WO2023088753A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements Download PDF

Info

Publication number
WO2023088753A1
WO2023088753A1 PCT/EP2022/081297 EP2022081297W WO2023088753A1 WO 2023088753 A1 WO2023088753 A1 WO 2023088753A1 EP 2022081297 W EP2022081297 W EP 2022081297W WO 2023088753 A1 WO2023088753 A1 WO 2023088753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optoelectronic component
semiconductor chip
reflective layer
encapsulation
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/081297
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp McCaw
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
Publication of WO2023088753A1 publication Critical patent/WO2023088753A1/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
    • 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
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape

Definitions

  • An optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component are specified.
  • At least one object of certain embodiments is to specify an optoelectronic component with improved emission characteristics and a method for producing an optoelectronic component with improved emission characteristics.
  • the optoelectronic component comprises a carrier.
  • the carrier has, for example, a polymer, a metal or a ceramic material and is set up in particular for making electrical contact with the optoelectronic component.
  • the carrier is preferably set up for surface mounting of the optoelectronic component.
  • the carrier has electrical connection contacts, which are also set up as mounting surfaces for fastening the optoelectronic component, for example on a printed circuit board.
  • the optoelectronic component can have a so-called quad-flat-no-leads-package design, for example.
  • the carrier is preferably set up to mechanically support the optoelectronic component. In other words, the carrier ensures mechanical stability of the optoelectronic component.
  • the optoelectronic component comprises a semiconductor chip which is arranged on the carrier and is set up to generate electromagnetic radiation.
  • the semiconductor chip is applied, in particular, to a main area of the carrier which is set up for making electrical contact with the semiconductor chip.
  • the main surface of the carrier preferably corresponds to a main extension plane of the carrier or runs parallel to it at least in places.
  • the semiconductor chip has in particular a semiconductor layer sequence with at least one p-doped semiconductor region and at least one n-doped semiconductor region.
  • the semiconductor layer sequence comprises in particular an active layer for generating electromagnetic radiation.
  • the semiconductor chip is a light-emitting diode.
  • the semiconductor layer sequence has, for example, a II-IV compound semiconductor material.
  • a III/V compound semiconductor material has at least one element from the third main group, such as B, Al, Ga, In, and one element from the fifth main group, such as N, P, As, for example.
  • the term “III/V compound semiconductor material” includes the group of binary, ternary or quaternary compounds which contain at least one element from the third main group and at least one element from the fifth main group, for example nitride and phosphide compound semiconductors.
  • a nitride compound semiconductor preferably comprises AlnGamlnx-n-mN, where 0 ⁇ n ⁇ 1, 0 ⁇ m ⁇ 1 and n+m ⁇ 1.
  • a phosphide compound semiconductor preferably comprises AlnGamlnx-n-mP, where 0 ⁇ n ⁇ 1 , 0 ⁇ m ⁇ 1 and n+m ⁇ 1 .
  • Such binary, ternary or quaternary compounds can also have, for example, one or more dopants and additional components.
  • the semiconductor chip emits in particular electromagnetic radiation in a spectral range between ultraviolet light and infrared light.
  • the semiconductor chip preferably emits electromagnetic radiation in the ultraviolet and/or blue spectral range.
  • a reflective layer can be arranged between the semiconductor chip and the carrier.
  • the reflective layer is set up in particular for at least partial reflection of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the semiconductor chip is a flip chip.
  • a flip chip has, in particular, metallic contact surfaces for making electrical contact with the semiconductor layer sequence on the side of the semiconductor chip facing the carrier, it being possible for the metallic contact surfaces to be set up as a reflective layer.
  • the semiconductor chip can also be electrically contact-connected to the carrier via bonding wires.
  • the optoelectronic component has an encapsulation that covers all areas of the semiconductor chip that are not covered by the carrier.
  • radiation decoupling surfaces of the semiconductor chip via which electromagnetic radiation generated during operation is decoupled from the semiconductor chip, are covered by the encapsulation.
  • the encapsulation stands for example in direct contact with the areas of the semiconductor chip that are not covered by the carrier.
  • the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation preferably enters the encapsulation as completely as possible.
  • the encapsulation is in particular transparent to electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the encapsulation preferably absorbs less than 5%, particularly preferably less than 1%, of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the encapsulation comprises, for example, a silicone, an epoxy resin or a polymer.
  • the encapsulation is applied to the carrier and to the semiconductor chip, for example, by casting or compression molding.
  • the optoelectronic component can additionally have a frame which is applied to the carrier and laterally surrounds the semiconductor chip.
  • the frame preferably completely surrounds the semiconductor chip.
  • lateral designates a direction parallel to the main surface of the carrier on which the semiconductor chip is applied.
  • the frame is set up, for example, for mold casting of the encapsulation.
  • the optoelectronic component comprises a radiation-influencing element which is set up for at least partially deflecting the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the radiation-influencing element is set up, in particular, to change an emission characteristic of the optoelectronic component, in particular in a predeterminable manner.
  • the radiation characteristics give a distribution an intensity of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component during operation as a function of a radiation angle.
  • the emission angle is in particular an angle between an emission direction of the electromagnetic radiation generated during operation and a surface normal of the main surface of the carrier.
  • the emission characteristic indicates an intensity of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component as a function of the position on a radiation decoupling surface of the optoelectronic component.
  • the radiation-influencing element is preferably set up to increase a side emission of the optoelectronic component compared to an optoelectronic component of identical construction which has no radiation-influencing element.
  • an increased side emission means that a proportion of the electromagnetic radiation generated during operation, which is emitted in a direction parallel to the main surface of the carrier, compared to an emitted proportion of the electromagnetic radiation generated during operation in a direction perpendicular to the main surface of the carrier is increased .
  • the radiation-influencing element is set up in particular for at least partial reflection of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the radiation-influencing element has a reflective layer, a reflective layer sequence, or a matrix material with reflective particles embedded therein.
  • the encapsulation has a radiation decoupling surface, via which electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation is decoupled.
  • the radiation decoupling surface comprises in particular a main surface of the encapsulation, which faces away from the carrier, and/or side surfaces of the encapsulation.
  • the main surface of the encapsulation is preferably flat. In other words, the main surface of the encapsulation is preferably not curved or arched and has no edges. Furthermore, the main surface of the encapsulation is preferably arranged parallel or with a deviation of at most +/- 2° parallel to the main surface of the carrier. Side surfaces of the encapsulation are in particular inclined or arranged perpendicular to the main surface of the carrier.
  • the radiation-influencing element is arranged directly on the radiation coupling-out surface.
  • the radiation-influencing element is applied directly to the main surface of the encapsulation and/or to side surfaces of the encapsulation. In other words, preferably no further elements are arranged between the encapsulation and the radiation-influencing element.
  • the optoelectronic component comprises:
  • a radiation-influencing element which is set up for at least partially deflecting the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation, wherein
  • the encapsulation has a radiation decoupling surface, via which electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation is decoupled, and
  • the radiation-influencing element is arranged directly on the radiation decoupling surface.
  • the optoelectronic component described here allows a simple adaptation of the emission characteristic through a suitable choice of the element influencing the radiation.
  • the optoelectronic component is set up, for example, for backlighting screens. In this case, the optoelectronic component should illuminate at least a partial area of the screen as uniformly as possible.
  • Light-emitting diodes with a conversion layer applied thereto, which are designed to emit white light, are not suitable or only suitable to a limited extent for the uniform direct illumination of partial areas of the screen.
  • electromagnetic radiation generated during operation is diffusely scattered by the conversion layer and is preferably emitted in a direction perpendicular to the main extension plane of the conversion layer.
  • the light-emitting diode with the conversion layer applied to it has an emission characteristic that is seen by Lambert Distribution follows.
  • the proportion of electromagnetic radiation generated during operation, which is emitted perpendicularly to the main extension plane of the conversion layer, can lead to non-uniform background lighting and in particular to unfavorable bright spots (so-called "hotspots") on the screen.
  • an optoelectronic component with a radiation-influencing element in the form of a thin reflective layer can advantageously have a low component height, in contrast to a radiation-influencing element, for example in the form of a thick diffuser cap.
  • the radiation-influencing element is arranged directly on a planar main surface of the encapsulation, which is opposite the main surface of the carrier.
  • Electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation which propagates through the encapsulation, is at least partially reflected at the radiation-influencing element, for example in the direction of the side surfaces of the encapsulation, and is coupled out from the optoelectronic component via side surfaces of the encapsulation.
  • the radiation-influencing element thus increases the side emission of the optoelectronic component.
  • a proportion of electromagnetic radiation generated during operation that is not reflected by the radiation-influencing element is in particular transmitted through the radiation-influencing element and coupled out from the optoelectronic component.
  • a reflectivity of the radiation-influencing element is at least 30% for electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation. In other words, at least 30% of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip and incident on the radiation-influencing element is reflected.
  • the encapsulation has at least one conversion substance, the conversion substance at least partially absorbing electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation and re-emitting in a different wavelength range.
