WO2023285290A1 - Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauteils - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauteils Download PDF

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    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls

Definitions

  • an optoelectronic semiconductor component and a method for its production are specified.
  • the optoelectronic semiconductor component is suitable for emitting or detecting electromagnetic radiation, for example in the visible to infrared spectral range.
  • vitamin sign monitoring sensors through which blue, green, red or infrared radiation is radiated sequentially onto the human skin and the radiation reflected by the skin is measured using one or more photodiodes Example of the pulse that
  • Heart rate variability or the oxygen content of a person's blood and indirectly determine their fitness and stress level.
  • one problem to be solved is to create an optoelectronic device that is as small or thin as possible Specify semiconductor component.
  • Another problem to be solved is to specify a method for producing an optoelectronic semiconductor component that is as small or as thin as possible.
  • an optoelectronic semiconductor component comprises at least one optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip can be a radiation-emitting or radiation-receiving semiconductor chip.
  • the radiation-emitting semiconductor chip can be a thin-film LED, a volume emitter or a flip chip, for example.
  • the optoelectronic semiconductor component can comprise at least one radiation-emitting semiconductor chip and at least one radiation-receiving semiconductor chip.
  • the radiation-receiving semiconductor chip can be provided for detecting radiation that is emitted by the radiation-emitting semiconductor chip and reflected by a subject or object to the radiation-receiving semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor component can have a switching element, for example an integrated circuit.
  • the optoelectronic semiconductor component can comprise a connection element which has at least one first connection area and at least one second connection area having.
  • the at least one optoelectronic semiconductor chip can be electrically conductively connected to a first connection area by means of a first connection means and to a second connection area by means of a second connection means.
  • the optoelectronic semiconductor chip can be arranged on a first connection area.
  • the connection element can have a mounting area which is separate from the first and second connection areas and on which the optoelectronic semiconductor chip is arranged.
  • the at least one first connection area serves as an electrical contact of a first polarity
  • the at least one second connection area serves as an electrical contact of a second polarity, different from the first.
  • Electrical contact can preferably be made with the optoelectronic semiconductor component from the outside by means of at least one first and second connection region.
  • the optoelectronic semiconductor component is suitable for surface mounting by means of the at least one first and second connection region.
  • connection element is a structured layer or layer sequence.
  • the layer or layer sequence can be formed from at least one metal and/or a metal compound. At least one of the following materials is suitable for the connection element: Cu, Al, Ag, Ti, Pt, Pd, Au.
  • the optoelectronic semiconductor component can have a housing that contains a first radiation-sensitive material.
  • a "radiation-sensitive material” is to be understood here in particular as a photostructurable material in which the image of a mask can be generated by exposure to short-wave light, for example UV light.
  • the material is structured photolithographically, but without the use of additional photoresist layers Instead, the radiation-sensitive material can be exposed to short-wave radiation, such as ultraviolet light, and then developed.
  • MicroTEC for example, is known for 3D microstructures or systems that use what is known as "RMPD” (Rapid Micro Product Development). made of translucent, photostructurable plastic layers.
  • the finished component that is to say in particular after the structuring of the radiation-sensitive material, this can have a chemical state which is less sensitive to radiation than before the structuring.
  • the radiation-sensitive material is in a crosslinked state in the finished component.
  • the housing can have a first opening in which the at least one optoelectronic semiconductor chip is arranged.
  • the housing can have a second opening in which the second connecting means is partially arranged. It is possible that the second connecting means does not completely fill the second opening.
  • the housing can have a layer or a plurality of layers made of the first radiation-sensitive material arranged one on top of the other, which is/are applied to the connection element.
  • the housing is therefore preferably not a self-supporting element, but an element arranged in a form-fitting manner on the connection element.
  • "Form-fitting" means here, for example, that the shape of a first element adapts to the shape of the second element at transitions to a second element.
  • the optoelectronic semiconductor component can have a first cover element, which contains a second radiation-sensitive material.
  • the first radiation-sensitive material can have a higher radiation permeability for visible radiation than the second radiation-sensitive material.
  • "Visible radiation” refers here in particular to a wavelength range between 380 nm and 750 nm.
  • the second radiation-sensitive material can also contain materials which absorb and/or reflect visible radiation.
  • the first radiation-sensitive material is a light-transmitting material
  • the second radiation-sensitive material can be a white, black, or colored material, such as red, green, or blue.
  • the white material can contain, for example, titanium oxide or zirconium oxide.
  • the black material can contain carbon, for example.
  • the colored stuff can contain, for example, organic or inorganic dyes.
  • the first cover element can be arranged at least partially on the housing.
  • the cover element is arranged on a second main surface of the housing, which is located on a side facing away from the connection element.
  • the first cover element can be arranged on one or more side surfaces of the housing.
  • the first cover element can extend into the first and/or second opening.
  • the first cover element can have a layer or a plurality of layers made of the second radiation-sensitive material which are arranged one above the other or one after the other and which is/are applied at least partially to the housing.
  • the first cover element can, for example, reduce the visibility of the component and/or suppress disruptive light. For example, disturbing side light, which would reach a photodiode directly from an emitter of the semiconductor component, can be suppressed by the first covering element.
  • the optoelectronic semiconductor component comprises - at least one optoelectronic semiconductor chip
  • connection element which has at least one first connection area and at least one second connection area, wherein the at least one optoelectronic semiconductor chip is electrically conductively connected to a first connection area by means of a first connection means and to a second connection area by means of a second connection means,
  • a housing which contains a first radiation-sensitive material and has a first opening, in which the at least one optoelectronic semiconductor chip is arranged, and a second opening, in which the second connecting means is partly arranged, and
  • a first cover element which is at least partially arranged on the housing and contains a second radiation-sensitive material, the first radiation-sensitive material having a higher
  • Radiation transmissivity for visible radiation as the second radiation-sensitive material.
  • the housing has a larger proportion by volume of a volume of the optoelectronic semiconductor component than the first cover element.
  • the volume proportion of the housing can be more than 50%, in particular more than 80%, of the volume of the optoelectronic semiconductor component.
  • the first radiation-sensitive material can have a higher radiation permeability for the radiation used during exposure than the second radiation-sensitive material, so that the layer(s) of the housing can be made thicker than the layer(s) of the first cover element.
  • first covering element can have layer thicknesses of at least 20 mpi and at most 50 mpi.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a semiconductor body and a first and second connection contact for making electrical contact with the semiconductor body.
  • the semiconductor body has a first main surface and a second main surface opposite the first main surface and at least one side surface which connects the first main surface to the second main surface, the first connection contact being arranged on the first main surface and the second connection contact being arranged on the second main surface.
  • the semiconductor body can have a first and second semiconductor region of different conductivity and an active zone which is arranged between the first and second semiconductor region and is provided for generating or receiving radiation.
  • the first and second semiconductor regions and the active zone can each be formed from one or more semiconductor layers.
  • the semiconductor layers can be layers deposited epitaxially on a growth substrate. After the semiconductor layers have been grown, the growth substrate can remain in the semiconductor body or can be at least partially detached.
  • the first semiconductor region has an n-type conductivity, while the second semiconductor region has a p-type conductivity.
  • the first semiconductor region can be arranged on the first main area and the second semiconductor region can be arranged on the second main area of the semiconductor body.
  • materials based on arsenide, phosphide or nitride compound semiconductors can be considered for the semiconductor regions or semiconductor layers of the semiconductor body.
  • "Based on arsenide, phosphide or nitride compound semiconductors” means in the present context that the semiconductor layers contain Al n Ga m Inin nm As, Al n Ga m Inin nm P or 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. Rather, it may have one or more dopants as well as additional components that have the characteristic physical properties of the Al n Ga m Inin- nm As, Al n Ga m Inin- n m P or Al n Ga m Inin- nm N material essentially not change.
  • the above formula only contains the essential components of the crystal lattice (Al, Ga, In, As or P or N), even if these can be partially replaced by small amounts of other substances.
  • silicon can also be considered for the semiconductor body.
  • the at least one optoelectronic semiconductor chip is laterally at least partially covered by the second radiation-sensitive material in a form-fitting manner.
  • side surfaces of the semiconductor chip which are formed, for example, by side surfaces of the semiconductor body, can each be at least partially covered by the second material in a form-fitting manner.
  • the first opening can have larger lateral dimensions than the semiconductor chip, so that the latter is surrounded by an intermediate space in which the second radiation-sensitive material of the first covering element is arranged.
  • the at least one optoelectronic semiconductor chip is laterally at least partially covered by the first radiation-sensitive material in a form-fitting manner.
  • side surfaces of the semiconductor chip or semiconductor body can each be at least partially covered by the first radiation-sensitive material in a form-fitting manner.
  • the lateral dimensions of the first opening can essentially correspond to the lateral dimensions of the semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor component has at least one second cover element, which contains a third radiation-sensitive material.
  • the third radiation-sensitive material can have a higher radiation transmission rate for visible radiation than the second radiation-sensitive material and can be approximately light-transmissive.
  • the second cover element can be provided as a kind of window of the semiconductor component through which outgoing radiation emerges or incoming radiation enters.
  • the second cover element has an optical structure for improving the coupling out or coupling of radiation.
  • the second cover is at least partially on one of the Housing arranged opposite side of the first cover. The second cover element can delimit the semiconductor component on the outside on a side of the semiconductor chip which is remote from the connection element.
  • the optoelectronic semiconductor component can have at least one further cover element, which is arranged in and/or on the housing and contains a fourth radiation-sensitive material, which in particular has a lower radiation permeability for visible radiation than the first radiation-sensitive material and is, for example, light-absorbing and/or light-reflecting , for example white, black or colored, such as red, green or blue, wherein the fourth radiation-sensitive material differs from the second radiation-sensitive material.
  • a fourth radiation-sensitive material which in particular has a lower radiation permeability for visible radiation than the first radiation-sensitive material and is, for example, light-absorbing and/or light-reflecting , for example white, black or colored, such as red, green or blue, wherein the fourth radiation-sensitive material differs from the second radiation-sensitive material.
  • the at least one optoelectronic semiconductor chip is at least partially covered by the third material in a form-fitting manner on a second main surface, which is formed, for example, at least in regions by the second main surface of the semiconductor body.
  • the second opening is at least partially filled with the second and/or third material.
  • the second connecting means can be arranged between the housing and the second and/or the third material.
  • the first cover element can extend from the second main surface of the housing into the second opening.
  • the second cover element can extend from the second main surface of the housing into the second opening.
  • the housing has a third opening which largely surrounds the at least one optoelectronic semiconductor chip laterally and which is at least partially filled with the second material.
  • the second cover element can extend from the second main surface of the housing into the third opening.
  • the third opening can be in the form of a frame.
  • the optoelectronic semiconductor component comprises a carrier element on which the at least one optoelectronic semiconductor chip is arranged.
  • the carrier element comprises a ceramic, a printed circuit board or a lead frame.
  • the connecting element can be part of the carrier element.
  • the connection element can be a leadframe that is embedded in a carrier layer of the carrier element.
  • the method described below is suitable for producing an optoelectronic semiconductor component as described above or a plurality of the optoelectronic semiconductor components as described above. Additional features described in connection with the semiconductor component can therefore also be used for the method and vice versa.
  • the at least one first and second layer can each be applied in a metered manner. It is also possible for the at least one second layer to be sprayed on.
