird in einem weiteren Schritt , der in Figur 5 dargestellt ist , auf eine erste Hauptfläche 24A des Ausgangsträgers 24 eine Schicht 25 eines Gehäusekörpermaterials formschlüssig aufgebracht . Beispielsweise wird das Gehäusekörpermaterial auf die erste Hauptfläche 24A auf geschleudert . Als Gehäusekörpermaterial eignet sich hier beispielsweise Spin-on Glass ( SOG) .
Zur Erzeugung von Kavitäten 7 wird die Schicht 25 in weiteren Schritten strukturiert . Beispielsweise wird die Schicht 25 fotolithografisch strukturiert . Hierbei kann auf die Schicht 25 eine fotostrukturierbare Maskenschicht 26 , beispielsweise eine Fotolackschicht , aufgebracht , belichtet und entwickelt werden (vgl . Figuren 6 , 7B ) . Mithil fe der Maskenschicht 26 kann die Schicht 25 strukturiert werden (vgl . Figur 7A) . Beispielsweise erfolgt die Strukturierung mittels Trockenätzen . Anschließend wird die Maskenschicht 26 entfernt (vgl . Figur 8 ) .
Wie aus Figur 7B hervorgeht , kann zumindest ein Teil der Träger 2 eine Aussparung 28 aufweisen, in die ein Verankerungselement 27 eingrei ft . Insbesondere wird das Verankerungselement 27 mit dem zugehörigen Gehäusekörper 9 beziehungsweise Gehäuse einstückig ausgebildet . Das Verankerungselement 27 sorgt für eine stabilere mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Träger 2 .
Zur Erzeugung einer Reflektorschicht 10 auf den Gehäusekörpern 9 können die Kavitäten 7 zunächst mit einem beispielsweise fotostrukturierbaren Füllmaterial 29 , zum Beispiel einem Fotolack, ausgefüllt werden, das nach der Herstellung der Reflektorschicht 10 oder nach der Herstellung einer Passivierungsschicht 11 entfernt wird (vgl . Figuren 9 bis 11 ) . Dadurch kann eine Bedeckung von Innenflächen der Gehäusekörper 9 , welche die j eweilige Kavität 7 begrenzen, durch die Reflektorschicht 10 beziehungsweise Passivierungsschicht 11 verhindert werden . Die Reflektorschicht 10 wird auf Seitenflächen 9C der Gehäusekörper 9 aufgebracht . Weiterhin wird die Reflektorschicht 10 auf die ersten Hauptflächen 9A der Gehäusekörper 9 aufgebracht . Beispielsweise wird die Reflektorschicht 10 , etwa wenn sie aus einer Metallschicht besteht , auf die Gehäusekörper 9 auf gesputtert .
Die Passivierungsschicht 11 wird beispielsweise mittels ALD ( atomic layer deposition) auf die Reflektorschicht 10 aufgebracht (vgl . Figur 11 ) . Die Passivierungsschicht 11 kann zum Beispiel SiO2 oder Parylene enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen .
Zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils oder einer optoelektronischen Vorrichtung, wobei der Träger 2 wie zum Beispiel bei dem zweiten Aus führungsbeispiel in das Gehäuse 6 eingebettet ist , so dass sich ein erster Teil 60A des Gehäuses 6 an der ersten Hauptfläche 2A und ein zweiter Teil 60B des Gehäuses 6 an der zweiten Hauptfläche 2B des Trägers 2 befindet , kann das in Verbindung mit den Figuren 4 bis 11 beschriebene Verfahren fortgeführt werden .
Wie in Figur 12 dargestellt , können hierbei die in Verbindung mit den Figuren 5 bis 11 beschriebenen Schritte auf einer zweiten Hauptfläche 24B des Ausgangsträgers 24 in ähnlicher Weise durchgeführt werden, das heißt beispielsweise , dass eine weitere Schicht eines Gehäusematerials auf die zweite Hauptfläche 24B aufgebracht werden kann, die zur Ausbildung eines zweiten Teils der Gehäusekörper 9 und darüber hinaus der Umhüllungen 15 vorgesehen ist . Ferner kann auf den zweiten Teil der Gehäusekörper 9 eine weitere Reflektorschicht 18 und darüber hinaus eine weitere Passivierungsschicht 11 ' aufgebracht werden . Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist .
Bezugs zeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauelement
1A Vorderseite
1B Rückseite
2 Träger
2A erste Hauptfläche
2B zweite Hauptfläche
3 Trägerelement
4 erste Kontaktstruktur
4A erster Kontaktbereich
4B erste Leiterbahn
5 zweite Kontaktstruktur
5A zweiter Kontaktbereich
5B zweite Leiterbahn
6 Gehäuse
6B zweite Hauptfläche
7 , 17 Kavität
8 reflektierende Gehäusewand
9 Gehäusekörper
9A erste Hauptfläche
9B zweite Hauptfläche
9C Seitenfläche
10 , 18 Reflektorschicht
11 , 11 ' Passivierungsschicht
12 , 12B, 12G, 12R optoelektronischer Halbleiterchip
12C Seitenfläche
13 erster Anschlussbereich
14 zweiter Anschlussbereich
15 Umhüllung
16 I solierschicht
19A erstes Anschlussmittel
19B zweites Anschlussmittel 20 Anschlussträger
21 optoelektronische Vorrichtung
21C erste Seite
21D zweite Seite
22 Trennstruktur
23 Zwischenraum
24 Ausgangsträger
24A erste Hauptfläche
24B zweite Hauptfläche
25 Schicht aus Gehäusekörpermaterial
26 Maskenschicht
27 Verankerungselement
28 Aussparung
29 Füllmaterial al erster Außendurchmesser a2 zweiter Außendurchmesser
11 erste laterale Ausdehnung
12 zweite laterale Ausdehnung d Wandstärke h, hl , h2 , h3 Höhe vx vertikale Position
LI erste laterale Richtung
L2 zweite laterale Richtung
S Strahlung
V vertikale Richtung