  • the conversion substance absorbs in particular electromagnetic radiation in a first wavelength range and emits electromagnetic radiation in a second wavelength range.
  • the first wavelength range preferably includes electromagnetic radiation with shorter wavelengths than the second wavelength range.
  • the first wavelength range preferably includes electromagnetic radiation that is generated by the semiconductor chip during operation.
  • the semiconductor chip generates electromagnetic radiation in the blue and/or ultraviolet spectral range during operation. Blue and/or ultraviolet electromagnetic radiation is, for example, at least partially converted by the conversion substance into electromagnetic radiation in the red and/or green spectral range.
  • the conversion substance is set up in particular in such a way that preferably white mixed light is coupled out from the optoelectronic component.
  • the conversion substance can be introduced into the encapsulation in particular in the form of particles.
  • the conversion substance can have, for example, one or more of the following materials: garnets of rare earths and alkaline earth metals, nitrides, nitridosilicates, sions, sialons, aluminates, oxides, halophosphates, orthosilicates, sulfides, vandates and chlorosilicates.
  • the conversion substance can additionally or alternatively comprise an organic material which can be selected from a group comprising perylenes, benzopyrenes, coumarins, rhodamines and azo dyes.
  • the conversion substance can be contained in a transparent matrix material, for example, which can be formed by a plastic, a silicone, a glass, a ceramic material or a combination thereof.
  • a transparent matrix material for example, which can be formed by a plastic, a silicone, a glass, a ceramic material or a combination thereof.
  • the encapsulation is set up as a matrix material for the conversion substance.
  • the encapsulation has scattering particles, the scattering particles being set up for at least partial scattering of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the scattering particles are set up in particular for elastic scattering of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • elastic scattering a propagation direction of the electromagnetic radiation can change.
  • elastic scattering does not change the wavelength of the electromagnetic radiation.
  • the scattering particles have titanium dioxide and/or aluminum oxide, for example, or consist of titanium dioxide and/or aluminum oxide.
  • the scattering particles are introduced into the encapsulation and are set up in particular to change an angular distribution of the electromagnetic radiation coupled out from the optoelectronic component during operation. For example, the scattering particles increase the side emission of the optoelectronic component.
  • the scattering particles are set up in such a way that, in comparison to encapsulation without scattering particles, a larger proportion of the electromagnetic radiation generated during operation is decoupled from the optoelectronic component via side surfaces of the encapsulation.
  • the radiation-influencing element has a transmissivity of at most 70%.
  • the transmissivity describes a radiation permeability of the radiation-influencing element for electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the transmissivity describes a proportion of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation, which is incident on the radiation-influencing element and is neither reflected nor absorbed by the radiation-influencing element.
  • the transmissivity of the radiation-influencing element can be set, for example, by a suitable choice of a material, by a suitable choice of a thickness, and by structuring the radiation-influencing element.
  • the thickness refers to an average spatial extension of the radiation-influencing element in a direction perpendicular to the main surface of the encapsulation.
  • the portion of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation that is not transmitted through the radiation-influencing element is preferably reflected by the radiation-influencing element.
  • the electromagnetic radiation is reflected back into the encapsulation and is thereby deflected, for example, in the direction of the side surfaces of the encapsulation. In this way, in particular, the side emission of the optoelectronic component can be increased.
  • the radiation-influencing element comprises a reflective layer which is set up for at least partial reflection of electromagnetic radiation generated during operation.
  • the reflective layer reflects, for example, at least 30% of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip and incident on it.
  • the portion of the electromagnetic radiation that is not reflected is preferably transmitted through the reflective layer.
  • the reflective layer has low absorption for electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation. For example, at most 5% of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip and incident on the reflective layer is absorbed by the reflective layer.
  • the reflective layer is preferably applied directly to the main surface of the encapsulation, which is the carrier opposite . Additionally or alternatively, the reflective layer can also be applied to side surfaces of the encapsulation.
  • the reflective layer comprises a metal and/or a reflective photoresist.
  • the reflective layer includes aluminum or silver.
  • the reflective layer has a thickness of at most 100 nanometers.
  • the transmissivity and/or the reflectivity of the reflective layer can be adjusted by a suitable choice of the thickness.
  • a reflective layer with a small thickness has a higher transmissivity and a lower reflectivity than a reflective layer with a large thickness.
  • the reflective layer comprises a dielectric layer sequence.
  • the dielectric layer sequence has, in particular, a large number of dielectric layers with an alternating refractive index.
  • the dielectric layer sequence forms a Bragg mirror, for example.
  • a suitable choice of a number of the dielectric layers as well as a refractive index difference, in particular a reflectivity of the dielectric layer sequence can be set.
  • the reflective layer has at least one opening through which a region of the radiation decoupling surface of the encapsulation is exposed.
  • the reflective layer can have a large number of openings that are arranged as desired.
  • the features of an opening described below preferably apply to all openings. Alternatively, the characteristics of different openings can also differ.
  • the opening has, for example, a circular or a rectangular cross section.
  • the opening in a plan view of the reflective layer, the opening has, for example, the shape of a circle or the shape of a rectangle.
  • the opening can also have any other shape, such as an oval, a strip-shaped or a ring-shaped shape.
  • the emission characteristic of the optoelectronic component can be set by a suitable choice of a surface of the opening and also a number and/or an arrangement of the plurality of openings.
  • the multiplicity of openings can, for example, be arranged regularly, in particular periodically, or irregularly.
  • the openings in the reflective layer form a regular lattice, such as a square lattice, a rectangular lattice, or a triangular lattice.
  • the reflective layer has a structuring in the lateral direction.
  • the structuring in the lateral direction includes, for example, the arrangement of a large number of openings in the reflective layer.
  • the reflective layer can have at least two non-contiguous partial regions.
  • the structuring includes, for example, an arrangement of a large number of non-contiguous partial areas of the reflective layer.
  • the partial areas can have any shape and be arranged in any way.
  • the reflective layer has a periodic array of circular or rectangular reflective portions.
  • the partial areas preferably have a lateral extent that is significantly larger than the wavelength of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the circular sections have a diameter of between 1 micron and 100 microns inclusive.
  • a large number of ring-shaped openings are arranged concentrically, with a radial extension of the ring-shaped opening increasing with a radius of the ring-shaped opening.
  • a center point of the concentrically arranged annular openings in the reflective layer and the semiconductor chip are preferably arranged along a direction perpendicular to the main plane of extension of the reflective layer.
  • the semiconductor chip is arranged on an imaginary axis through the center point of the concentric rings, with the imaginary axis pointing in the direction of a surface normal of the reflective layer.
  • the radial extent of the ring-shaped opening By increasing the radial extent of the ring-shaped opening with the radius of the ring-shaped opening, it can be achieved, for example, that the intensity of the electromagnetic radiation coupled out from the optoelectronic component is distributed as homogeneously as possible over the main extension plane of the reflective layer.
  • the radial extent of the ring-shaped openings can be adjusted in such a way that the electromagnetic radiation that is coupled out from a peripheral area of the main surface of the encapsulation and from a central area of the main surface of the encapsulation has a similar intensity.
  • the radial extent of the annular openings is, for example, between 1 micrometer and 300 micrometers inclusive.
  • At least part of the electromagnetic radiation generated during operation is transmitted Side faces of the encapsulation that are perpendicular or inclined to the main face of the encapsulation are decoupled.
  • the side emission of the optoelectronic component can be increased by decoupling part of the electromagnetic radiation generated during operation via side surfaces of the encapsulation.
  • electromagnetic radiation emitted by the semiconductor chip in the direction of the main area of the encapsulation can be deflected by the radiation-influencing element in the direction of the side areas of the encapsulation.
  • a receiver is additionally arranged on the carrier laterally next to the semiconductor chip, the receiver being set up for absorbing electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation.
  • the optoelectronic component is set up as a sensor, with the semiconductor chip emitting electromagnetic radiation and the receiver detecting the electromagnetic radiation that is at least partially reflected by an external object.
  • the transmitter and the receiver are advantageously integrated in one component.
  • the emission characteristics of the sensor can be adjusted by adjusting the element that influences radiation.
  • the radiation-influencing element can be set up in such a way that the smallest possible proportion of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip is deflected directly onto the receiver by the radiation-influencing element.
  • the receiver is covered by the encapsulation, and the opening in the reflective layer is arranged above the receiver.
  • the electromagnetic radiation reflected at least partially by the external object can be coupled more efficiently into the optoelectronic component and directed onto the receiver.
  • the arrangement of the opening "above the receiver” means here that the center point of the opening and the receiver are arranged along a direction perpendicular to the main plane of extension of the reflective layer.
  • a carrier is provided.
  • a semiconductor chip is applied to the carrier, the semiconductor chip being set up to generate electromagnetic radiation.
  • the carrier is set up in particular for making electrical contact with the semiconductor chip. Furthermore, the Mounts electrical connection contacts on a side facing away from the semiconductor chip, which are set up for electrical contacting of the optoelectronic component.
  • the connection contacts are in particular in the form of mounting areas which are set up for surface mounting of the optoelectronic component.