  • the at least one first layer and the at least one second layer are exposed to ultraviolet radiation.
  • At least one first opening for the at least one optoelectronic semiconductor chip can be produced during the structuring of the at least one first layer.
  • At least one second connecting means is formed before the application the at least one second layer
  • Bonding agent layer applied to the first layer.
  • the bonding agent layer can be sputtered or vapor-deposited and structured, for example, by means of photolithography.
  • Electrically conductive materials such as metals, such as Cu, or metal compounds that contain Cu, are suitable for the connecting means layer or the second connecting means.
  • the layer of connecting agent can be applied with a thickness of between 4 ⁇ m and 6 ⁇ m, in particular approximately 5 ⁇ m.
  • the assembly that is provided comprises at least one optoelectronic semiconductor chip that is arranged on the connection element, wherein the at least one optoelectronic semiconductor chip is embedded in the application of the at least one first layer in this, so that the at least one optoelectronic semiconductor chip laterally is at least partially covered in a form-fitting manner by the first material.
  • the composite can also include a carrier on which the connection element is formed.
  • the carrier can be a glass, ceramic or metal carrier.
  • the metal support can contain or consist of, for example, Cu, steel, FeNi, Mo or MoCu.
  • the carrier can be a printed circuit board (so-called “PCB”).
  • An adhesion layer can be arranged between the carrier and the connection element, which provides a mechanical connection between the carrier and the connection element during production.
  • the adhesion layer is preferably a detachable layer which can be detached from the carrier element, for example by means of a laser lift-off method or a peel-off method.
  • a silicon nitride is preferably used for the adhesion layer.
  • a polymer such as polydimethylsiloxane (“PDMS”) is particularly suitable for the adhesion layer.
  • a layer or layer sequence can be applied continuously, ie without interruption, to the carrier, for example sputtered on, and then structured.
  • the layer or layer sequence is preferably structured by means of photolithography.
  • the layer or layer sequence can be formed from at least one metal and/or a metal compound.
  • the optoelectronic semiconductor component is particularly suitable for sensor applications, for example for biosensors, rangefinders or ambient light sensors.
  • the sensors are suitable for use in smartphones or smartwatches, for example.
  • FIG. 1A shows a schematic cross-sectional view
  • FIG. 1B shows a schematic plan view of an optoelectronic semiconductor component according to an exemplary embodiment
  • FIGS. 2A to 2H different steps of methods for producing optoelectronic semiconductor components according to different exemplary embodiments, and FIG. 2H different exemplary embodiments of optoelectronic semiconductor components,
  • FIG. 3A shows a schematic cross-sectional view and FIG. 3B shows a schematic top view of an optoelectronic semiconductor component according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 4A shows a schematic cross-sectional view and FIG. 4B shows a schematic top view of an optoelectronic semiconductor component according to a further exemplary embodiment
  • FIGS. 6 to 13 schematic cross-sectional views and top views of optoelectronic semiconductor components according to further exemplary embodiments
  • FIGS. 14A and 14B show schematic top views of arrangements of optoelectronic semiconductor components according to a further exemplary embodiment before and after singulation.
  • FIG. 1A shows a cross section of an optoelectronic semiconductor component 1 according to an exemplary embodiment, taken along the line A-A shown in FIG. 1B.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 comprises an optoelectronic semiconductor chip 2, which is a radiation-emitting or radiation-receiving semiconductor chip which, for example, emits or detects radiation in the visible to infrared spectral range.
  • the optoelectronic semiconductor chip 2 can have a first lateral dimension a1 of 280 gm parallel to a first lateral direction LI, a second lateral dimension bl of 140 gm parallel to a second lateral direction L2 and a thickness dl of 220 gm parallel to a vertical direction V , whereby deviations of ⁇ 10% are possible.
  • the optoelectronic semiconductor chip 2 has a semiconductor body 3 .
  • materials based on arsenide, phosphide or nitride compound semiconductors and, in the case of a radiation-receiving semiconductor chip, silicon can be considered for the semiconductor body 3 .
  • the optoelectronic semiconductor component 1 comprises a connection element 6, which is formed, for example, from a metal layer or layer sequence and a first connection area 6A and a second connection area 6B, the optoelectronic semiconductor chip 2 being arranged on the first connection region 6A.
  • a connection element 6 is formed, for example, from a metal layer or layer sequence and a first connection area 6A and a second connection area 6B, the optoelectronic semiconductor chip 2 being arranged on the first connection region 6A.
  • At least one of the following materials is suitable for the connection element 6: Cu, Al, Ag, Ti, Pt, Pd, Au.
  • the connecting element 6 is flat and has lateral dimensions (not shown) parallel to the lateral directions L1, L2, which are significantly greater than its thickness (not shown) parallel to the vertical direction V.
  • the optoelectronic semiconductor chip 2 has a first connection contact 4, which is arranged on a first main surface 3A of the semiconductor body 3 and is, for example, a gold layer, and a second connection contact 5, which is arranged on a second main surface 3B of the semiconductor body 3 and is, for example, a gold layer a contact pad made of Al.
  • the optoelectronic semiconductor chip 2 is mechanically and electrically conductively connected to the first connection area 6A by means of a first connection means 7, which is arranged between the first connection contact 4 and the first connection area 6A.
  • the first connecting means 7 is an electrically conductive adhesive or a solder.
  • the first connecting means 7 can extend to the side areas 3C of the semiconductor body 3 .
  • the semiconductor chip 2 is electrically conductively connected to the second connection area 6B by means of a second connection means 8 connected to the second connection contact 5 .
  • the second connecting means 8 contains, for example, a metal such as Ti or Al or a metal compound containing Ti or Al, for example.
  • the first connection area 6A serves as a cathode
  • the second connection area 6B can serve as an anode.
  • Electrical contact can be made with the optoelectronic semiconductor component 1 from the outside by means of the first and second connection regions 6A, 6B. In this case, the optoelectronic semiconductor component 1 can be surface-mounted.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 comprises a housing 9 which is arranged in a form-fitting manner on the connection element 6 and contains a first radiation-sensitive material.
  • the housing 9 has a first main surface 9A arranged on a side facing the connection element 6 and a second main surface 9B lying opposite the first main surface 9A.
  • the housing 9 has a first opening 10, for example rectangular in plan view, which extends through the housing 9 from the first main surface 9A to the second main surface 9B.
  • the optoelectronic semiconductor chip 2 is arranged in the first opening 10 and is laterally surrounded by the housing 9, that is to say the housing 9 is arranged downstream of the semiconductor chip 2 in the lateral directions L1, -L1, L2, -L2.
  • the housing 9 and the semiconductor chip 2 are essentially, that is to say within the scope, more usual
  • the opening 10 has larger lateral dimensions (not shown) than the optoelectronic semiconductor chip 2, so that an intermediate space 11 is formed between the semiconductor chip 2 and the housing 9, which space surrounds the semiconductor chip 2 in the form of a frame.
  • the housing 9 has a second, for example cylindrical, opening 12 which extends through the housing 9 from the first main surface 9A to the second main surface 9B and in which the second connecting means 8 is partially arranged.
  • the second connecting means 8 can cover the entire surface of surfaces of the housing 9 which delimit the second opening 12 on the peripheral side.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 includes a first cover element 13, which is at least partially arranged on the housing 9 and contains a second radiation-sensitive material, the first radiation-sensitive material having a higher
  • the second main surface 3B of the semiconductor body 3 is essentially free of the first covering element 13.
  • the second main surface 9B of the housing 9 is largely covered by the first cover element 13 .
  • the first cover element 13 which can be formed from a black material, thus reduces the visibility of the component 1. Furthermore, the first cover element 13 extends into the intermediate space 11, so that the optoelectronic semiconductor chip 2 is at least partially positively separated from the second radiation-sensitive material at the side is covered. The arrangement of the covering element 13 close to the chip leads to a direct suppression of interfering side light.
  • a flat part 8A of the second connecting means 8 on the first cover element 13 extends between the second connection contact 5 and the second opening 12. The flat configuration of the connecting means 8 at this point contributes to reducing a component thickness d2.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 comprises a second cover element 14, which contains a third radiation-sensitive material, the third radiation-sensitive material having a higher
  • the third radiation-sensitive material can have a radiation permeability that is at least approximately the same as that of the first radiation-sensitive material.
  • the second cover element 14 is arranged on the second main surface 9B of the housing 9 and a second main surface 2B of the semiconductor chip 2, which is largely formed by the second main surface 3B of the semiconductor body, and fills the second opening 12.
  • the second cover element 14 essentially does not protrude beyond the housing 9 in lateral directions L1, L2.
  • the structure described enables a comparatively small component thickness d2 of less than 300 ⁇ m.
  • connection elements 6 are produced by applying a continuous layer or layer sequence, which, as mentioned above, can contain a metal and/or a metal compound, and subsequent structuring, for example by means of photolithography.
  • the carrier 16 can be a glass, ceramic or metal carrier.
  • An adhesion layer (not shown) can be arranged between the carrier 16 and the connection elements 6, which provides a mechanical connection between the carrier 16 and the connection elements 6 during production.
  • the adhesion layer is preferably a detachable layer that can be detached, for example, by means of a laser lift-off method or a peel-off method.
  • a silicon nitride is preferably used for the adhesion layer.
  • a polymer such as polydimethylsiloxane (“PDMS”) is particularly suitable for the adhesion layer.
  • a plurality of first layers 17A, 17B, 17C, 17D of a first radiation-sensitive material are applied to the composite 15 in succession in order to form a plurality of housings 9, each with a first opening 10 and a second opening 12.
  • the material can be metered and pressed to thickness for each first layer 17A, 17B, 17C, 17D.
  • a photostructurable material for example an epoxy, acrylate, silicone or epoxy-silicone hybrid material, is a suitable material.
  • the first layers 17A, 17B, 17C, 17D are structured by means of exposure or photolithography.
  • the image of a mask for example a glass mask
  • short-wave light for example UV light.
  • the exposed layers 17A, 17B, 17C, 17D are developed, with a washing process being carried out.
  • a hardening process can take place after the development.
  • a respective semiconductor chip 2 is arranged in the first openings 10 on the first connection regions 6A.
  • the semiconductor chips 2 can each be attached to the associated connection area 6A by means of a first connecting means 7, which is, for example, an adhesive layer or a solder layer.
  • the semiconductor chips 2 can be mounted before the first layers 17A, 17B, 17C, 17D are applied and patterned.
  • a second layer 18A which contains a second radiation-sensitive material, is applied to the first, structured layers 17A, 17B, 17C, 17D to form part of the first cover elements 13 and is exposed by means of exposure as in Structured as described in connection with the first layers 17A, 17B, 17C, 17D, the first material, as already described in connection with FIGS. 1A and 1B, having a higher Visible radiation transmittance than the second material.
  • the second layer 18A has a layer thickness d3 of at least 20 gm and at most 50 gm, with deviations of ⁇ 10% being possible.
  • Bonding agent layer 19 applied to the second, structured layer 18A and structured.
  • the bonding agent layer 19 can be vapor-deposited or sputtered on.
  • the structuring takes place, for example, by means of photolithography.
  • the materials already mentioned above come into consideration as materials.