Claims

- 34 - Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) umfassend
- einen Träger (2) , der ein Trägerelement (3) und eine erste und zweite Kontaktstruktur (4, 5) aufweist,
- einen optoelektronischen Halbleiterchip (12) , der an dem Träger (2) angeordnet und mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur (4, 5) elektrisch leitend verbunden ist,
- ein Gehäuse (6) , das formschlüssig mit dem Träger (2) verbunden ist und eine Kavität (7) aufweist, die seitlich durch eine reflektierende Gehäusewand (8) des Gehäuses (6) begrenzt wird und auf der Seite einer ersten Hauptfläche
(2A) des Trägers (2) angeordnet ist, wobei eine Wandstärke (d) der Gehäusewand (8) im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich liegt, wobei
- das Gehäuse (6) auf dem Träger (2) angeordnet ist, und der optoelektronische Halbleiterchip (12) und die erste und zweite Kontaktstruktur (4, 5) auf einer dem Gehäuse (6) abgewandten Seite des Trägerelements (3) angeordnet sind, oder
- der Träger (2) in das Gehäuse (6) eingebettet ist, so dass sich Teile (60A, 60B) des Gehäuses (6) an einer ersten Hauptfläche (2A) und an einer zweiten Hauptfläche (2B) des Trägers (2) befinden.
2. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Wandstärke (d) maximal 10 pm beträgt.
3. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) eine Höhe (h) im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich aufweist. 35
4. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (12) in Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement (1) innerhalb der Gehäusewand (8) angeordnet ist.
5. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) einen Gehäusekörper (9) und eine Reflektorschicht (10, 18) aufweist, die auf dem Gehäusekörper (9) angeordnet ist.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Gehäusekörper (9) ein fotostrukturierter Körper ist.
7. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorschicht (10, 18) eine Metallschicht enthält.
8. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kontaktstruktur (4) einen ersten, an einem ersten Seitenrand des Trägers (2) angeordneten Kontaktbereich (4A) und die zweite Kontaktstruktur (5) einen zweiten, an einem zweiten Seitenrand des Trägers (2) angeordneten Kontaktbereich (5A) aufweist, und wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (1) mittels des ersten und zweiten Kontaktbereichs (4A, 5A) von außen elektrisch anschließbar ist .
9. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Träger (2) das Gehäuse (6) derart lateral überragt, dass der erste und zweite Kontaktbereich (4A, 5A) von dem Gehäuse (6) unbedeckt sind.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) zumindest ein Verankerungselement (27) aufweist, das in einer Aussparung (28) des Trägers (2) angeordnet ist.
11. Optoelektronische Vorrichtung (21) , die zumindest zwei optoelektronische Halbleiterbauelemente (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei die Gehäuse (6) von zwei aneinander grenzenden optoelektronischen Halbleiterbauelementen (1) einstückig ausgebildet sind.
12. Verfahren zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) und/oder zumindest einer optoelektronischen Vorrichtung (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche wobei die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden:
- Bereitstellen eines Ausgangsträgers (24) , der einen Träger (2) oder einen Verbund von mehreren Trägern (2) aufweist,
- Anordnen zumindest eines optoelektronischen Halbleiterchips (12) auf jeweils einem Träger (2) und elektrisch leitendes
Verbinden mit der ersten und zweiten Kontaktstruktur (4, 5) des Trägers ( 2 ) ,
- Erzeugen eines oder mehrerer Gehäuse (6) durch:
- Ausbilden zumindest eines Teils eines Gehäusekörpers (9) oder jeweils zumindest eines Teils mehrerer Gehäusekörper (9) aus zumindest einer Schicht (25) eines Gehäusekörpermaterials, wobei die zumindest eine Schicht (25) formschlüssig auf eine erste Hauptfläche (24A) des
Ausgangsträgers (24) aufgebracht und jeweils mit einer Kavität (7) für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) oder jeweils mehreren Kavitäten (7) für eine optoelektronische Vorrichtung (21) ausgebildet wird, und - Erzeugen einer Reflektorschicht (10) auf dem oder den
Gehäusekörpern (9) , so dass die Kavität oder Kavitäten (7) seitlich jeweils durch eine reflektierende Gehäusewand (8) begrenzt wird/werden, deren Wandstärke (d) im ein- bis zweistelligen Mikrometerbereich liegt/liegen .
13. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kavität oder Kavitäten (7) in der zumindest einen Schicht (25) des Gehäusekörpermaterials mittels Fotolithografie erzeugt werden.
PCT/EP2021/087257 2021-01-13 2021-12-22 Optoelektronisches halbleiterbauelement, optoelektronische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbaulements und/oder einer optoelektronischen vorrichtung WO2022152533A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/272,074 US20240079531A1 (en) 2021-01-13 2021-12-22 Optoelectronic semiconductor component, optoelectronic device, and method for producing an optoelectronic semiconductor component and/or optoelectronic device
CN202180083642.0A CN116686104A (zh) 2021-01-13 2021-12-22 光电子半导体器件，光电子设备以及用于制造光电子半导体器件和/或光电子设备的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021100546.9 2021-01-13
DE102021100546.9A DE102021100546A1 (de) 2021-01-13 2021-01-13 Optoelektronisches halbleiterbauelement, optoelektronische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbaulements und/oder einer optoelektronischen vorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022152533A1 true WO2022152533A1 (de) 2022-07-21