  • encapsulation is applied to the carrier and the semiconductor chip, which encapsulation covers all areas of the semiconductor chip that are not covered by the carrier.
  • the encapsulation has in particular a silicone, an epoxy resin or a polymer, which is applied to the carrier and the semiconductor chip, for example by compression molding or casting.
  • a reflective layer is applied to a radiation coupling-out surface of the encapsulation, the reflective layer having a structure in the lateral direction.
  • the reflective layer preferably has a thickness of greater than 10 nanometers and/or less than 100 nanometers and is preferably applied directly to a planar main surface of the encapsulation, which is opposite the carrier.
  • the main surface of the encapsulation is preferably aligned parallel to a main extension plane of the carrier.
  • the reflective layer has a metal or a reflective photoresist
  • the reflective Layer is applied as a continuous layer and the structuring in the lateral direction is done by a lithographic process.
  • a thin metallic layer is evaporated onto the main surface of the encapsulation.
  • a photomask can then be applied to the metallic layer, which has a structure in the form of a large number of openings.
  • the metallic layer in the openings of the photomask is removed, for example, by a wet or dry chemical etching process. After the photomask has been removed, the metallic layer thus has a structuring in the lateral direction, which corresponds to the openings formed in the photomask.
  • the reflective layer is applied by printing or by gluing on a laterally structured reflective foil.
  • non-contiguous partial areas of the main surface of the encapsulation can be printed with a reflective photoresist.
  • a reflective photoresist By printing the planar main surface of the encapsulation with a reflective photoresist, any desired lateral structuring of the reflective layer can be achieved in a simple manner.
  • FIG. 1 shows a perspective side view of an optoelectronic component according to one exemplary embodiment.
  • FIGS. 2A to 2C show schematic sectional illustrations of optoelectronic components in accordance with various embodiments.
  • FIGS. 3A and 3B show a perspective illustration and a schematic plan view of an optoelectronic component in accordance with a further embodiment.
  • FIGS. 4A and 4B show perspective representations of an optoelectronic component according to a further exemplary embodiment.
  • FIGS. 5A to 5E show schematic top views of radiation-influencing elements according to various exemplary embodiments.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic component, which comprises a carrier 1 , a semiconductor chip 2 , a potting 3 and an element 4 influencing radiation.
  • the semiconductor chip 2 is centrally located on a main surface of the Arranged carrier 1 and electrically contacted via bonding wires 12 with the carrier.
  • the carrier has electrical connection contacts 11 on a rear side opposite the main surface.
  • the connection contacts 11 are set up for making electrical contact with the optoelectronic component and are each connected to a bonding wire 12 .
  • the connection contacts 11 are designed in particular as mounting surfaces, so that the optoelectronic component can be surface-mounted.
  • the optoelectronic component can be connected to a printed circuit board via the connection contacts 11 and electrically contacted.
  • An encapsulation 3 is applied to the main surface of the carrier, which encapsulates the semiconductor chip 2 completely. In particular, all areas of the semiconductor chip 2 that are not covered by the carrier 1 are covered by the encapsulation 3 . Electromagnetic radiation emitted by the semiconductor chip 2 during operation thus enters the encapsulation 3 completely.
  • the encapsulation 3 is transparent to electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation. Furthermore, the encapsulation 3 can have scattering particles and/or particles of a conversion substance.
  • the encapsulation 3 includes in particular silicone and is applied to the carrier 1 and the semiconductor chip 2 by a compression molding process.
  • a radiation-influencing element 4 is applied directly to a planar radiation decoupling surface 5 of the encapsulation facing away from the carrier.
  • the radiation-influencing element 4 comprises in particular a partially reflecting layer 6 which completely covers the planar radiation decoupling surface 5 of the encapsulation 3 .
  • the generated by the semiconductor chip during operation electromagnetic radiation is at least partially reflected back into the encapsulation 3 by the reflective layer 6 .
  • the electromagnetic radiation is in particular partially deflected in the direction of the side surfaces 9 of the encapsulation 3 and is coupled out from the optoelectronic component via the side surfaces 9 .
  • the radiation-influencing element 4 is thus set up to increase the side emission of the optoelectronic component.
  • the thickness 14 and the material of the reflective layer 6 in particular the ratio between the electromagnetic radiation reflected and transmitted at the reflective layer 6 can be adjusted.
  • FIG. 2A shows a schematic sectional illustration of an optoelectronic component according to the exemplary embodiment in FIG.
  • the exemplary embodiments in FIGS. 2B and 2C additionally have a frame 13 which is applied to the main surface of the carrier 1 .
  • the frame 13 laterally completely encloses the semiconductor chip 2 .
  • the frame 13 extends from the carrier to the element 4 influencing the radiation.
  • the frame 13 can be set up in particular for casting the encapsulation 3 .
  • the frame 13 in the exemplary embodiment in FIG. 2B only partially covers the side surfaces 9 of the encapsulation 3 .
  • the emission characteristic of the optoelectronic component can be influenced by adjusting the height 15 of the frame 13 .
  • a greater height 15 of the frame 13 leads in particular to a reduced side emission of the optoelectronic component.
  • FIG. 3A shows a perspective illustration of an optoelectronic component, the element 4 influencing the radiation being in the form of a thin reflective layer 6 .
  • the reflective layer 6 has a thickness 14 of less than 100 nanometers.
  • the reflective layer 6 has a structure 10 in the lateral direction.
  • the structure 10 includes a large number of ring-shaped openings 7 in the reflective layer 6, through which partial areas of the main surface of the encapsulation 3 are exposed.
  • the ring-shaped openings 7 are in particular arranged concentrically.
  • the center point of the concentric ring-shaped openings 7 lies on an imaginary axis which is perpendicular to the main surface of the carrier 1 on which the semiconductor chip 2 is arranged.
  • FIG. 3B shows a plan view of the reflective layer 6 of the exemplary embodiment in FIG. 3A.
  • a radial extension 8 of the annular openings 7 increases with a radius of the annular openings 7 .
  • the radial extent 8 of the circular openings 7 is, for example, between 1 micrometer and 100 micrometers inclusive.
  • the transmissivity of the reflective layer 6 also increases with a radial distance from the center. The higher reflectivity in the center of the reflective layer 6 reduces emission from the optoelectronic component in a direction perpendicular to the main surface of the carrier 1 . Disturbing bright spots can thus be reduced or avoided when using the optoelectronic component for backlighting a partial area of screens.
  • FIG. 4A shows a perspective illustration of a further exemplary embodiment of the optoelectronic component.
  • the reflective layer 6 here has a lateral structure 10 in the form of a periodic arrangement of a large number of circular, reflective, non-contiguous partial regions.
  • a diameter of the circular partial area is, for example, between 1 micrometer and 100 micrometers inclusive.
  • FIG. 4B shows a perspective side view of the exemplary embodiment from FIG. 4A.
  • FIGS. 5A to 5E show schematic plan views of a reflective layer 6 with different lateral structures 10.
  • FIG. 5A shows in particular a continuous reflective layer 6 whose transmissivity is determined, for example, by the thickness 14 of the reflective layer
  • the exemplary embodiment in FIG. 5B shows a reflective layer 6 with a centrally arranged circular opening 7 .
  • the circular opening 7 leads in particular to an increased emission in a direction perpendicular to the main surface of the carrier 1 .
  • the transmissivity of the reflective layer 6 can be adjusted by suitably selecting a diameter of the opening
  • the diameter of the opening 7 influences the emission characteristics of the optoelectronic component.
  • FIG. 5C shows a reflective layer 6 with an oval opening 7 which is arranged decentrally.
  • the optoelectronic component has in particular an anisotropic radiation characteristics.
  • a receiver can be arranged below the opening 7 in the reflective layer 6 .
  • the receiver is set up, for example, to absorb the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chip during operation, which is at least partially reflected by an external object.
  • the reflective layer 6 in the exemplary embodiment in FIG. 5D has a lateral structure 10 in the form of a periodic sequence of reflective strips.
  • the reflective strips are separated by openings 7 through which partial areas of the main surface of the encapsulation 3 are exposed.
  • FIG. 5E shows a reflective layer 6 which has a multiplicity of square openings 7 .
  • the openings 7 are arranged periodically and form a regular square grid.
  • the emission characteristics of the optoelectronic component can be set in particular by suitably selecting a size of the openings 7 and a distance between the openings 7 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben, das Folgendes umfasst: - einen Träger, - einen auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip, wobei der Halbleiterchip zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist, - einen Verguss, der alle Flächen des Halbleiterchips überdeckt, die nicht vom Träger bedeckt sind, und - ein strahlungsbeeinflussendes Element, das zur zumindest teilweisen Umlenkung der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist, wobei - der Verguss eine Strahlungsauskoppelfläche aufweist, über die vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird, und - das strahlungsbeeinflussende Element direkt auf der Strahlungsauskoppelfläche angeordnet ist.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
Es werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben .
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Aus führungs formen ist es , ein optoelektronisches Bauelement mit einer verbesserten Abstrahlcharakteristik und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einer verbesserten Abstrahlcharakteristik anzugeben .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement einen Träger .