  • a further second layer 18B which contains the second radiation-sensitive material, is applied to the structured connecting medium layer 19 and exposed by means of exposure as in connection with the first layers 17A, 17B, 17C, 17D.
  • the additional second layer 18B extends into the second openings 12 and can fill them out partially (cf. FIG. 2F, left) or completely (cf. FIG. 2F, right).
  • the second connecting means 8 are each covered by the second material of the cover elements 13 and are therefore hardly visible if the material is black, for example.
  • a third layer 20, which contains a third radiation-sensitive material is applied to the further, second, structured layer 18B in order to form second cover elements 14 and by means of exposure as in connection with the first and second layers 17A, 17B, 17C, 17D, 18A, 18B.
  • the carrier 16 is then detached (cf. FIG. 2H). As a result, the optoelectronic semiconductor components 1 arranged on the carrier 16 are separated.
  • the second cover element 14 extends into the second opening 12, while in the exemplary embodiment shown on the right in FIG. 2H it is arranged outside of the opening 12.
  • FIGS. 3A and 3B show an optoelectronic semiconductor component 1 according to a further exemplary embodiment, in which the semiconductor chip 2 in the first opening 10 is at least partially covered laterally by the second radiation-sensitive material of the covering element 13 in a form-fitting manner.
  • the second radiation-sensitive material is a light-reflecting or white material.
  • the housing 9 extends in the vertical direction V beyond the semiconductor chip 2 and has a cutout 27 which is arranged downstream of the semiconductor chip 2 in the vertical direction V and is surrounded in the form of a frame by the first material of the housing 9 .
  • An optical element or cover element, for example, can be arranged in the recess 27 .
  • the second Opening 12 is filled by the first material in this embodiment.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with FIGS. 1 and 2, in particular a smaller component thickness.
  • the optoelectronic semiconductor chip 2 is laterally, ie in particular on the side surfaces 3C of the semiconductor body 3, partially covered by the first radiation-sensitive material of the housing 9 in a form-fitting manner.
  • the first cover element 13 is arranged on the second main surface 9B of the housing 9 and extends into the second opening 12, so that the second opening 12 is completely filled.
  • the second connecting means 8 is preferably completely covered by the second material of the covering element 13 and is therefore advantageously electrically insulated.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has a second cover element 14 , which externally delimits the optoelectronic semiconductor component 1 on a side opposite the connection element 6 .
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • a composite 15 is provided (see FIGS. 5A and 5B), which has a carrier 16 and a plurality of connection elements 6, which are arranged on the carrier 16.
  • the connection elements 6 are produced by applying a continuous layer or layer sequence and subsequent structuring as described above, for example by means of photolithography.
  • the carrier 16 can be a glass, ceramic or metal carrier. As already mentioned above, there can be an adhesion layer between the carrier 16 and the connection elements 6 .
  • a semiconductor chip 2 is respectively arranged on the connection elements 6 or the first connection regions 6A.
  • the semiconductor chips 2 can each be attached to the associated connecting element 6 by means of a first connecting means 7, which is, for example, an adhesive layer or a solder layer.
  • a first layer 17A of a first radiation-sensitive material is applied to the composite 15 in order to form a plurality of housings 9, each with a second opening 12.
  • the semiconductor chips 2 are embedded at least partially in a form-fitting manner in the first material on side faces 2C, which are each at least largely formed by the side faces 3C of the semiconductor bodies 3.
  • the first material can be applied in doses and pressed to thickness.
  • a photostructurable material for example an epoxide, acrylate, silicone or epoxide-silicone hybrid material, comes into consideration as the first radiation-sensitive material.
  • the at least one first layer 17A is structured by means of exposure or photolithography.
  • the image of a mask for example a glass mask, is generated in the at least one first layer 17A by exposure to short-wave light, for example UV light.
  • the at least one first, exposed layer 17A is then developed, with a washing process being carried out.
  • a hardening process can take place after development.
  • Bonding agent layer 19 applied to the at least one first structured layer 17A and structured.
  • the bonding agent layer 19 can be vapor-deposited or sputtered on.
  • the structuring takes place, for example, by means of photolithography.
  • a second layer 18A which contains a second radiation-sensitive material, is applied to the at least one first, structured layer 17A and exposed by means of exposure as in connection with the first layer 17A described structured, the first material, as already described in connection with Figures 1A and 1B, a higher radiation permeability for exhibits visible radiation as the second material.
  • the second layer 18A can be metered or sprayed on.
  • a third layer 20 containing a third radiation-sensitive material is applied to the second, structured layer 18A and as in connection with the first and second layers 17A, 18A described structured.
  • the carrier 16 is then detached (cf. FIG. 5H). As a result, the optoelectronic semiconductor components 1 arranged on the carrier 16 are separated.
  • FIG. 6 shows an optoelectronic semiconductor component 1 which can be produced by means of the method described in connection with FIGS. 5A to 5H, the second covering element 14 extending into the second opening 12 and in the second opening 12 from the first covering element 13 to the side is enclosed.
  • the second opening 12 is therefore not completely filled by the third material.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness and visibility.
  • FIGS 7A cross section along line AA in Figure 7B) and 7B (top view) show another embodiment of an optoelectronic semiconductor device 1, wherein the Housing 9 has a third opening 21, which completely surrounds the optoelectronic semiconductor chip 2 laterally.
  • the third opening 21 laterally encloses both the semiconductor chip 2 and the second opening 12 .
  • the third opening 21 is filled with the second material of the covering element 13 , for example, so that the first covering element 13 extends into the third opening 21 .
  • the third opening 21 filled with the second material Through the third opening 21 filled with the second material, disturbing side light can be suppressed, for example.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • FIGS. 8A cross section along line AA in FIG. 8B and 8B (top view) show a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1, in which the housing 9 has a third opening 21 which encloses the semiconductor chip 2 laterally.
  • the third opening 21 has interruptions 21A in a region between the first connection area 6A and the second connection area 6B in order to avoid a short circuit that can occur, for example, due to residues of the connecting medium layer in the third opening 21 .
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • FIGS. 9A cross section along line A-A in FIG. 9B and 9B (top view) show a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1, in which the housing 9 has a third opening 21 which laterally encloses the semiconductor chip 2.
  • the third opening 21 has an interruption 21A in a region in which it crosses the flat part 8A of the second connecting means 8, in order to avoid a short circuit, which can occur, for example, due to residues of the connecting means layer in the third opening 21.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • FIGS. 10A cross section along line A-A in FIG. 10B and 10B (top view) show a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1, in which the first cover element 13 extends to side surfaces 9C of the housing 9.
  • This arrangement advantageously prevents short circuits and ensures a homogeneous appearance.
  • the second cover element 14 is laterally largely limited to the area of the second main surface 2B and has an optical structure 22 to improve the Radiation coupling or radiation coupling on.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • Figures 11A (top view of a first main surface 1A of the semiconductor component) and 11B (cross section along line A-A) show a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1, which has a carrier element 23 on which the optoelectronic semiconductor chip 2 is arranged, with the connection element 6 between the semiconductor chip 2 and the carrier element 23 is arranged.
  • the carrier element 23 comprises a carrier layer 24 and a third connection area 25A, which is electrically conductively connected to the first connection area 6A by means of a through-contact 26, and a fourth connection area 25B, which is electrically conductively connected to the second connection area 6B by means of a through-connection 26.
  • the third and fourth connection areas 25A, 25B can be of the same size or mirror-symmetrical, which makes it easier to mount the component 1 on a connection carrier.
  • connection areas 6A, 6B are formed larger than the associated connection areas 6A, 6B, so that the electrical contact is facilitated from the outside.
  • the third and fourth connection areas 25A, 25B can consist of a common layer or layer sequence, as already described in Connection with the production of the first and second connection areas 6A, 6B described, are made.
  • the carrier layer 24 can be made of a fifth radiation-sensitive material.
  • the fifth radiation-sensitive material can match the first radiation-sensitive material of the housing 9 and can also be structured in the manner already mentioned above.
  • FIGS. 12A cross section along line A-A in FIG. 12B and 12B (top view) show a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1, which includes a carrier element 23 on which the optoelectronic semiconductor chip 2 is arranged.
  • the connection element 6 is part of the carrier element 23.
  • the connection element 6 is a leadframe which is embedded in a carrier layer 24 of the carrier element 23.
  • FIG. The side of the semiconductor chip 2 is at least partially covered in a form-fitting manner by the first material of the housing 9 .
  • the first cover element 13 of the optoelectronic semiconductor component 1 is arranged on the second main surface 9B of the housing 9 and extends into the second opening 12.
  • the second material of the first cover element 13 is a radiation-absorbing material.
  • the semiconductor chip 2 is in particular a radiation-emitting semiconductor chip.
  • the semiconductor chip 2 can have a thickness d4 of 120 ⁇ m, deviations of ⁇ 10% being possible.
  • That Carrier element 23 can have a thickness d5 of 100 gm, with deviations of ⁇ 10% being possible.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • FIGS 13A cross-section along line A-A in Figure 13B and 13B (top view) show a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1.
  • this has a carrier element 23, with the connection element 6 being part of the carrier element 23.
  • the semiconductor chip 2 is covered in a form-fitting manner by the second material of the first covering element 13 .
  • the second material of the first covering element 13 is a diffusely reflecting, for example white, material.
  • the radiation efficiency of the optoelectronic semiconductor component 1 can be increased.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has all the features and advantages already mentioned in connection with the preceding exemplary embodiments, in particular a smaller component thickness.
  • FIGS. 14A and 14B show an arrangement of optoelectronic semiconductor components 1 according to a further exemplary embodiment. These have a non-rectangular floor plan.
  • the floor plan is pentagonal in this embodiment. This floor plan enables a circle-like arrangement of a plurality of optoelectronic semiconductor components 1.
  • a circle-like arrangement is This is advantageous, for example, when used for smartwatches, radiation-emitting semiconductor chips 2 being able to be arranged inside the circle and radiation-receiving semiconductor chips 2 being able to be arranged on the outside of the circle.

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) angegeben umfassend: - zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (2), - ein Anschlusselement (6), das zumindest einen ersten Anschlussbereich (6A) und zumindest einen zweiten Anschlussbereich (6B) aufweist, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) mittels eines ersten Verbindungsmittels (7) mit einem ersten Anschlussbereich (6A) und mittels eines zweiten Verbindungsmittels (8) mit einem zweiten Anschlussbereich (6B) elektrisch leitend verbunden ist, - eine Einhausung (9), die ein erstes strahlungssensitives Material enthält, und - ein erstes Abdeckelement (13), das zumindest teilweise auf der Einhausung (9) angeordnet ist und ein zweites strahlungssensitives Material enthält, wobei das erste strahlungssensitive Material eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite strahlungssensitive Material. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) angegeben.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEIL UND VERFAHREN ZUR
HERSTELLUNG ZUMINDEST EINES OPTOELEKTRONISCHEN
HALBLEITERBAUTEILS
Es werden ein optoelektronisches Halbleiterbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung angegeben. Beispielsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauteil dafür geeignet, elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren bis infraroten Spektralbereich, zu emittieren oder zu detektieren .