Family

ID=79730352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/087257 WO2022152533A1 (de) 2021-01-13 2021-12-22 Optoelektronisches halbleiterbauelement, optoelektronische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbaulements und/oder einer optoelektronischen vorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240079531A1 (de)
CN (1) CN116686104A (de)
DE (1) DE102021100546A1 (de)
WO (1) WO2022152533A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090116209A1 (en) * 2005-07-21 2009-05-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Housing for an optoelectronic component emitting electromagnetic radiation, component emitting electromagnetic radiation, and method for the production of a housing or a component
US20090289272A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Kim Geun Ho Light emitting device package
US20200105978A1 (en) * 2018-09-27 2020-04-02 Nichia Corporation Light-emitting device and manufacturing method thereof
US20200152822A1 (en) * 2016-03-23 2020-05-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for Producing an Electronic Device and Electronic Device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7484457B2 (ja) 2019-06-12 2024-05-16 東レ株式会社 マイクロｌｅｄディスプレイ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090116209A1 (en) * 2005-07-21 2009-05-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Housing for an optoelectronic component emitting electromagnetic radiation, component emitting electromagnetic radiation, and method for the production of a housing or a component
US20090289272A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Kim Geun Ho Light emitting device package
US20200152822A1 (en) * 2016-03-23 2020-05-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for Producing an Electronic Device and Electronic Device
US20200105978A1 (en) * 2018-09-27 2020-04-02 Nichia Corporation Light-emitting device and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN116686104A (zh) 2023-09-01
US20240079531A1 (en) 2024-03-07
DE102021100546A1 (de) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1597776B1 (de) Lichtemitterendes halbleiterbauelement
DE112015002479B4 (de) Halbleiterbauelement und Beleuchtungsvorrichtung
DE102015110770B4 (de) Optoelektronische Vorrichtung
EP1528603B1 (de) Lumineszenzdiodenchip
DE102013100711B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Bauelemente
DE102008009769A1 (de) Doppel-Flip-Halbleiterbauelement und Herstellungsverfahren
DE102013114466A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102018123851A1 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
DE102016117189A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
DE112016005214B4 (de) Strahlungsemittierender Halbleiterchip, optoelektronisches Bauelement mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip und Verfahren zur Beschichtung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips
WO2022152533A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement, optoelektronische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbaulements und/oder einer optoelektronischen vorrichtung
WO2023001469A1 (de) Optoelektronisches halbleiterelement und optoelektronisches bauelement
WO2022100976A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil und dessen verfahren zur herstellung
DE102021202026A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauelements
DE112018004133T5 (de) Lumineszenzdiode
WO2021204653A1 (de) Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
WO2019197465A1 (de) Optoelektronisches bauelement mit passivierungsschicht und dessen herstellungsverfahren
WO2020088988A1 (de) Verfahren zur herstellung eines leuchtdiodenchips mit einer konverterschicht und leuchtdiodenchip
DE102014100542A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer lateral strukturierten Schicht und optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einer solchen Schicht
DE102021126160A1 (de) Optoelektronisches konverterelement, optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
WO2021032397A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
DE102021113016A1 (de) Halbleiterlaser und optoelektronisches halbleiterkonverterelement
WO2020053346A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer ersten und zweiten metallschicht sowie verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements
DE102022101575A1 (de) Verfahren zur herstellung einer vielzahl optoelektronischer halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip
DE102022129759A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements und optoelektronisches halbleiterbauelement

Legal Events

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

Ref document number: 21844685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180083642.0

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18272074

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21844685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1