Der Träger weist beispielsweise ein Polymer, ein Metall oder ein keramisches Material auf und ist insbesondere zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements eingerichtet . Der Träger ist bevorzugt zu einer Oberflächenmontage des optoelektronischen Bauelements eingerichtet . Zum Beispiel weist der Träger elektrische Anschlusskontakte auf , die auch als Montageflächen zu einer Befestigung des optoelektronischen Bauelements , beispielsweise auf einer Leiterplatte , eingerichtet sind . Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise eine sogenannte Quad-Flat-No-Leads-Package Bauform aufweisen . Der Träger ist bevorzugt dazu eingerichtet , das optoelektronische Bauelement mechanisch zu stützen . In anderen Worten gewährleistet der Träger eine mechanische Stabilität des optoelektronischen Bauteils . Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement einen Halbleiterchip, der auf dem Träger angeordnet ist und zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist . Der Halbleiterchip ist insbesondere auf einer Hauptfläche des Trägers aufgebracht , die zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips eingerichtet ist . Die Hauptfläche des Trägers entspricht bevorzugt einer Haupterstreckungsebene des Trägers oder verläuft zumindest stellenweise parallel zu dieser .
Der Halbleiterchip weist insbesondere eine Halbleiterschichtenfolge mit zumindest einem p-dotierten Halbleiterbereich und zumindest einem n-dotierten Halbleiterbereich auf . Die Halbleiterschichtenfolge umfasst insbesondere eine aktive Schicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung . Zum Beispiel ist der Halbleiterchip eine lichtemittierende Diode .
Die Halbleiterschichtenfolge weist beispielsweise ein I I I-V- Verbindungshalbleitermaterial auf . Ein I I I /V-Verbindungs- Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe , wie beispielsweise B, Al , Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe , wie beispielsweise N, P, As , auf . Insbesondere umfasst der Begri f f " I I I /V- Verbindungs-Halbleitermaterial " die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid-Verbindungshalbleiter . Ein Nitrid- Verbindungshalbleiter umfasst vorzugsweise AlnGamlnx-n-mN, wobei 0 < n < 1 , 0 < m < 1 und n+m < 1 ist . Ein Phosphid- Verbindungshalbleiter umfasst vorzugsweise AlnGamlnx-n-mP, wobei 0 < n < 1 , 0 < m < 1 und n+m < 1 ist . Solche binäre , ternäre oder quaternäre Verbindungen können zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstof fe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen .
Der Halbleiterchip emittiert im Betrieb insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem Spektralbereich zwischen ultraviolettem Licht und infrarotem Licht . Bevorzugt emittiert der Halbleiterchip im Betrieb elektromagnetische Strahlung im ultravioletten und/oder blauen Spektralbereich .
Zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger kann eine reflektierende Schicht angeordnet sein . Die reflektierende Schicht ist insbesondere zu einer zumindest teilweisen Reflexion der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet . Beispielsweise ist der Halbleiterchip ein Flip-Chip . Ein Flip-Chip weist insbesondere metallische Kontakt flächen zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge auf der dem Träger zugwandten Seite des Halbleiterchips auf , wobei die metallischen Kontakt flächen als reflektierende Schicht eingerichtet sein können . Der Halbleiterchip kann auch über Bond-Drähte mit dem Träger elektrisch kontaktiert sein .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form weist das optoelektronische Bauelement einen Verguss auf , der alle Flächen des Halbleiterchips überdeckt , die nicht vom Träger bedeckt sind .
Insbesondere sind Strahlungsauskoppel flächen des Halbleiterchips , über die im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung vom Halbleiterchip ausgekoppelt wird, von dem Verguss bedeckt . Der Verguss steht beispielsweise in direktem Kontakt mit den Flächen des Halbleiterchips , die nicht vom Träger bedeckt sind . Bevorzugt tritt die vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung möglichst vollständig in den Verguss ein . Der Verguss ist insbesondere transparent für vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung . Bevorzugt absorbiert der Verguss weniger als 5 % , besonders bevorzugt weniger als 1 % , der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung . Der Verguss umfasst beispielsweise ein Silikon, ein Epoxidharz oder ein Polymer .
Der Verguss ist zum Beispiel durch ein Formgießen oder ein Formpressen auf den Träger und auf den Halbleiterchip aufgebracht . Das optoelektronische Bauelement kann zusätzlich einen Rahmen aufweisen, der auf den Träger aufgebracht ist und den Halbleiterchip lateral umgibt . Bevorzugt umgibt der Rahmen den Halbleiterchip vollständig . Lateral bezeichnet hier und im Folgenden eine Richtung parallel zur Hauptfläche des Trägers , auf der der Halbleiterchip aufgebracht ist . Der Rahmen ist beispielsweise zu einem Formgießen des Vergusses eingerichtet .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ein strahlungsbeeinflussendes Element , das zur zumindest teilweisen Umlenkung der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist .
Das strahlungsbeeinflussende Element ist insbesondere dazu eingerichtet , eine Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauteils insbesondere in vorgebbarer Weise zu ändern . Die Abstrahlcharakteristik gibt eine Verteilung einer Intensität der vom optoelektronischen Bauelement im Betrieb abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung als Funktion eines Abstrahlwinkels an . Der Abstrahlwinkel ist insbesondere ein Winkel zwischen einer Abstrahlrichtung der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung und einer Flächennormalen der Hauptfläche des Trägers . Des Weiteren gibt die Abstrahlcharakteristik eine Intensität der vom optoelektronischen Bauteil abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung als Funktion der Position auf einer Strahlungsauskoppel fläche des optoelektronischen Bauteils an .
Bevorzugt ist das strahlungsbeeinflussende Element dazu eingerichtet , eine Seitenemission des optoelektronischen Bauelements im Vergleich zu einem baugleichen optoelektronischen Bauelement , das kein strahlungsbeeinflussendes Element aufweist , zu erhöhen . Hier und im Folgenden bedeutet eine erhöhte Seitenemission, dass ein Anteil im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung, der in einer Richtung parallel zur Hauptfläche des Trägers emittiert wird, im Vergleich zu einem emittierten Anteil der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung in einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche des Trägers erhöht ist .
Das strahlungsbeeinflussende Element ist insbesondere zur zumindest teilweisen Reflexion der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet . Zum Beispiel weist das strahlungsbeeinflussende Element eine reflektierende Schicht , eine reflektierende Schichtenfolge , oder ein Matrixmaterial mit darin eingebetteten reflektierenden Partikeln auf . Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist der Verguss eine Strahlungsauskoppel fläche auf , über die vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird .
Die Strahlungsauskoppel fläche umfasst insbesondere eine Hauptfläche des Vergusses , die dem Träger abgewandt ist , und/oder Seitenflächen des Vergusses . Die Hauptfläche des Vergusses ist bevorzugt plan . In anderen Worten ist die Hauptfläche des Vergusses bevorzugt nicht gekrümmt oder gewölbt und weist keine Kanten auf . Des Weiteren ist die Hauptfläche des Vergusses bevorzugt parallel oder mit einer Abweichung von höchstens + /- 2 ° parallel zur Hauptfläche des Trägers angeordnet . Seitenflächen des Vergusses sind insbesondere geneigt oder senkrecht zur Hauptfläche des Trägers angeordnet .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements ist das strahlungsbeeinflussende Element direkt auf der Strahlungsauskoppel fläche angeordnet . Beispielsweise ist das strahlungsbeeinflussende Element direkt auf die Hauptfläche des Vergusses und/oder auf Seitenflächen des Vergusses aufgebracht . In anderen Worten sind bevorzugt keine weiteren Elemente zwischen dem Verguss und dem strahlungsbeeinflussenden Element angeordnet .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement :
- einen Träger, - einen auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip, wobei der Halbleiterchip zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist ,
- einen Verguss , der alle Flächen des Halbleiterchips überdeckt , die nicht vom Träger bedeckt sind, und
- ein strahlungsbeeinflussendes Element , das zur zumindest teilweisen Umlenkung der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist , wobei
- der Verguss eine Strahlungsauskoppel fläche aufweist , über die vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird, und
- das strahlungsbeeinflussende Element direkt auf der Strahlungsauskoppel fläche angeordnet ist .
Das hier beschriebene optoelektronische Bauelement erlaubt eine einfache Anpassung der Abstrahlcharakteristik durch eine geeignete Wahl des strahlungsbeeinflussenden Elements . Das optoelektronische Bauelement ist beispielsweise zur Hintergrundbeleuchtung von Bildschirmen eingerichtet . Dabei soll das optoelektronische Bauelement zumindest einen Teilbereich des Bildschirms möglichst gleichmäßig ausleuchten . Lichtemittierende Dioden mit einer darauf aufgebrachten Konversionsschicht , die zur Emission weißen Lichtes eingerichtet sind, sind nicht oder nur eingeschränkt zur gleichmäßigen direkten Ausleuchtung von Teilbereichen des Bildschirms geeignet . Insbesondere wird im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung von der Konversionsschicht di f fus gestreut und bevorzugt in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Konversionsschicht emittiert . Beispielsweise weist die lichtemittierende Diode mit der darauf aufgebrachten Konversionsschicht eine Abstrahlcharakteristik auf , die einer Lambert ’ sehen Verteilung folgt . Dabei kann der Anteil im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung, der senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Konversionsschicht emittiert wird, zu einer ungleichmäßigen Hintergrundbeleuchtung und insbesondere zu unvorteilhaften hellen Flecken ( sogenannte „Hotspots" ) auf dem Bildschirm führen .