Es sind sogenannte „vital sign monitoring"-Sensoren bekannt, durch die blaue, grüne, rote oder infrarote Strahlung sequenziell auf die menschliche Haut gestrahlt und die von der Haut reflektierte Strahlung mittels einer oder mehrerer Fotodioden gemessen wird. Aus den ermittelten Messdaten lassen sich zum Beispiel der Puls, die
Herzfrequenzvariabilität oder auch der Sauerstoffgehalt des Blutes einer Person und indirekt deren Fitness und Stresslevel bestimmen.
Bisherige Bauteilkonzepte wie die sogenannte „Chip on Board"- Technologie oder die in der Druckschrift DE 102019 119 371 Al beschriebene „Planar Interconnect"-Technologie führen zu Bauteildicken von mindestens 0.4 mm. Für Consumer-Anwendungen wie Smartphones oder Smartwatches sind jedoch kleinere beziehungsweise dünnere Bauteile, etwa mit einer Dicke von höchstens 0.3 mm, gefragt.
Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, ein möglichst kleines beziehungsweise dünnes optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines möglichst kleinen beziehungsweise dünnen optoelektronischen Halbleiterbauteils anzugeben.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich um einen strahlungsemittierenden oder strahlungsempfangenden Halbleiterchip handeln. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann zum Beispiel eine Dünnfilm-LED, ein Volumenemitter oder ein FlipChip sein.
Weiterhin kann das optoelektronische Halbleiterbauteil zumindest einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip und zumindest einen strahlungsempfangenden Halbleiterchip umfassen. Der strahlungsempfangende Halbleiterchip kann zur Detektion von Strahlung vorgesehen sein, die von dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip ausgesandt und von einem Subjekt oder Objekt zum strahlungsempfangenden Halbleiterchip reflektiert wird. Weiterhin kann das optoelektronische Halbleiterbauteil ein Schaltelement, beispielsweise einen integrierten Schaltkreis, aufweisen.
Ferner kann das optoelektronische Halbleiterbauteil ein Anschlusselement umfassen, das zumindest einen ersten Anschlussbereich und zumindest einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Dabei kann der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip mittels eines ersten Verbindungsmittels mit einem ersten Anschlussbereich und mittels eines zweiten Verbindungsmittels mit einem zweiten Anschlussbereich elektrisch leitend verbunden sein. Der optoelektronische Halbleiterchip kann auf einem ersten Anschlussbereich angeordnet sein. Alternativ kann das Anschlusselement einen von den ersten und zweiten Anschlussbereichen getrennten Montagebereich aufweisen, auf dem der optoelektronische Halbleiterchip angeordnet ist.
Insbesondere dient der zumindest eine erste Anschlussbereich als elektrischer Kontakt einer ersten Polarität, während der zumindest eine zweite Anschlussbereich als elektrischer Kontakt einer zweiten, von der ersten verschiedenen Polarität dient. Vorzugsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauteil mittels zumindest eines ersten und zweiten Anschlussbereichs von außen elektrisch kontaktierbar. Beispielsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauteil mittels des zumindest einen ersten und zweiten Anschlussbereichs für die Oberflächenmontage geeignet.
Gemäß zumindest einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei dem Anschlusselement um eine strukturierte Schicht oder Schichtenfolge. Durch Strukturierung einer zunächst insbesondere durchgehenden Schicht oder Schichtenfolge werden der zumindest eine erste und zweite Anschlussbereich erzeugt, die beispielsweise durch einen Zwischenraum voneinander beabstandet sind. Die Schicht oder Schichtenfolge kann aus zumindest einem Metall und/oder einer Metallverbindung gebildet sein. Dabei kommt für das Anschlusselement zumindest eines der folgenden Materialien in Frage: Cu, Al, Ag, Ti, Pt, Pd, Au. Weiterhin kann das optoelektronische Halbleiterbauteil eine Einhausung aufweisen, die ein erstes strahlungssensitives Material enthält. Unter einem „strahlungssensitiven Material" ist vorliegend insbesondere ein fotostrukturierbares Material zu verstehen, in welchem das Bild einer Maske durch Belichtung mit kurzwelligem Licht, zum Beispiel UV-Licht, erzeugt werden kann. Die Strukturierung des Materials erfolgt fotolithografisch, jedoch ohne Einsatz von zusätzlichen Fotolackschichten. Stattdessen kann das strahlungssensitive Material mit kurzwelliger Strahlung, wie beispielsweise ultraviolettem Licht, belichtet und anschließend entwickelt werden. Von der Firma microTEC sind beispielsweise 3D- Mikrostrukturen beziehungsweise -Systeme bekannt, die mittels des sogenannten „RMPD" (Rapid Micro Product Development) unter Verwendung von lichtdurchlässigen, fotostrukturierbaren Kunststoffschichten hergestellt werden.
Im fertigen Bauteil, das heißt insbesondere nach der Strukturierung des strahlungssensitiven Materials, kann dieses einen chemischen Zustand aufweisen, der weniger strahlungsempfindlich ist als vor der Strukturierung. Beispielsweise liegt das strahlungssensitive Material im fertigen Bauteil in einem vernetzten Zustand vor.
Die Einhausung kann eine erste Öffnung aufweisen, in welcher der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip angeordnet ist. Darüber hinaus kann die Einhausung eine zweite Öffnung aufweisen, in welcher das zweite Verbindungsmittel teilweise angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass das zweite Verbindungsmittel die zweite Öffnung nicht vollständig ausfüllt. Die Einhausung kann eine Schicht oder mehrere übereinander angeordnete Schichten aus dem ersten strahlungssensitiven Material aufweisen, die auf dem Anschlusselement aufgebracht ist/sind. Bei der Einhausung handelt es sich also vorzugsweise nicht um ein selbsttragendes Element, sondern um ein formschlüssig auf dem Anschlusselement angeordnetes Element. „Formschlüssig" bedeutet vorliegend beispielsweise, dass sich die Form eines ersten Elements an Übergängen zu einem zweiten Element an die Form des zweiten Elements anpasst .
Ferner kann das optoelektronische Halbleiterbauteil ein erstes Abdeckelement aufweisen, das ein zweites strahlungssensitives Material enthält. Beispielsweise kann das erste strahlungssensitive Material eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweisen als das zweite strahlungssensitive Material. „Sichtbare Strahlung" bezeichnet vorliegend insbesondere einen Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 750 nm.
Für das erste und zweite strahlungssensitive Material kommt zumindest eines der folgenden Materialien in Frage: Epoxid, Acrylat, Silikon, Epoxid-Silikon-Hybridmaterial. Das zweite strahlungssensitive Material kann außerdem Materialien enthalten, welche sichtbare Strahlung absorbieren und/oder reflektieren. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten strahlungssensitiven Material um ein lichtdurchlässiges Material, während es sich bei dem zweiten strahlungssensitiven Material um ein weißes, schwarzes oder farbiges, etwa rotes, grünes oder blaues, Material handeln kann. Das weiße Material kann beispielsweise Titanoxid oder Zirkonoxid enthalten. Das schwarze Material kann beispielsweise Kohlenstoff enthalten. Das farbige Material kann beispielsweise organische oder anorganische Farbstoffe enthalten .
Die Verwendung von strahlungssensitiven Materialien für Bereiche des Halbleiterbauteils und der damit verbundene Herstellungsprozess ermöglichen die Herstellung von vergleichsweise dünnen Schichten mit einer Dicke im Mikrometerbereich. Dadurch lassen sich Bauteildicken unter 300 pm realisieren.
Das erste Abdeckelement kann zumindest teilweise auf der Einhausung angeordnet sein. Beispielsweise ist das Abdeckelement auf einer zweiten Hauptfläche der Einhausung angeordnet, die sich auf einer dem Anschlusselement abgewandten Seite befindet. Weiterhin kann das erste Abdeckelement auf einer oder mehreren Seitenflächen der Einhausung angeordnet sein. Ferner kann sich das erste Abdeckelement bis in die erste und/oder zweite Öffnung erstrecken .
Das erste Abdeckelement kann eine Schicht oder mehrere übereinander beziehungsweise nacheinander angeordnete Schichten aus dem zweiten strahlungssensitiven Material aufweisen, die zumindest teilweise auf der Einhausung aufgebracht ist/sind. Das erste Abdeckelement kann beispielsweise die Sichtbarkeit des Bauteils verringern und/oder störendes Licht unterdrücken. Beispielsweise kann störendes Seitenlicht, das von einem Emitter des Halbleiterbauteils direkt zu einer Fotodiode gelangen würde, durch das erste Abdeckelement unterdrückt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil - zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip,
- ein Anschlusselement, das zumindest einen ersten Anschlussbereich und zumindest einen zweiten Anschlussbereich aufweist, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip mittels eines ersten Verbindungsmittels mit einem ersten Anschlussbereich und mittels eines zweiten Verbindungsmittels einem zweiten Anschlussbereich elektrisch leitend verbunden ist,
- eine Einhausung, die ein erstes strahlungssensitives Material enthält und eine erste Öffnung, in welcher der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip angeordnet ist, sowie eine zweite Öffnung aufweist, in welcher das zweite Verbindungsmittel teilweise angeordnet ist, und
- ein erstes Abdeckelement, das zumindest teilweise auf der Einhausung angeordnet ist und ein zweites strahlungssensitives Material enthält, wobei das erste strahlungssensitive Material eine höhere
Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite strahlungssensitive Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform hat die Einhausung einen größeren Volumen-Anteil an einem Volumen des optoelektronischen Halbleiterbauteils als das erste Abdeckelement. Beispielsweise kann der Volumen-Anteil der Einhausung mehr als 50%, insbesondere mehr als 80% des Volumens des optoelektronischen Halbleiterbauteils betragen.
Das erste strahlungssensitive Material kann eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für die bei der Belichtung verwendete Strahlung aufweisen als das zweite strahlungssensitive Material, so dass die Schicht(en) der Einhausung dicker ausgebildet werden kann/können als die Schicht (en) des ersten Abdeckelements. Zum Beispiel kann das erste Abdeckelement Schichtdicken von mindestens 20 mpiund höchstens 50 mpi aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper sowie einen ersten und zweiten Anschlusskontakt zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers. Insbesondere weist der Halbleiterkörper eine erste Hauptfläche und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche sowie mindestens eine Seitenfläche auf, welche die erste Hauptfläche mit der zweiten Hauptfläche verbindet, wobei der erste Anschlusskontakt an der ersten Hauptfläche und der zweite Anschlusskontakt an der zweiten Hauptfläche angeordnet ist.
Der Halbleiterkörper kann einen ersten und zweiten Halbleiterbereich unterschiedlicher Leitfähigkeit und eine zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich angeordnete aktive Zone aufweisen, die zur Strahlungserzeugung oder zum Strahlungsempfang vorgesehen ist. Der erste und zweite Halbleiterbereich sowie die aktive Zone können jeweils aus einer oder mehreren Halbleiterschichten gebildet sein. Bei den Halbleiterschichten kann es sich um epitaktisch auf einem Aufwachssubstrat abgeschiedene Schichten handeln. Das Aufwachssubstrat kann nach dem Aufwachsen der Halbleiterschichten im Halbleiterkörper verbleiben oder zumindest teilweise abgelöst werden. Insbesondere weist der erste Halbleiterbereich eine n-Leitfähigkeit auf, während der zweite Halbleiterbereich eine p-Leitfähigkeit aufweist. Der erste Halbleiterbereich kann an der ersten Hauptfläche und der zweite Halbleiterbereich an der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers angeordnet sein. Für die Halbleiterbereiche beziehungsweise Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers kommen beispielsweise auf Arsenid-, Phosphid- oder Nitrid- Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht. „Auf Arsenid-, Phosphid- oder Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichten AlnGamIni-n-mAs, AlnGamIni-n-mP oder AlnGamIni- n-mN enthalten, wobei 0 < n < 1, 0 < m < 1 und n+m < 1 gilt.
Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des AlnGamIni-n-mAs-, AlnGamIni-n- mP- oder AlnGamIni-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, As bzw. P bzw. N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Bei einem strahlungsempfangenden Halbleiterchip kommt für den Halbleiterkörper außerdem Silizium in Frage.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip seitlich zumindest teilweise von dem zweiten strahlungssensitiven Material formschlüssig bedeckt. Dabei können Seitenflächen des Halbleiterchips, die beispielsweise durch Seitenflächen des Halbleiterkörpers gebildet werden, jeweils zumindest teilweise von dem zweiten Material formschlüssig bedeckt sein. Die erste Öffnung kann bei diesem Ausführungsbeispiel größere laterale Abmessungen aufweisen als der Halbleiterchip, so dass dieser von einem Zwischenraum umgeben ist, in dem das zweite strahlungssensitive Material des ersten Abdeckelements angeordnet ist. Durch die chipnahe Anordnung des zweiten strahlungssensitiven Materials kann, falls dieses strahlungsabsorbierend ist, Strahlung direkt am Halbleiterchip absorbiert und dadurch störendes Seitenlicht unterdrückt werden. Außerdem kann der Halbleiterchip an den Seitenflächen durch das zweite strahlungssensitive Material elektrisch isoliert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip seitlich zumindest teilweise von dem ersten strahlungssensitiven Material formschlüssig bedeckt. Dabei können Seitenflächen des Halbleiterchips beziehungsweise Halbleiterkörpers jeweils zumindest teilweise von dem ersten strahlungssensitiven Material formschlüssig bedeckt sein. Bei dieser Ausführungsform können die lateralen Abmessungen der ersten Öffnung im Wesentlichen den lateralen Abmessungen des Halbleiterchips entsprechen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Halbleiterbauteil zumindest ein zweites Abdeckelement auf, das ein drittes strahlungssensitives Material enthält. Das dritte strahlungssensitive Material kann eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweisen als das zweite strahlungssensitive Material und etwa lichtdurchlässig sein. Das zweite Abdeckelement kann als eine Art Fenster des Halbleiterbauteils vorgesehen sein, durch das ausgehende Strahlung austritt beziehungsweise eingehende Strahlung eintritt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Abdeckelement eine optische Struktur zur Verbesserung der Strahlungsauskopplung beziehungsweise Strahlungseinkopplung auf. Beispielsweise ist das zweite Abdeckelement zumindest bereichsweise auf einer der Einhausung abgewandten Seite des ersten Abdeckelements angeordnet. Das zweite Abdeckelement kann das Halbleiterbauteil auf einer dem Anschlusselement abgewandten Seite des Halbleiterchips nach außen begrenzen.
Darüber hinaus kann das optoelektronische Halbleiterbauteil zumindest ein weiteres Abdeckelement aufweisen, das in und/oder auf der Einhausung angeordnet ist und ein viertes strahlungssensitives Material enthält, das insbesondere eine geringere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das erste strahlungssensitive Material und etwa lichtabsorbierend und/oder lichtreflektierend, zum Beispiel weiß, schwarz oder farbig, etwa rot, grün oder blau, ist, wobei sich das vierte strahlungssensitive Material von dem zweiten strahlungssensitiven Material unterscheidet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip auf einer zweiten Hauptfläche, die beispielsweise zumindest bereichsweise durch die zweite Hauptfläche des Halbleiterkörpers gebildet ist, zumindest teilweise von dem dritten Material formschlüssig bedeckt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Öffnung zumindest teilweise mit dem zweiten und/oder dritten Material gefüllt. Dabei kann das zweite Verbindungsmittel zwischen der Einhausung und dem zweiten und/oder dem dritten Material angeordnet sein. Beispielsweise kann sich das erste Abdeckelement von der zweiten Hauptfläche der Einhausung bis in die zweite Öffnung erstrecken. Ebenso kann sich das zweite Abdeckelement von der zweiten Hauptfläche der Einhausung bis in die zweite Öffnung erstrecken. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Einhausung eine dritte Öffnung auf, die den zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip seitlich größtenteils umgibt und die zumindest teilweise mit dem zweiten Material gefüllt ist. Beispielsweise kann sich das zweite Abdeckelement von der zweiten Hauptfläche der Einhausung bis in die dritte Öffnung erstrecken. Die dritte Öffnung kann rahmenförmig ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil ein Trägerelement, auf dem der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip angeordnet ist. Beispielsweise umfasst das Trägerelement eine Keramik, eine Leiterplatte oder einen Leiterrahmen. Das Anschlusselement kann ein Teil des Trägerelements sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Anschlusselement um einen Leiterrahmen handeln, der in eine Trägerschicht des Trägerelements eingebettet ist.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines wie oben beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils oder einer Mehrzahl der wie oben beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteile geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauteil beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses folgende Schritte:
- Bereitstellen eines Verbunds umfassend zumindest ein Anschlusselement, - Aufbringen zumindest einer ersten Schicht, die ein erstes strahlungssensitives Material enthält, auf den Verbund zur Ausbildung zumindest einer Einhausung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils,
- Strukturierung der zumindest einen ersten Schicht mittels Belichtung der zumindest einen ersten Schicht, wobei bei der Strukturierung zumindest eine zweite Öffnung erzeugt wird,
- Aufbringen zumindest einer zweiten Schicht, die ein zweites strahlungssensitives Material enthält, auf die zumindest eine erste Schicht zur Ausbildung eines ersten Abdeckelements des zumindest einen optoelektronischen Halbleiterbauteils,
- Strukturierung der zumindest einen zweiten Schicht mittels Belichtung der zumindest einen zweiten Schicht, wobei das erste Material eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite Material.
Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
Die zumindest eine erste und zweite Schicht können jeweils dosiert aufgebracht werden. Ferner ist es möglich, dass die zumindest eine zweite Schicht aufgesprüht wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Belichtung der zumindest einen ersten Schicht und der zumindest einen zweiten Schicht mit ultravioletter Strahlung durchgeführt.
Bei der Strukturierung der zumindest einen ersten Schicht kann zumindest eine erste Öffnung für den zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zur Ausbildung zumindest eines zweiten Verbindungsmittels vor dem Aufbringen der zumindest einen zweiten Schicht eine
Verbindungsmittelschicht auf die erste Schicht aufgebracht. Die Verbindungsmittelschicht kann aufgesputtert oder aufgedampft und beispielsweise mittels Fotolithografie strukturiert werden. Für die Verbindungsmittelschicht beziehungsweise das zweite Verbindungsmittel eignen sich elektrisch leitende Materialen, etwa Metalle, wie zum Beispiel Cu, oder Metallverbindungen, die Cu enthalten. Die Verbindungsmittelschicht kann mit einer Dicke zwischen 4 gm und 6 gm, insbesondere etwa 5 pm, aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Verbund, der bereitgestellt wird, zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip, der auf dem Anschlusselement angeordnet ist, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip beim Aufbringen der zumindest einen ersten Schicht in diese eingebettet wird, so dass der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip seitlich zumindest teilweise von dem ersten Material formschlüssig bedeckt wird.
Der Verbund kann ferner einen Träger umfassen, auf dem das Anschlusselement ausgebildet wird. Beispielsweise kann es sich bei dem Träger um einen Glas-, Keramik- oder Metallträger handeln. Der Metallträger kann zum Beispiel Cu, Stahl, FeNi, Mo oder MoCu enthalten oder daraus bestehen. Ferner kann es sich bei dem Träger um eine Leiterplatte (sog. „PCB") handeln.
Zwischen dem Träger und dem Anschlusselement kann eine Adhäsionsschicht angeordnet sein, die bei der Herstellung eine mechanische Verbindung zwischen dem Träger und dem Anschlusselement vermittelt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Adhäsionsschicht um eine lösbare Schicht, die beispielsweise mittels eines Laser-Lift-Off-Verfahrens oder eines Peel-Off-Verfahrens von dem Trägerelement abgelöst werden kann. Im Falle einer Ablösung durch ein Laser-Lift- Off-Verfahren kommt vorzugsweise ein Siliziumnitrid für die Adhäsionsschicht in Frage. Im Falle einer Ablösung durch ein Peel-Off-Verfahren eignet sich insbesondere ein Polymer wie Polydimethylsiloxan („PDMS") für die Adhäsionsschicht.
Zur Herstellung des Anschlusselements kann eine Schicht oder Schichtenfolge durchgehend, das heißt unterbrechungsfrei, auf den Träger aufgebracht, beispielsweise aufgesputtert, und anschließend strukturiert werden. Die Strukturierung der Schicht oder Schichtenfolge erfolgt vorzugsweise mittels Fotolithografie. Die Schicht oder Schichtenfolge kann, wie bereits weiter oben im Zusammenhang mit dem Anschlusselement erwähnt, aus zumindest einem Metall und/oder einer Metallverbindung gebildet werden.
Das optoelektronische Halbleiterbauteil eignet sich besonders für Sensoranwendungen, beispielsweise für Biosensoren, Entfernungsmesser oder Umgebungslichtsensoren. Die Sensoren sind beispielsweise für die Verwendung in Smartphones oder Smartwatches geeignet.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen .
Es zeigen: Figur 1A eine schematische Querschnittsansicht und Figur 1B eine schematische Draufsicht eines optoelektronischen Halbleiterbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figuren 2A bis 2H verschiedene Schritte von Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen beziehungsweise Figur 2H verschiedene Ausführungsbeispiele von optoelektronischen Halbleiterbauteilen,
Figur 3A eine schematische Querschnittsansicht und Figur 3B eine schematische Draufsicht eines optoelektronischen Halbleiterbauteils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figur 4A eine schematische Querschnittsansicht und Figur 4B eine schematische Draufsicht eines optoelektronischen Halbleiterbauteils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figuren 5A bis 5H verschiedene Schritte eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Figuren 6 bis 13 schematische Querschnittsansichten und Draufsichten von optoelektronischen Halbleiterbauteilen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
Figuren 14A und 14B schematische Draufsichten von Anordnungen optoelektronischer Halbleiterbauteile gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vor und nach der Vereinzelung.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen 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.
Figur 1A zeigt einen entlang der in Figur 1B dargestellten Linie A-A durchgeführten Querschnitt eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip 2, bei dem es sich um einen strahlungsemittierenden oder strahlungsempfangenden Halbleiterchip handelt, der beispielsweise Strahlung im sichtbaren bis infraroten Spektralbereich emittiert beziehungsweise detektiert. Der optoelektronische Halbleiterchip 2 kann parallel zu einer ersten lateralen Richtung LI eine erste laterale Abmessung al von 280 gm, parallel zu einer zweiten lateralen Richtung L2 eine zweite laterale Abmessung bl von 140 gm und parallel zu einer vertikalen Richtung V eine Dicke dl von 220 gm aufweisen, wobei Abweichungen von ± 10% möglich sind.