Durch ein strahlungsbeeinflussendes Element beispielsweise in Form einer dünnen reflektierenden Schicht auf dem Verguss können beispielsweise solche hellen Flecken verringert oder vermieden werden . Des Weiteren kann ein optoelektronisches Bauteil mit einem strahlungsbeeinflussenden Element in Form einer dünnen reflektierenden Schicht im Gegensatz zu einem strahlungsbeeinflussenden Element beispielsweise in Form einer dicken Di f fusorkappe vorteilhaft eine geringe Bauteilhöhe aufweisen .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements ist das strahlungsbeeinflussende Element direkt auf einer planen Hauptfläche des Vergusses angeordnet , die der Hauptfläche des Trägers gegenüberliegt .
Vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung, die sich durch den Verguss ausbreitet , wird am strahlungsbeeinflussenden Element beispielsweise zumindest teilweise in Richtung der Seitenflächen des Vergusses reflektiert und über Seitenflächen des Vergusses vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt . Somit erhöht das strahlungsbeeinflussende Element die Seitenemission des optoelektronischen Bauteils . Ein Anteil im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung, die nicht vom strahlungsbeeinflussenden Element reflektiert wird, wird insbesondere durch das strahlungsbeeinflussende Element transmittiert und vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt . Beispielsweise beträgt eine Ref lektivität des strahlungsbeeinflussenden Elements zumindest 30 % für vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung . In anderen Worten werden zumindest 30% der auf das strahlungsbeeinflussende Element einfallenden, vom Halbleiterchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung reflektiert .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist der Verguss zumindest einen Konversionsstof f auf , wobei der Konversionsstof f vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbiert und in einem anderen Wellenlängenbereich reemittiert .
Der Konversionsstof f absorbiert insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich und emittiert elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich . Bevorzugt umfasst der erste Wellenlängenbereich elektromagnetische Strahlung mit kürzeren Wellenlängen als der zweite Wellenlängenbereich . Des Weiteren umfasst der erste Wellenlängenbereich bevorzugt elektromagnetische Strahlung, die vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugt wird . Zum Beispiel erzeugt der Halbleiterchip im Betrieb elektromagnetische Strahlung im blauen und/oder ultravioletten Spektralbereich . Blaue und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung wird vom Konversionsstof f beispielsweise zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung im roten und/oder grünen Spektralbereich umgewandelt . Der Konversionsstof f ist insbesondere so eingerichtet, dass vom optoelektronischen Bauelement bevorzugt weißes Mischlicht ausgekoppelt wird.
Der Konversionsstoff kann insbesondere in der Form von Partikeln in den Verguss eingebracht sein. Der Konversionsstoff kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Granate der seltenen Erden und der Erdalkalimetalle, Nitride, Nitridosilikate, Sione, Sialone, Aluminate, Oxide, Halophosphate, Orthosilikate, Sulfide, Vandate und Chlorosilikate. Weiterhin kann der Konversionsstoff zusätzlich oder alternativ ein organisches Material umfassen, das aus einer Gruppe ausgewählt sein kann, die Perylene, Benzopyrene, Coumarine, Rhodamine und Azofarbstoffe umfasst. Der Konversionsstoff kann beispielsweise in einem transparenten Matrixmaterial enthalten sein, das durch einen Kunststoff, ein Silikon, ein Glas, ein Keramikmaterial oder eine Kombination daraus gebildet sein kann. Insbesondere ist der Verguss als Matrixmaterial für den Konversionsstoff eingerichtet.
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist der Verguss Streupartikel auf, wobei die Streupartikel zur zumindest teilweisen Streuung der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet sind.
Die Streupartikel sind insbesondere zur elastischen Streuung der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet. Bei der elastischen Streuung kann sich eine Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung ändern. Bei der elastischen Streuung ändert sich jedoch nicht die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung. Die Streupartikel weisen beispielsweise Titandioxid und/oder Aluminiumoxid auf , oder bestehen aus Titandioxid und/oder Aluminiumoxid . Die Streupartikel sind in den Verguss eingebracht und sind insbesondere dazu eingerichtet , eine Winkelverteilung der im Betrieb vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung zu ändern . Beispielsweise erhöhen die Streupartikel die Seitenemission des optoelektronischen Bauteils . In anderen Worten sind die Streupartikel so eingerichtet , dass im Vergleich zu einem Verguss ohne Streupartikel ein größerer Anteil der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung über Seitenflächen des Vergusses vom optoelektronischen Bauteil ausgekoppelt wird .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist das strahlungsbeeinflussende Element eine Transmissivität von höchstens 70 % auf .
Hier und im Folgenden beschreibt die Transmissivität eine Strahlungsdurchlässigkeit des strahlungsbeeinflussenden Elements für vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung . In anderen Worten beschreibt die Transmissivität einen Anteil der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung, die auf das strahlungsbeeinflussende Element einfällt und vom strahlungsbeeinflussenden Element weder reflektiert , noch absorbiert wird . Die Transmissivität des strahlungsbeeinflussenden Elements kann beispielsweise durch eine geeignete Wahl eines Materials , durch geeignete Wahl einer Dicke , sowie durch eine Strukturierung des strahlungsbeeinflussenden Elements eingestellt werden . Hier und im Folgenden bezeichnet die Dicke eine mittlere räumliche Ausdehnung des strahlungsbeeinflussenden Elements in einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche des Vergusses .
Der nicht durch das strahlungsbeeinflussende Element transmittierte Anteil der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung wird vom strahlungsbeeinflussenden Element bevorzugt reflektiert . Insbesondere wird die elektromagnetische Strahlung zurück in den Verguss reflektiert und dabei beispielsweise in Richtung der Seitenflächen des Vergusses umgelenkt . Somit kann insbesondere die Seitenemission des optoelektronischen Bauteils erhöht werden .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements umfasst das strahlungsbeeinflussende Element eine reflektierende Schicht , die zur zumindest teilweisen Reflexion von im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist .
Die reflektierende Schicht reflektiert beispielsweise zumindest 30 % der darauf einfallenden, vom Halbleiterchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung . Der nicht reflektierte Anteil der elektromagnetischen Strahlung wird bevorzugt durch die reflektierende Schicht transmittiert . Insbesondere weist die reflektierende Schicht eine geringe Absorption für vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung auf . Beispielsweise werden höchstens 5% der auf die reflektierende Schicht einfallenden, vom Halbleiterchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung von der reflektierenden Schicht absorbiert . Die reflektierende Schicht ist bevorzugt direkt auf der Hauptfläche des Vergusses aufgebracht , die dem Träger gegenüberliegt . Zusätzlich oder alternativ kann die reflektierende Schicht auch auf Seitenflächen des Vergusses aufgebracht sein .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements umfasst die reflektierende Schicht ein Metall und/oder einen reflektierenden Fotolack . Beispielsweise umfasst die reflektierende Schicht Aluminium oder Silber .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist die reflektierende Schicht eine Dicke von höchstens 100 Nanometer auf .
Durch eine geeignete Wahl der Dicke kann insbesondere die Transmissivität und/oder die Ref lektivität der reflektierenden Schicht eingestellt werden . Eine reflektierende Schicht mit einer kleinen Dicke weist insbesondere eine höhere Transmissivität und eine niedrigere Ref lektivität als eine reflektierende Schicht mit einer großen Dicke auf .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements umfasst die reflektierende Schicht eine dielektrische Schichtenfolge .
Die dielektrische Schichtenfolge weist insbesondere eine Viel zahl von dielektrischen Schichten mit einem alternierenden Brechungsindex auf . Die dielektrische Schichtenfolge bildet beispielsweise einen Bragg-Spiegel . Durch eine geeignete Wahl einer Anzahl der dielektrischen Schichten sowie eines Brechungsindexunterschiedes , kann insbesondere eine Ref lektivität der dielektrischen Schichtenfolge eingestellt werden .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist die reflektierende Schicht zumindest eine Öf fnung auf , durch die ein Bereich der Strahlungsauskoppel fläche des Vergusses frei liegt .
Die reflektierende Schicht kann eine Viel zahl von Öf fnungen aufweisen, die beliebig angeordnet sind . Die im Folgenden beschriebenen Merkmale einer Öf fnung gelten bevorzugt für alle Öf fnungen . Alternativ können sich die Merkmale unterschiedlicher Öf fnungen auch unterscheiden .