Der optoelektronische Halbleiterchip 2 weist einen Halbleiterkörper 3 auf. Wie bereits erwähnt, kommen für den Halbleiterkörper 3 auf Arsenid-, Phosphid- oder Nitrid- Verbindungshalbleitern basierende Materialien sowie im Falle eines strahlungsempfangenden Halbleiterchips Silizium in Betracht .
Weiterhin umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 ein Anschlusselement 6, das beispielsweise aus einer Metallschicht oder -schichtenfolge gebildet ist und einen ersten Anschlussbereich 6A und einen zweiten Anschlussbereich 6B aufweist, wobei der optoelektronische Halbleiterchip 2 auf dem ersten Anschlussbereich 6A angeordnet ist. Dabei kommt für das Anschlusselement 6 zumindest eines der folgenden Materialien in Frage: Cu, Al, Ag, Ti, Pt, Pd, Au. Das Anschlusselement 6 ist eben ausgebildet und weist parallel zu den lateralen Richtungen LI, L2 laterale Abmessungen (nicht dargestellt) auf, die wesentlich größer sind als seine Dicke (nicht dargestellt) parallel zur vertikalen Richtung V.
Der optoelektronische Halbleiterchip 2 weist einen an einer ersten Hauptfläche 3A des Halbleiterkörpers 3 angeordneten ersten Anschlusskontakt 4, bei dem es sich beispielsweise um eine Goldschicht handelt, und einen an einer zweiten Hauptfläche 3B des Halbleiterkörpers 3 angeordneten zweiten Anschlusskontakt 5, bei dem es sich beispielsweise um ein Kontaktpad aus Al handelt, auf. Mittels eines ersten Verbindungsmittels 7, das zwischen dem ersten Anschlusskontakt 4 und dem ersten Anschlussbereich 6A angeordnet ist, ist der optoelektronische Halbleiterchip 2 mechanisch und elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich 6A verbunden. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Verbindungsmittel 7 um einen elektrisch leitenden Klebstoff oder um ein Lot. Das erste Verbindungsmittel 7 kann sich bis auf Seitenflächen 3C des Halbleiterkörpers 3 erstrecken. Mittels eines zweiten, mit dem zweiten Anschlusskontakt 5 in Verbindung stehenden Verbindungsmittels 8 ist der Halbleiterchip 2 mit dem zweiten Anschlussbereich 6B elektrisch leitend verbunden. Das zweite Verbindungsmittel 8 enthält beispielsweise ein Metall wie zum Beispiel Ti oder Al oder eine Metallverbindung, die beispielsweise Ti oder Al enthält. Beispielsweise dient der erste Anschlussbereich 6A als Kathode, während der zweite Anschlussbereich 6B als Anode dienen kann. Das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 kann mittels des ersten und zweiten Anschlussbereichs 6A, 6B von außen elektrisch kontaktiert werden. Dabei ist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 oberflächenmontierbar.
Ferner umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 eine Einhausung 9, die formschlüssig auf dem Anschlusselement 6 angeordnet ist und ein erstes strahlungssensitives Material enthält. Die Einhausung 9 weist eine erste, auf einer dem Anschlusselement 6 zugewandten Seite angeordnete Hauptfläche 9A und eine zweite, der ersten Hauptfläche 9A gegenüber liegende Hauptfläche 9B auf. Weiterhin weist die Einhausung 9 eine erste, in Draufsicht beispielsweise rechteckförmige Öffnung 10 auf, die sich von der ersten Hauptfläche 9A bis zu der zweiten Hauptfläche 9B durch die Einhausung 9 hindurch erstreckt. Der optoelektronische Halbleiterchip 2 ist in der ersten Öffnung 10 angeordnet und ist von der Einhausung 9 seitlich umgeben, das heißt die Einhausung 9 ist dem Halbleiterchip 2 in den lateralen Richtungen LI, -LI, L2, -L2 nachgeordnet .
Die Einhausung 9 und der Halbleiterchip 2 sind im Wesentlichen, das heißt im Rahmen üblicher
Fertigungstoleranzen, gleich dick ausgebildet. Die Öffnung 10 weist größere laterale Abmessungen (nicht dargestellt) als der optoelektronische Halbleiterchip 2 auf, so dass zwischen dem Halbleiterchip 2 und der Einhausung 9 ein Zwischenraum 11 ausgebildet ist, der den Halbleiterchip 2 rahmenförmig umgibt. Ferner weist die Einhausung 9 eine zweite, beispielsweise zylinderförmige Öffnung 12 auf, die sich von der ersten Hauptfläche 9A bis zu der zweiten Hauptfläche 9B durch die Einhausung 9 hindurch erstreckt und in welcher das zweite Verbindungsmittel 8 teilweise angeordnet ist. Das zweite Verbindungsmittel 8 kann Oberflächen der Einhausung 9, welche die zweite Öffnung 12 umfangseitig begrenzen, vollflächig bedecken .
Außerdem umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 ein erstes Abdeckelement 13, das zumindest teilweise auf der Einhausung 9 angeordnet ist und ein zweites strahlungssensitives Material enthält, wobei das erste strahlungssensitive Material eine höhere
Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite strahlungssensitive Material. Für das erste und zweite strahlungssensitive Material gelten im Übrigen die weiter oben erwähnten Eigenschaften. Die zweite Hauptfläche 3B des Halbleiterkörpers 3 ist im Wesentlichen frei von dem ersten Abdeckelement 13.
Die zweite Hauptfläche 9B der Einhausung 9 wird von dem ersten Abdeckelement 13 größtenteils bedeckt. Das erste Abdeckelement 13, das aus einem schwarzen Material gebildet sein kann, verringert damit die Sichtbarkeit des Bauteils 1. Ferner erstreckt sich das erste Abdeckelement 13 bis in den Zwischenraum 11, so dass der optoelektronische Halbleiterchip 2 seitlich zumindest teilweise von dem zweiten strahlungssensitiven Material formschlüssig bedeckt ist. Die chipnahe Anordnung des Abdeckelements 13 führt zu einer direkten Unterdrückung von störendem Seitenlicht. Zwischen dem zweiten Anschlusskontakt 5 und der zweiten Öffnung 12 erstreckt sich ein ebener Teil 8A des zweiten Verbindungsmittels 8 auf dem ersten Abdeckelement 13. Die flache Ausgestaltung des Verbindungsmittels 8 an dieser Stelle trägt zur Verringerung einer Bauteildicke d2 bei.
Ferner umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 ein zweites Abdeckelement 14, das ein drittes strahlungssensitives Material enthält, wobei das dritte strahlungssensitive Material eine höhere
Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite Material. Beispielsweise kann das dritte strahlungssensitive Material eine zumindest annähernd gleich große Strahlungsdurchlässigkeit aufweisen wie das erste strahlungssensitive Material. Das zweite Abdeckelement 14 ist auf der zweiten Hauptfläche 9B der Einhausung 9 und einer zweiten Hauptfläche 2B des Halbleiterchips 2, die größtenteils durch die zweite Hauptfläche 3B des Halbleiterkörpers gebildet wird, angeordnet und füllt die zweite Öffnung 12 aus. In lateralen Richtungen LI, L2 ragt das zweite Abdeckelement 14 im Wesentlichen nicht über die Einhausung 9 hinaus.
Der beschriebene Aufbau ermöglicht eine vergleichsweise geringe Bauteildicke d2 von weniger als 300 pm.
Das in Verbindung mit den Figuren 2A bis 2H beschriebene Verfahren ist beispielsweise zur Herstellung eines wie in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 sowie von optoelektronischen Halbleiterbauteilen 1 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen geeignet. Zunächst wird ein Verbund 15 bereitgestellt (vgl. Figur 2A), der einen Träger 16 und eine Mehrzahl von Anschlusselementen 6 aufweist, die auf dem Träger 16 angeordnet sind. Beispielsweise werden die Anschlusselemente 6 durch Aufbringen einer durchgehenden Schicht oder Schichtenfolge, die wie oben erwähnt ein Metall und/oder eine Metallverbindung enthalten kann, und anschließender Strukturierung, beispielsweise mittels Fotolithografie, erzeugt .
Wie bereits oben erwähnt, kann es sich bei dem Träger 16 um einen Glas-, Keramik- oder Metallträger handeln.
Zwischen dem Träger 16 und den Anschlusselementen 6 kann eine Adhäsionsschicht angeordnet sein (nicht dargestellt), die bei der Herstellung eine mechanische Verbindung zwischen dem Träger 16 und den Anschlusselementen 6 vermittelt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Adhäsionsschicht um eine lösbare Schicht, die beispielsweise mittels eines Laser-Lift- Off-Verfahrens oder eines Peel-Off-Verfahrens abgelöst werden kann. Im Falle einer Ablösung durch ein Laser-Lift-Off- Verfahren kommt vorzugsweise ein Siliziumnitrid für die Adhäsionsschicht in Frage. Im Falle einer Ablösung durch ein Peel-Off-Verfahren eignet sich insbesondere ein Polymer wie Polydimethylsiloxan („PDMS") für die Adhäsionsschicht.
Weiterhin (vgl. Figur 2B) werden mehrere erste Schichten 17A, 17B, 17C, 17D eines ersten strahlungssensitiven Materials nacheinander auf den Verbund 15 aufgebracht, um mehrere Einhausungen 9 mit jeweils einer ersten Öffnung 10 und einer zweiten Öffnung 12 auszubilden. Das Material kann für jede erste Schicht 17A, 17B, 17C, 17D dosiert aufgebracht und auf Dicke gedrückt werden. Als erstes strahlungssensitives Material kommt wie weiter oben erwähnt ein fotostrukturierbares Material, beispielsweise ein Epoxid, Acrylat, Silikon oder Epoxid-Silikon-Hybridmaterial, in Frage.
Die Strukturierung der ersten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D erfolgt mittels Belichtung beziehungsweise Fotolithografie. Dabei wird das Bild einer Maske, beispielsweise einer Glasmaske, in den ersten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D durch Belichtung mit kurzwelligem Licht, zum Beispiel UV-Licht, erzeugt. Anschließend werden die belichteten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D entwickelt, wobei ein Waschprozess durchgeführt wird. Optional kann nach dem Entwickeln ein Härteprozess erfolgen .
In einem weiteren Schritt (vgl. Figur 2C) wird in den ersten Öffnungen 10 auf den ersten Anschlussbereichen 6A jeweils ein Halbleiterchip 2 angeordnet. Die Halbleiterchips 2 können jeweils mittels eines ersten Verbindungsmittels 7, bei dem es sich zum Beispiel um eine Klebeschicht oder eine Lotschicht handelt, an dem zugehörigen Anschlussbereich 6A befestigt werden. Alternativ können die Halbleiterchips 2 montiert werden, bevor die ersten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D aufgebracht und strukturiert werden.
In einem weiteren Schritt (vgl. Figur 2D) wird zur Ausbildung eines Teils von ersten Abdeckelementen 13 eine zweite Schicht 18A, die ein zweites strahlungssensitives Material enthält, auf die ersten, strukturierten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D aufgebracht und mittels Belichtung wie im Zusammenhang mit den ersten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D beschrieben strukturiert, wobei das erste Material, wie bereits in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschrieben, eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite Material. Zum Beispiel weist die zweite Schicht 18A eine Schichtdicke d3 von mindestens 20 gm und höchstens 50 gm auf, wobei Abweichungen von ± 10% möglich sind.
In einem nächsten Schritt (vgl. Figur 2E) wird zur Ausbildung von zweiten Verbindungsmitteln 8 eine
Verbindungsmittelschicht 19 auf die zweite, strukturierte Schicht 18A aufgebracht und strukturiert. Beispielsweise kann die Verbindungsmittelschicht 19 aufgedampft oder aufgesputtert werden. Die Strukturierung erfolgt zum Beispiel mittels Fotolithografie. Als Materialien kommen die bereits oben erwähnten Materialien in Frage.
In einem weiteren Schritt (vgl. Figur 2F) wird zur Ausbildung eines zweiten Teils der Abdeckelemente 13 eine weitere zweite Schicht 18B, die das zweite strahlungssensitive Material enthält, auf die strukturierte Verbindungsmittelschicht 19 aufgebracht und mittels Belichtung wie im Zusammenhang mit den ersten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D beschrieben strukturiert. Die weitere zweite Schicht 18B erstreckt sich bis in die zweiten Öffnungen 12 und kann diese jeweils teilweise (vgl. Figur 2F, links) oder vollständig (vgl. Figur 2F, rechts) ausfüllen. Nach der Strukturierung sind die zweiten Verbindungsmittel 8 jeweils von dem zweiten Material der Abdeckelemente 13 bedeckt und damit bei einem beispielsweise schwarzen Material kaum sichtbar. Bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 gemäß dem in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschriebenen Ausführungsbeispiel entfällt der in Figur 2F beschriebene Herstellungsschritt . In einem weiteren Schritt (vgl. Figur 2G) wird zur Ausbildung von zweiten Abdeckelementen 14 eine dritte Schicht 20, die ein drittes strahlungssensitive Material enthält, auf die weitere zweite, strukturierte Schicht 18B aufgebracht und mittels Belichtung wie in Verbindung mit den ersten und zweiten Schichten 17A, 17B, 17C, 17D, 18A, 18B beschrieben strukturiert .
Anschließend wird der Träger 16 abgelöst (vgl. Figur 2H). Dadurch findet eine Vereinzelung der auf dem Träger 16 angeordneten optoelektronischen Halbleiterbauteile 1 statt. Bei dem in Figur 2H links dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das zweite Abdeckelement 14 bis in die zweite Öffnung 12, während es bei dem in Figur 2H rechts dargestellten Ausführungsbeispiel außerhalb der Öffnung 12 angeordnet ist.
Die Figuren 3A und 3B zeigen ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem der Halbleiterchip 2 in der ersten Öffnung 10 seitlich zumindest teilweise von dem zweiten strahlungssensitiven Material des Abdeckelements 13 formschlüssig bedeckt ist. Dabei handelt es sich bei dem zweiten strahlungssensitiven Material um ein lichtreflektierendes oder weißes Material.
Die Einhausung 9 erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung V über den Halbleiterchip 2 hinaus und weist eine dem Halbleiterchip 2 in vertikaler Richtung V nachgeordnete Aussparung 27 auf, die von dem ersten Material der Einhausung 9 rahmenförmig umgeben ist. In der Aussparung 27 kann beispielsweise ein optisches Element oder Abdeckelement angeordnet werden. Die zweite Öffnung 12 wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch das erste Material ausgefüllt.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Bei dem in den Figuren 4A und 4B dargestellten optoelektronischen Halbleiterbauteil 1 ist der optoelektronische Halbleiterchip 2 seitlich, das heißt insbesondere an den Seitenflächen 3C des Halbleiterkörpers 3, teilweise von dem ersten strahlungssensitiven Material der Einhausung 9 formschlüssig bedeckt. Das erste Abdeckelement 13 ist auf der zweiten Hauptfläche 9B der Einhausung 9 angeordnet und erstreckt sich bis in die zweite Öffnung 12, so dass die zweite Öffnung 12 vollständig ausgefüllt ist. Das zweite Verbindungsmittel 8 wird von dem zweiten Material des Abdeckelements 13 vorzugsweise vollständig bedeckt und ist damit vorteilhafterweise elektrisch isoliert.
Das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 weist ein zweites Abdeckelement 14 auf, welches das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 auf einer dem Anschlusselement 6 gegenüberliegenden Seite nach außen begrenzt.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
In Verbindung mit den Figuren 5A bis 5H wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, das zur Herstellung eines wie im Zusammenhang mit den Figuren 4A und 4B beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 geeignet ist, näher erläutert.
Zunächst wird ein Verbund 15 bereitgestellt (vgl. Figuren 5A und 5B), der einen Träger 16 und eine Mehrzahl von Anschlusselementen 6 aufweist, die auf dem Träger 16 angeordnet sind. Beispielsweise werden die Anschlusselemente 6 durch Aufbringen einer durchgehenden Schicht oder Schichtenfolge und anschließender Strukturierung wie oben beschrieben, beispielsweise mittels Fotolithografie, erzeugt.
Wie bereits oben erwähnt, kann es sich bei dem Träger 16 um einen Glas-, Keramik- oder Metallträger handeln. Zwischen dem Träger 16 und den Anschlusselementen 6 kann sich, wie bereits oben erwähnt, eine Adhäsionsschicht befinden.
In einem nächsten Schritt (vgl. Figur 5C) wird auf den Anschlusselementen 6 beziehungsweise den ersten Anschlussbereichen 6A jeweils ein Halbleiterchip 2 angeordnet. Die Halbleiterchips 2 können jeweils mittels eines ersten Verbindungsmittels 7, bei dem es sich zum Beispiel um eine Klebeschicht oder eine Lotschicht handelt, an dem zugehörigen Anschlusselement 6 befestigt werden.
In einem weiteren Schritt (vgl. Figur 5D) wird zumindest eine erste Schicht 17A eines ersten strahlungssensitiven Materials auf den Verbund 15 aufgebracht, um mehrere Einhausungen 9 mit jeweils einer zweiten Öffnung 12 auszubilden. Dabei werden die Halbleiterchips 2 an Seitenflächen 2C, die jeweils zumindest größtenteils durch die Seitenflächen 3C der Halbleiterkörper 3 gebildet werden, zumindest teilweise formschlüssig in das erste Material eingebettet. Das erste Material kann dosiert aufgebracht und auf Dicke gedrückt werden. Als erstes strahlungssensitives Material kommt, wie weiter oben erwähnt, ein fotostrukturierbares Material, beispielsweise ein Epoxid, Acrylat, Silikon oder Epoxid-Silikon-Hybridmaterial, in Frage.
Die Strukturierung der zumindest einen ersten Schicht 17A erfolgt mittels Belichtung beziehungsweise Fotolithografie. Dabei wird das Bild einer Maske, beispielsweise einer Glasmaske, in der zumindest einen ersten Schicht 17A durch Belichtung mit kurzwelligem Licht, zum Beispiel UV-Licht, erzeugt. Anschließend wird die zumindest eine erste, belichtete Schicht 17A entwickelt, wobei ein Waschprozess durchgeführt wird. Optional kann nach dem Entwickeln ein Härteprozess erfolgen.
In einem nächsten Schritt (vgl. Figur 5E) wird zur Ausbildung von zweiten Verbindungsmitteln 8 eine
Verbindungsmittelschicht 19 auf die zumindest eine erste, strukturierte Schicht 17A aufgebracht und strukturiert. Beispielsweise kann die Verbindungsmittelschicht 19 aufgedampft oder aufgesputtert werden. Die Strukturierung erfolgt zum Beispiel mittels Fotolithografie.
In einem nächsten Schritt (vgl. Figur 5F) wird zur Ausbildung von ersten Abdeckelementen 13 eine zweite Schicht 18A, die ein zweites strahlungssensitives Material enthält, auf die zumindest eine erste, strukturierte Schicht 17A aufgebracht und mittels Belichtung wie im Zusammenhang mit der ersten Schicht 17A beschrieben strukturiert, wobei das erste Material, wie bereits in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschrieben, eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite Material. Die zweite Schicht 18A kann dosiert aufgebracht oder aufgesprüht werden.
In einem weiteren Schritt (vgl. Figur 5G) wird zur Ausbildung von zweiten Abdeckelementen 14 eine dritte Schicht 20, die ein drittes strahlungssensitives Material enthält, auf die zweite, strukturierte Schicht 18A aufgebracht und wie in Verbindung mit den ersten und zweiten Schichten 17A, 18A beschrieben strukturiert.
Anschließend wird der Träger 16 abgelöst (vgl. Figur 5H). Dadurch findet eine Vereinzelung der auf dem Träger 16 angeordneten optoelektronischen Halbleiterbauteile 1 statt.
Figur 6 zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 1, das mittels des in Verbindung mit den Figuren 5A bis 5H beschriebenen Verfahrens hergestellt werden kann, wobei sich das zweite Abdeckelement 14 bis in die zweite Öffnung 12 erstreckt und in der zweiten Öffnung 12 von dem ersten Abdeckelement 13 seitlich umschlossen ist. Die zweite Öffnung 12 wird also durch das dritte Material nicht vollständig ausgefüllt .
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke und Sichtbarkeit, auf.
Die Figuren 7A (Querschnitt entlang Linie A-A in Figur 7B) und 7B (Draufsicht) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1, wobei die Einhausung 9 eine dritte Öffnung 21 aufweist, die den optoelektronischen Halbleiterchip 2 seitlich vollständig umgibt. Die dritte Öffnung 21 umschließt seitlich sowohl den Halbleiterchip 2 als auch die zweite Öffnung 12. Die dritte Öffnung 21 ist beispielsweise mit dem zweiten Material des Abdeckelements 13 gefüllt, so dass sich also das erste Abdeckelement 13 bis in die dritte Öffnung 21 erstreckt.
Durch die mit dem zweiten Material gefüllte dritte Öffnung 21 kann beispielsweise störendes Seitenlicht unterdrückt werden. Um einen Kurzschluss zwischen dem ersten Anschlussbereich 6A und dem zweiten Anschlussbereich 6B zu vermeiden, der beispielsweise durch Rückstände der Verbindungsmittelschicht in der dritten Öffnung 21 auftreten kann, ist es möglich, zunächst die dritte Öffnung 21 mit dem zweiten Material zu füllen, dann die zweite Verbindungsmittelschicht aufzubringen und zu strukturieren und anschließend eine zweite Schicht des zweiten Materials aufzubringen.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Die Figuren 8A (Querschnitt entlang Linie A-A in Figur 8B) und 8B (Draufsicht) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1, bei dem die Einhausung 9 eine dritte Öffnung 21 aufweist, die den Halbleiterchip 2 seitlich umfängt. Die dritte Öffnung 21 weist hierbei in einem Bereich zwischen dem ersten Anschlussbereich 6A und dem zweiten Anschlussbereich 6B Unterbrechungen 21A auf, um einen Kurzschluss, der beispielsweise durch Rückstände der Verbindungsmittelschicht in der dritten Öffnung 21 auftreten kann, zu vermeiden. Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Die Figuren 9A (Querschnitt entlang Linie A-A in Figur 9B) und 9B (Draufsicht) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1, bei dem die Einhausung 9 eine dritte Öffnung 21 aufweist, die den Halbleiterchip 2 lateral umfängt. Die dritte Öffnung 21 weist hierbei in einem Bereich, in dem sie den ebenen Teil 8A des zweiten Verbindungsmittels 8 kreuzt, eine Unterbrechung 21A auf, um einen Kurzschluss, der beispielsweise durch Rückstände der Verbindungsmittelschicht in der dritten Öffnung 21 auftreten kann, zu vermeiden.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Die Figuren 10A (Querschnitt entlang Linie A-A in Figur 10B) und 10B (Draufsicht) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1, bei dem sich das erste Abdeckelement 13 bis auf Seitenflächen 9C der Einhausung 9 erstreckt. Diese Anordnung verhindert mit Vorteil Kurzschlüsse und sorgt für ein homogenes Erscheinungsbild .