Die Öf fnung hat beispielsweise eine kreis förmigen oder einen rechteckigen Querschnitt . In anderen Worten weist die Öf fnung in Draufsicht auf die reflektierende Schicht beispielsweise die Form eines Kreises oder die Form eines Rechtecks auf . Die Öf fnung kann auch eine beliebige andere Form, wie zum Beispiel eine ovale , eine strei fenförmige oder eine ringförmige Form aufweisen . Durch eine geeignete Wahl einer Fläche der Öf fnung, sowie einer Anzahl und/oder einer Anordnung der Viel zahl von Öf fnungen, kann die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements eingestellt werden . Die Viel zahl von Öf fnungen kann beispielsweise regelmäßig, insbesondere periodisch, oder unregelmäßig angeordnet sein . Zum Beispiel bilden die Öf fnungen in der reflektierenden Schicht ein regelmäßiges Gitter, beispielsweise ein Quadratgitter, ein Rechteckgitter, oder ein Dreiecksgitter . Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements weist die reflektierende Schicht eine Strukturierung in lateraler Richtung auf .
Die Strukturierung in lateraler Richtung umfasst beispielsweise die Anordnung einer Viel zahl von Öf fnungen in der reflektierenden Schicht . Insbesondere kann die reflektierende Schicht zumindest zwei nicht zusammenhängende Teilbereiche aufweisen . Die Strukturierung umfasst beispielsweise eine Anordnung einer Viel zahl nicht zusammenhängender Teilbereiche der reflektierenden Schicht . Die Teilbereiche können dabei eine beliebige Form aufweisen und beliebig angeordnet sein . Zum Beispiel weist die reflektierende Schicht eine periodische Anordnung kreis förmiger oder rechteckiger reflektierender Teilbereiche auf . Die Teilbereiche weisen bevorzugt eine laterale Ausdehnung auf , die wesentlich größer als die Wellenlänge der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung ist . Beispielsweise weisen die kreis förmigen Teilbereiche einen Durchmesser zwischen 1 einschließlich Mikrometer und einschließlich 100 Mikrometer auf . Durch die Strukturierung der reflektierenden Schicht in lateraler Richtung kann die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauteils einfach angepasst und/oder eingestellt werden .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements ist eine Viel zahl von ringförmigen Öf fnungen konzentrisch angeordnet , wobei eine radiale Ausdehnung der ringförmigen Öf fnung mit einem Radius der ringförmigen Öf fnung zunimmt . Ein Mittelpunkt der konzentrisch angeordneten ringförmigen Öf fnungen in der reflektierenden Schicht und der Halbleiterchip sind bevorzugt entlang einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der reflektierenden Schicht angeordnet . In anderen Worten ist der Halbleiterchip auf einer gedachten Achse durch den Mittelpunkt der konzentrischen Ringe angeordnet , wobei die gedachte Achse in Richtung einer Flächennormalen der reflektierenden Schicht zeigt . Durch die konzentrische Anordnung der ringförmigen Öf fnungen kann insbesondere eine möglichst isotrope Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements bezüglich der gedachten Achse erzielt werden .
Durch die Zunahme der radialen Ausdehnung der ringförmigen Öf fnung mit dem Radius der ringförmigen Öf fnung kann beispielsweise erreicht werden, dass die Intensität der vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung möglichst homogen über Haupterstreckungsebene der reflektierenden Schicht verteilt ist . Insbesondere kann die radiale Ausdehnung der ringförmigen Öf fnungen so eingestellt sein, dass die elektromagnetische Strahlung, die von einem Randbereich der Hauptfläche des Vergusses und die von einem zentralen Bereich der Hauptfläche des Vergusses ausgekoppelt wird, eine ähnliche Intensität aufweist . Die radiale Ausdehnung der ringförmigen Öf fnungen beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 1 Mikrometer und einschließlich 300 Mikrometer .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements wird zumindest ein Teil der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung über Seitenflächen des Vergusses ausgekoppelt , die zur Hauptfläche des Vergusses senkrecht stehen oder geneigt sind .
Durch Auskopplung eines Teils der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung über Seitenflächen des Vergusses kann insbesondere die Seitenemission des optoelektronischen Bauelements erhöht werden . Insbesondere kann elektromagnetische Strahlung die vom Halbleiterchip in Richtung der Hauptfläche des Vergusses emittiert wird, vom strahlungsbeeinflussenden Element in Richtung der Seitenflächen des Vergusses umgelenkt werden .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements ist auf dem Träger zusätzlich ein Empfänger lateral neben dem Halbleiterchip angeordnet , wobei der Empfänger zur Absorption vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist .
Beispielsweise ist das optoelektronische Bauelement als Sensor eingerichtet , wobei der Halbleiterchip elektromagnetische Strahlung aussendet und der Empfänger die von einem externen Obj ekt zumindest teilweise reflektierte elektromagnetische Strahlung detektiert . Dabei sind der Sender und der Empfänger vorteilhaft in einem Bauteil integriert . Durch Anpassung des strahlungsbeeinflussenden Elements kann dabei die Abstrahlcharakteristik des Sensors eingestellt werden . Des Weiteren kann das strahlungsbeeinflussende Element so eingerichtet sein, dass ein möglichst geringer Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch das strahlungsbeeinflussende Element direkt auf den Empfänger umgelenkt wird . Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des optoelektronischen Bauelements ist der Empfänger vom Verguss überdeckt , und die Öf fnung in der reflektierenden Schicht ist über dem Empfänger angeordnet .
Durch die Anordnung der Öf fnung in der reflektierenden Schicht über dem Empfänger kann die vom externen Obj ekt zumindest teilweise reflektierte elektromagnetische Strahlung ef fi zienter in das optoelektronische Bauelement eingekoppelt und auf den Empfänger gerichtet werden . Die Anordnung der Öf fnung „über dem Empfänger" bedeutet hier, dass der Mittelpunkt der Öf fnung und der Empfänger entlang einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der reflektierenden Schicht angeordnet sind .
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben . Alle Merkmale des optoelektronischen Bauelements sind auch für das Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements of fenbart , und umgekehrt .
Gemäß einer Aus führungs form des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird ein Träger bereit gestellt .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des Verfahrens wird ein Halbleiterchip auf den Träger aufgebracht , wobei der Halbleiterchip zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist .
Der Träger ist insbesondere zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips eingerichtet . Des Weiteren weist der Träger elektrische Anschlusskontakte auf einer dem Halbleiterchip abgewandten Seite auf , die zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements eingerichtet sind . Die Anschlusskontakte sind insbesondere als Montageflächen ausgebildet , die zu einer Oberflächenmontage des optoelektronischen Bauelements eingerichtet sind .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des Verfahrens wird ein Verguss auf den Träger und den Halbleiterchip aufgebracht , der alle Flächen des Halbleiterchips überdeckt , die nicht vom Träger bedeckt sind .
Der Verguss weist insbesondere ein Silikon, ein Epoxidharz oder ein Polymer auf , das beispielsweise durch Formpressen oder Formgießen auf den Träger und den Halbleiterchip aufgebracht wird .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des Verfahrens wird eine reflektierende Schicht auf eine Strahlungsauskoppel fläche des Vergusses aufgebracht , wobei die reflektierende Schicht eine Strukturierung in lateraler Richtung aufweist .
Die reflektierende Schicht weist bevorzugt eine Dicke von größer als 10 Nanometer und/oder weniger als 100 Nanometer auf und ist bevorzugt direkt auf einer planen Hauptfläche des Vergusses , die dem Träger gegenüberliegt , aufgebracht . Dabei ist die Hauptfläche des Vergusses bevorzugt parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Trägers ausgerichtet .
Gemäß zumindest einer weiteren Aus führungs form des Verfahrens weist die reflektierende Schicht ein Metall oder einen reflektierenden Fotolack auf , wobei die reflektierende Schicht als durchgehende Schicht aufgebracht wird und die Strukturierung in lateraler Richtung durch ein lithografisches Verfahren erfolgt .
Beispielsweise wird eine dünne metallische Schicht auf die Hauptfläche des Vergusses auf gedampft . Anschließend kann eine Fotomaske auf die metallische Schicht aufgebracht werden die eine Strukturierung in Form einer Viel zahl von Öf fnungen aufweist . Durch beispielsweise ein nass- oder trockenchemisches Ätzverfahren wird die metallische Schicht in den Öf fnungen der Fotomaske entfernt werden . Nach einen Entfernen der Fotomaske weist die metallische Schicht somit eine Strukturierung in lateraler Richtung auf , die den in der Fotomaske ausgebildeten Öf fnungen entspricht .
Gemäß einer weiteren Aus führungs form des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird die reflektierende Schicht durch Drucken oder durch Aufkleben einer lateral strukturierten Ref lektorf olie aufgebracht .
Beispielsweise können nicht zusammenhängende Teilbereiche der Hauptfläche des Vergusses mit einem reflektierenden Fotolack bedruckt werden . Durch ein Bedrucken der planen Haupt fläche des Vergusses mit einem reflektierenden Fotolack kann insbesondere eine beliebige laterale Strukturierung der reflektierenden Schicht auf einfache Weise erzielt werden .
Weitere vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungsbeispielen . Figur 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einem Aus führungsbeispiel .
Die Figuren 2A bis 2C zeigen schematische Schnittdarstellungen von optoelektronischen Bauelementen gemäß verschiedener Aus führungs formen .
Die Figuren 3A und 3B zeigen eine perspektivische Darstellung und eine schematische Draufsicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer weiteren Aus führungs form .
Die Figuren 4A und 4B zeigen perspektivische Darstellungen eines optoelektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Aus führungsbeispiel .
Die Figuren 5A bis 5E zeigen schematische Draufsichten von strahlungsbeeinflussenden Elementen gemäß verschiedener Aus führungsbeispiele .
Gleiche , gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein .
Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements , das einen Träger 1 , einen Halbleiterchip 2 , einen Verguss 3 und ein strahlungsbeeinflussendes Element 4 umfasst . Der Halbleiterchip 2 ist zentral auf einer Hauptfläche des Trägers 1 angeordnet und über Bonddrähte 12 mit dem Träger elektrisch kontaktiert . Der Träger weist auf einer der Hauptfläche gegenüberliegenden Rückseite elektrische Anschlusskontakte 11 auf . Die Anschlusskontakte 11 sind zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauteils eingerichtet und j eweils mit einem Bonddraht 12 verbunden . Die Anschlusskontakte 11 sind insbesondere als Montageflächen ausgebildet , so dass das optoelektronische Bauelement oberflächenmontierbar ist . Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement über die Anschlusskontakte 11 mit einer Leiterplatte verbunden und elektrisch kontaktiert werden .
Auf der Hauptfläche des Trägers ist ein Verguss 3 aufgebracht der den Halbleiterchip 2 vollständig umschließt . Insbesondere sind alle Flächen des Halbleiterchips 2 , die nicht vom Träger 1 bedeckt sind, vom Verguss 3 überdeckt . Elektromagnetische Strahlung, die vom Halbleiterchip 2 im Betrieb emittiert wird, tritt somit vollständig in den Verguss 3 ein . Der Verguss 3 ist transparent für vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung . Des Weiteren kann der Verguss 3 Streupartikel und/oder Partikel eines Konversionsstof fs aufweisen .
Der Verguss 3 umfasst insbesondere Silikon und ist durch ein Formpressverfahren auf den Träger 1 und den Halbleiterchip 2 aufgebracht . Auf einer dem Träger abgewandten planen Strahlungsauskoppel fläche 5 des Vergusses ist ein strahlungsbeeinflussendes Element 4 direkt aufgebracht . Das strahlungsbeeinflussende Element 4 umfasst insbesondere eine teilweise reflektierende Schicht 6 , die die plane Strahlungsauskoppel fläche 5 des Vergusses 3 vollständig bedeckt . Die vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung wird von der reflektierenden Schicht 6 zumindest teilweise zurück in den Verguss 3 reflektiert . Dabei wird die elektromagnetische Strahlung insbesondere teilweise in Richtung der Seitenflächen 9 des Vergusses 3 umgelenkt und über die Seitenflächen 9 vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt . Das strahlungsbeeinflussende Element 4 ist somit zu einer Erhöhung der Seitenemission des optoelektronischen Bauteils eingerichtet . Durch geeignete Wahl der Dicke 14 und des Materials der reflektierenden Schicht 6 kann insbesondere das Verhältnis zwischen an der reflektierenden Schicht 6 reflektierter und transmittierter elektromagnetischer Strahlung eingestellt werden .
Figur 2A zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß dem Aus führungsbeispiel in Figur 1 . Im Gegensatz dazu weisen die Aus führungsbeispiele in den Figuren 2B und 2C zusätzlich einen Rahmen 13 auf , der auf der Hauptfläche des Trägers 1 aufgebracht ist . Der Rahmen 13 umschließt den Halbleiterchip 2 lateral vollständig .
In Figur 2C erstreckt sich der Rahmen 13 vom Träger bis zum strahlungsbeeinflussenden Element 4 . Der Rahmen 13 kann insbesondere für ein Formgießen des Vergusses 3 eingerichtet sein . Im Gegensatz dazu bedeckt der Rahmen 13 im Aus führungsbeispiel der Figur 2B die Seitenflächen 9 des Vergusses 3 nur teilweise . Durch Einstellen der Höhe 15 des Rahmens 13 kann darüber hinaus die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements beeinflusst werden . Eine größere Höhe 15 des Rahmens 13 führt insbesondere zu einer verringerten Seitenemission des optoelektronischen Bauelements . Figur 3A zeigt eine perspektivische Darstellung eines optoelektronischen Bauelements , wobei das strahlungsbeeinflussende Element 4 als dünne reflektierende Schicht 6 ausgebildet ist . Die reflektierende Schicht 6 weist eine Dicke 14 von weniger als 100 Nanometer auf . Zusätzlich weist die reflektierende Schicht 6 in lateraler Richtung eine Strukturierung 10 auf . Die Strukturierung 10 umfasst eine Viel zahl ringförmiger Öf fnungen 7 in der reflektierenden Schicht 6 , durch die Teilbereiche der Hauptfläche des Vergusses 3 freiliegen . Die ringförmigen Öf fnungen 7 sind insbesondere konzentrisch angeordnet . Der Mittelpunkt der konzentrischen ringförmigen Öf fnungen 7 liegt dabei auf einer gedachten Achse , die senkrecht auf die Hauptfläche des Trägers 1 steht , auf der der Halbleiterchip 2 angeordnet ist .
Figur 3B zeigt eine Draufsicht auf die reflektierende Schicht 6 des Aus führungsbeispiels in Figur 3A. Insbesondere nimmt eine radiale Ausdehnung 8 der ringförmigen Öf fnungen 7 mit einen Radius der ringförmigen Öf fnungen 7 zu . Die radiale Ausdehnung 8 der kreis förmigen Öf fnungen 7 beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 1 Mikrometer und einschließlich 100 Mikrometer . Somit nimmt auch die Transmissivität der reflektierenden Schicht 6 mit einem radialen Abstand vom Zentrum zu . Die höhere Ref lektivität im Zentrum der reflektierenden Schicht 6 verringert eine Emission des optoelektronischen Bauelements in einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche des Trägers 1 . Bei Verwendung des optoelektronischen Bauelements zur Hintergrundbeleuchtung eines Teilbereichs von Bildschirmen können somit störende helle Flecken verringert oder vermeiden werden . Des Weiteren kann damit eine homogenere Ausleuchtung des Teilbereichs des Bildschirms erzielt werden . Figur 4A zeigt eine perspektivische Darstellung eines weiteren Aus führungsbeispiels des optoelektronischen Bauelements . Im Gegensatz zum Aus führungsbeispiel in Figur 3A weist die reflektierende Schicht 6 hier eine laterale Strukturierung 10 in Form einer periodischen Anordnung einer Viel zahl kreis förmiger, reflektierender, nicht zusammenhängender Teilbereiche auf . Ein Durchmesser des kreis förmigen Teilbereichs beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 1 Mikrometer und einschließlich 100 Mikrometer . Figur 4B zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Aus führungsbeispiels von Figur 4A.
Die Figuren 5A bis 5E zeigen schematische Draufsichten auf eine reflektierende Schicht 6 mit unterschiedlichen lateralen Strukturierungen 10 . Die Figur 5A zeigt insbesondere eine durchgehende reflektierende Schicht 6 , deren Transmissivität beispielsweise durch die Dicke 14 der reflektierenden Schicht
6 eingestellt werden kann .
Im Gegensatz zu Figur 5A zeigt das Aus führungsbeispiel in Figur 5B eine reflektierende Schicht 6 mit einer zentral angeordneten kreis förmigen Öf fnung 7 . Die kreis förmige Öf fnung 7 führt insbesondere zu einer erhöhten Emission in einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche des Trägers 1 . Insbesondere kann die Transmissivität der reflektierenden Schicht 6 durch geeignete Wahl eines Durchmessers der Öf fnung
7 eingestellt werden . Des Weiteren beeinflusst der Durchmesser der Öf fnung 7 die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements .
Figur 5C zeigt eine reflektierende Schicht 6 mit einer ovalen Öf fnung 7 , die dezentral angeordnet ist . Dadurch weist das optoelektronische Bauelement insbesondere eine anisotrope Abstrahlcharakteristik auf. Des Weiteren kann unterhalb der Öffnung 7 in der reflektierenden Schicht 6 ein Empfänger angeordnet sein. Der Empfänger ist beispielsweise zur Absorption der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet, die von einem externen Objekt zumindest teilweise reflektiert wird.
Die reflektierende Schicht 6 im Ausführungsbeispiel von Figur 5D weist eine laterale Strukturierung 10 in Form einer periodischen Abfolge reflektierender Streifen auf. Die reflektierenden Streifen sind dabei durch Öffnungen 7 getrennt, durch die Teilbereiche der Hauptfläche des Vergusses 3 frei liegen.