Das zweite Abdeckelement 14 ist lateral größtenteils auf den Bereich der zweiten Hauptfläche 2B begrenzt und weist eine optische Struktur 22 zur Verbesserung der Strahlungsauskopplung beziehungsweise Strahlungseinkopplung auf.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Die Figuren 11A (Draufsicht auf eine erste Hauptfläche 1A des Halbleiterbauteils) und 11B (Querschnitt entlang Linie A-A) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1, das ein Trägerelement 23 aufweist, auf dem der optoelektronische Halbleiterchip 2 angeordnet ist, wobei das Anschlusselement 6 zwischen dem Halbleiterchip 2 und dem Trägerelement 23 angeordnet ist. Das Trägerelement 23 umfasst eine Trägerschicht 24 und einen dritten Anschlussbereich 25A, der mittels einer Durchkontaktierung 26 mit dem ersten Anschlussbereich 6A elektrisch leitend verbunden ist, sowie einen vierten Anschlussbereich 25B, der mittels einer Durchkontaktierung 26 mit dem zweiten Anschlussbereich 6B elektrisch leitend verbunden ist. Beispielsweise können der dritte und vierte Anschlussbereich 25A, 25B gleich groß beziehungsweise spiegelsymmetrisch ausgebildet werden, wodurch die Montage des Bauteils 1 auf einem Anschlussträger erleichtert wird. Ferner können die Anschlussbereiche 25A,
25B größer ausgebildet werden als die zugehörigen Anschlussbereiche 6A, 6B, so dass die elektrische Kontaktierung von außen erleichtert wird.
Der dritte und vierte Anschlussbereich 25A, 25B können aus einer gemeinsamen Schicht oder Schichtenfolge, wie bereits in Verbindung mit der Herstellung des ersten und zweiten Anschlussbereichs 6A, 6B beschrieben, hergestellt werden.
Die Trägerschicht 24 kann aus einem fünften strahlungssensitiven Material hergestellt werden. Beispielsweise kann das fünfte strahlungssensitive Material mit dem ersten strahlungssensitiven Material der Einhausung 9 übereinstimmen und außerdem in der bereits oben erwähnten Weise strukturiert werden.
Die Figuren 12A (Querschnitt entlang Linie A-A in Figur 12B) und 12B (Draufsicht) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1, das ein Trägerelement 23 umfasst, auf dem der optoelektronische Halbleiterchip 2 angeordnet ist. Hierbei ist das Anschlusselement 6 ein Teil des Trägerelements 23. Bei dem Anschlusselement 6 handelt es sich um einen Leiterrahmen, der in eine Trägerschicht 24 des Trägerelements 23 eingebettet ist. Der Halbleiterchip 2 wird seitlich zumindest teilweise von dem ersten Material der Einhausung 9 formschlüssig bedeckt. Das erste Abdeckelement 13 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 ist auf der zweiten Hauptfläche 9B der Einhausung 9 angeordnet und erstreckt sich bis in die zweite Öffnung 12. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Material des ersten Abdeckelements 13 um ein strahlungsabsorbierendes Material.
Ferner handelt es sich bei dem Halbleiterchip 2 insbesondere um einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip.
Der Halbleiterchip 2 kann eine Dicke d4 von 120 pm aufweisen, wobei Abweichungen von ± 10% möglich sind. Das Trägerelement 23 kann eine Dicke d5 von 100 gm aufweisen, wobei Abweichungen von ± 10% möglich sind.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Die Figuren 13A (Querschnitt entlang Linie A-A in Figur 13B) und 13B (Draufsicht) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1. Dieses weist wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel ein Trägerelement 23 auf, wobei das Anschlusselement 6 ein Teil des Trägerelements 23 ist. Der Halbleiterchip 2 wird von dem zweiten Material des ersten Abdeckelements 13 formschlüssig bedeckt. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Material des ersten Abdeckelements 13 um ein diffus reflektierendes, etwa weißes, Material. Dadurch kann die Strahlungseffizienz des optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 erhöht werden.
Im Übrigen weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 1 sämtliche bereits in Verbindung mit den vorausgehenden Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Vorteile, insbesondere eine geringere Bauteildicke, auf.
Die Figuren 14A und 14B zeigen eine Anordnung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Diese weisen einen nicht-rechteckigen Grundriss auf. Der Grundriss ist bei diesem Ausführungsbeispiel fünfeckig. Dieser Grundriss ermöglicht eine kreisähnliche Anordnung mehrerer optoelektronischer Halbleiterbauteile 1. Eine kreisähnliche Anordnung ist beispielsweise bei einer Verwendung für Smartwatches vorteilhaft, wobei im Kreisinneren strahlungsemittierende Halbleiterchips 2 und im Kreisäußeren strahlungsempfangende Halbleiterchips 2 angeordnet sein können.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102021118163.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauteil 1A erste Hauptfläche
2 optoelektronischer Halbleiterchip 2B zweite Hauptfläche
2C Seitenfläche
3 Halbleiterkörper 3A erste Hauptfläche 3B zweite Hauptfläche 3C Seitenfläche
4 erster Anschlusskontakt
5 zweiter Anschlusskontakt
6 Anschlusselement
6A erster Anschlussbereich 6B zweiter Anschlussbereich
7 erstes Verbindungsmittel
8 zweites Verbindungsmittel 8A ebener Teil
9 Einhausung
9A erste Hauptfläche 9B zweite Hauptfläche 9C Seitenfläche
10 erste Öffnung
11 Zwischenraum
12 zweite Öffnung
13 erstes Abdeckelement
14 zweites Abdeckelement
15 Verbund
16 Träger
17A, 17B, 17C, 17C erste Schicht 18A, 18B zweite Schicht 19 Verbindungsmittelschicht 20 dritte Schicht
21 dritte Öffnung 21A Unterbrechung
22 optische Struktur 23 Trägerelement
24 Trägerschicht 25A dritter Anschlussbereich 25B vierter Anschlussbereich 26 Durchkontaktierung 27 Aussparung al erste laterale Abmessung bl zweite laterale Abmessung dl, d2, d3, d4, d5 Dicke LI erste laterale Richtung L2 zweite laterale Richtung V vertikale Richtung

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) umfassend
- zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (2),
- ein Anschlusselement (6), das zumindest einen ersten Anschlussbereich (6A) und zumindest einen zweiten Anschlussbereich (6B) aufweist, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) mittels eines ersten Verbindungsmittels (7) mit einem ersten Anschlussbereich
(6A) und mittels eines zweiten Verbindungsmittels (8) mit einem zweiten Anschlussbereich (6B) elektrisch leitend verbunden ist,
- eine Einhausung (9), die ein erstes strahlungssensitives Material enthält und eine erste Öffnung (10), in welcher der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) angeordnet ist, sowie eine zweite Öffnung (12) aufweist, in welcher das zweite Verbindungsmittel (8) teilweise angeordnet ist, und
- ein erstes Abdeckelement (13), das zumindest teilweise auf der Einhausung (9) angeordnet ist und ein zweites strahlungssensitives Material enthält, wobei das erste strahlungssensitive Material eine höhere
Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite strahlungssensitive Material.
2. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Einhausung (9) einen größeren Volumen-Anteil an einem
Volumen des optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) hat als das erste Abdeckelement (13).
3. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Volumen-Anteil der Einhausung (9) mehr als 50% beträgt.
4. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) seitlich zumindest teilweise von dem zweiten strahlungssensitiven Material formschlüssig bedeckt ist.
5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) seitlich zumindest teilweise von dem ersten strahlungssensitiven Material formschlüssig bedeckt ist.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein zweites Abdeckelement (14) aufweist, das ein drittes strahlungssensitives Material enthält, wobei das dritte strahlungssensitive Material eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite Material.
7. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) auf einer zweiten Hauptfläche (2B) zumindest teilweise von dem dritten Material formschlüssig bedeckt ist.
8. Optoelektronisches Halbleiterbauteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Öffnung (12) zumindest teilweise mit dem zweiten und/oder dritten Material gefüllt ist.
9. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einhausung (9) eine dritte Öffnung (21) aufweist, die den zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (2) seitlich größtenteils umgibt und die zumindest teilweise mit dem zweiten Material gefüllt ist.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Trägerelement (23) aufweist, auf dem der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) angeordnet ist, wobei das Anschlusselement (6) ein Teil des Trägerelements (23) ist.
11. Verfahren zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend die Schritte:
- Bereitstellen eines Verbunds (15) umfassend zumindest ein Anschlusselement (6),
- Aufbringen zumindest einer ersten Schicht (17A, 17B, 17C, 17D), die ein erstes strahlungssensitives Material enthält, auf den Verbund (15) zur Ausbildung zumindest einer Einhausung (9) eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (1),
- Strukturierung der zumindest einen ersten Schicht (17A,
17B, 17C, 17D) mittels Belichtung der zumindest einen ersten Schicht (17A, 17B, 17C, 17D), wobei bei der Strukturierung zumindest eine zweite Öffnung (12) erzeugt wird,
- Aufbringen zumindest einer zweiten Schicht (18A, 18B), die ein zweites strahlungssensitives Material enthält, auf die zumindest eine erste Schicht (17A, 17B, 17C, 17D) zur Ausbildung eines ersten Abdeckelements (13) des zumindest einen optoelektronischen Halbleiterbauteils (1), - Strukturierung der zumindest einen zweiten Schicht (18A,
18B) mittels Belichtung der zumindest einen zweiten Schicht (18A, 18B), wobei das erste Material eine höhere Strahlungsdurchlässigkeit für sichtbare Strahlung aufweist als das zweite Material.
12. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Belichtung der zumindest einen ersten Schicht (17A, 17B, 17C, 17D) und der zumindest einen zweiten Schicht (18A, 18B) mit ultravioletter Strahlung durchgeführt wird.
13. Verfahren gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Strukturierung der zumindest einen ersten Schicht (17A, 17B, 17C, 17D) zumindest eine erste Öffnung (10) für den zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (2) erzeugt wird.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Verbund (15), der bereitgestellt wird, zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (2) aufweist, der auf dem Anschlusselement (6) angeordnet ist, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) beim Aufbringen der zumindest einen ersten Schicht (17A, 17B, 17C, 17D) in diese eingebettet wird, so dass der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip (2) seitlich zumindest teilweise von dem ersten Material formschlüssig bedeckt wird.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei zur
Ausbildung zumindest eines zweiten Verbindungsmittels (8) vor dem Aufbringen der zumindest einen zweiten Schicht (18A, 18B) eine Verbindungsmittelschicht (19) auf die erste Schicht (17A, 17B, 17C, 17D) aufgebracht wird.
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