Figur 5E zeigt eine reflektierende Schicht 6, die eine Vielzahl von quadratischen Öffnungen 7 aufweist. Die Öffnungen 7 sind dabei periodisch angeordnet und bilden ein regelmäßiges quadratisches Gitter. Die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements kann insbesondere durch eine geeignete Wahl einer Größe der Öffnungen 7, sowie eines Abstandes zwischen den Öffnungen 7 eingestellt werden.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 129 972.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugs zeichenliste
1 Träger
2 Halbleiterchip 3 Verguss
4 strahlungsbeeinflussendes Element
5 Strahlungsauskoppel fläche
6 reflektierende Schicht
7 Öf fnung 8 radiale Ausdehnung
9 Seitenfläche
10 Strukturierung
11 Anschlusskontakt
12 Bond-Draht 13 Rahmen
14 Dicke
15 Höhe

Claims

28 Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauelement umfassend:
- einen Träger (1) ,
- einen auf dem Träger (1) angeordneten Halbleiterchip (2) , wobei der Halbleiterchip (2) zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist,
- einen Verguss (3) , der alle Flächen des Halbleiterchips (2) überdeckt, die nicht vom Träger (1) bedeckt sind, und
- ein strahlungsbeeinflussendes Element (4) , das zur zumindest teilweisen Umlenkung der vom Halbleiterchip (2) im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet ist, wobei
- der Verguss (3) eine Strahlungsauskoppelfläche (5) aufweist, über die vom Halbleiterchip (2) im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird,
- das strahlungsbeeinflussende Element (4) direkt auf der Strahlungsauskoppelfläche (5) angeordnet ist, und
- zumindest ein Teil der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung über Seitenflächen (9) des Vergusses (3) vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt wird, die zur Strahlungsauskoppelfläche (5) senkrecht stehen oder geneigt sind.
2. Optoelektronisches Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das strahlungsbeeinflussende Element (4) direkt auf einer planen Hauptfläche des Vergusses (3) angeordnet ist, die einer Hauptfläche des Trägers (1) gegenüberliegt.
3. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Verguss (3) zumindest einen Konversionsstoff aufweist, wobei der Konversionsstoff vom Halbleiterchip (2) im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise absorbiert und in einem anderen Wellenlängenbereich reemittiert .
4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Verguss (3) Streupartikel aufweist, wobei die Streupartikel zur zumindest teilweisen Streuung der vom Halbleiterchip (2) im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet sind.
5. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das strahlungsbeeinflussende Element (4) eine Transmissivität von höchstens 70% aufweist.
6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das strahlungsbeeinflussende Element (4) eine reflektierende Schicht (6) umfasst, die zur zumindest teilweisen Reflexion von im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist.
7. Optoelektronisches Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die reflektierende Schicht (6) ein Metall und/oder einen reflektierenden Fotolack umfasst.
8. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 7, bei dem die reflektierende Schicht (6) eine Dicke (14) von höchstens 100 Nanometer aufweist.
9. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 6, bei dem die reflektierende Schicht (6) eine dielektrische Schichtenfolge umfasst.
10. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die reflektierende Schicht (6) zumindest eine Öffnung (7) aufweist, durch die ein Bereich der Strahlungsauskoppelfläche (5) des Vergusses (3) frei liegt.
11. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem die reflektierende Schicht (6) eine Strukturierung (10) in lateraler Richtung aufweist.
12. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10 oder 11, bei dem eine Vielzahl von ringförmigen Öffnungen (7) konzentrisch angeordnet sind, wobei eine radiale Ausdehnung (8) der ringförmigen Öffnung (7) mit einem Radius der ringförmigen Öffnung (7) zunimmt.
13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10, bei dem auf dem Träger (1) zusätzlich ein Empfänger lateral neben dem Halbleiterchip (2) angeordnet ist, wobei
- der Empfänger zur Absorption vom Halbleiterchip (2) im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist,
- der Empfänger vom Verguss (3) überdeckt ist, und - die Öffnung (7) in der reflektierenden Schicht (6) über dem Empfänger angeordnet ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Trägers (1) ,
- Aufbringen eines Halbleiterchips auf den Träger (2) , wobei der Halbleiterchip (2) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist,
- Aufbringen eines Vergusses (3) , der alle Flächen des Halbleiterchips (2) überdeckt, die nicht vom Träger (1) bedeckt sind,
- Aufbringen einer reflektierenden Schicht (6) auf eine Strahlungsauskoppelfläche (5) des Vergusses (3) , wobei
- die reflektierende Schicht (6) eine Strukturierung (10) in lateraler Richtung aufweist, und
- zumindest ein Teil der im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung über Seitenflächen (9) des Vergusses (3) vom optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt wird, die zur Strahlungsauskoppelfläche (5) senkrecht stehen oder geneigt sind.
15. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements nach dem vorherigen Anspruch, wobei
- die reflektierende Schicht (6) ein Metall oder einen reflektierenden Fotolack aufweist,
- die reflektierende Schicht (6) als durchgehende Schicht aufgebracht wird, und
- die Strukturierung (10) in lateraler Richtung durch ein lithografisches Verfahren erfolgt.
16. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements nach Anspruch 14, wobei die reflektierende Schicht (6) durch Drucken oder durch Aufkleben einer lateral strukturierten Ref lektorf olie aufgebracht wird.
PCT/EP2022/081297 2021-11-17 2022-11-09 Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements WO2023088753A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021129972.1 2021-11-17
DE102021129972.1A DE102021129972A1 (de) 2021-11-17 2021-11-17 Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023088753A1 true WO2023088753A1 (de) 2023-05-25

Family

ID=84364077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/081297 WO2023088753A1 (de) 2021-11-17 2022-11-09 Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021129972A1 (de)
WO (1) WO2023088753A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038354A (en) * 1985-07-16 1991-08-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor light emitting, light concentrating device
DE10314468A1 (de) * 2002-04-05 2003-11-13 Citizen Electronics Licht emittierende Diode
JP2013042095A (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置
JP2013089645A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置及びその製造方法
US20180033928A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Harvatek Corporation Light emitting diode assembly structure
US20210167254A1 (en) * 2018-08-23 2021-06-03 Rohm Co., Ltd. Terahertz device and production method for terahertz device
WO2021170668A1 (de) * 2020-02-26 2021-09-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement und dessen herstellungsverfahren
WO2023001469A1 (de) * 2021-07-22 2023-01-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterelement und optoelektronisches bauelement

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5255333A (en) 1989-08-09 1993-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Opto-electronic transducer arrangement having a lens-type optical coupling
DE102011003989A1 (de) 2011-02-11 2012-08-16 Osram Ag Leuchtvorrichtung
DE102017104479B4 (de) 2017-03-03 2022-03-10 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen
US20230161197A1 (en) 2020-04-28 2023-05-25 Corning Incorporated Backlights including patterned reflectors

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038354A (en) * 1985-07-16 1991-08-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor light emitting, light concentrating device
DE10314468A1 (de) * 2002-04-05 2003-11-13 Citizen Electronics Licht emittierende Diode
JP2013042095A (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置
JP2013089645A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置及びその製造方法
US20180033928A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Harvatek Corporation Light emitting diode assembly structure
US20210167254A1 (en) * 2018-08-23 2021-06-03 Rohm Co., Ltd. Terahertz device and production method for terahertz device
WO2021170668A1 (de) * 2020-02-26 2021-09-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement und dessen herstellungsverfahren
WO2023001469A1 (de) * 2021-07-22 2023-01-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterelement und optoelektronisches bauelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021129972A1 (de) 2023-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1592074B1 (de) Leuchtdiodenanordnung und Verfahren zur dessen Herstellung
EP1597776B1 (de) Lichtemitterendes halbleiterbauelement
DE102005041064B4 (de) Oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1275159B1 (de) Lumineszenzdiodenchip und verfahren zu dessen herstellung
EP2583319B1 (de) Optoelektronisches bauteil
DE102009025266B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
WO2003005458A1 (de) Oberflächenmontierbares strahlungsemittierendes bauelement und verfahren zu dessen herstellung
WO2008104165A1 (de) Optoelektronische vorrichtung mit gehäusekörper
DE102011080458A1 (de) Optoelektronische anordnung und verfahren zur herstellung einer optoelektronischen anordnung
WO2015036231A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils
EP2483937A1 (de) Optoelektronisches bauelement
EP1528603A2 (de) Lumineszenzdiodenchip
DE102018123851B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
WO2002052615A2 (de) Strahlungsemittierendes halbleiterbauelement mit lumineszenzkonversionselement
WO2019141480A1 (de) Optoelektronisches bauteil
WO2019162080A1 (de) Strahlungsemittierendes bauteil und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden bauteils
DE102017121185A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
WO2023088753A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
WO2023001469A1 (de) Optoelektronisches halbleiterelement und optoelektronisches bauelement
DE102013207111B4 (de) Optoelektronisches Bauelement
DE102017129623B4 (de) Licht emittierendes Halbleiterbauelement
WO2017012956A1 (de) Optoelektronisches bauelement, verbund von optoelektronischen bauelementen und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE102010024545B4 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
WO2018162420A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil
DE102021132495A1 (de) Optoelektronisches element und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen elements

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: 22813623

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1