Beschreibung
Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen und optoelektronisches
Halbleiterbauelement
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102014100772.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Für Halbleiterbauelemente wie Leuchtdioden sind Bauformen bekannt, bei denen die zur Erzeugung von Strahlung
vorgesehenen Halbleiterchips in vorgefertigte Gehäuse
montiert werden. Solche Bauformen sind zur Herstellung besonders kompakter Leuchtdioden nur schwer miniaturisierbar.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Lösung dieses
Problems besteht darin, einen Gehäusekörperverbund
auszubilden, welcher zwischen matrixartig angeordneten
Halbleiterchips angeordnet ist. Der Gehäusekörperverbund kann beispielsweise mittels eines Gießverfahrens hergestellt werden. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der Gehäusekörperverbund in eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen vereinzelt, sodass jedes vereinzelte Halbleiterbauelement zumindest einen Halbleiterchip und einen Teil des Gehäusekörperverbunds als Gehäusekörper aufweist.
Hierbei tritt das Problem auf, dass der Gehäusekörperverbund und somit auch die aus dem Gehäusekörperverbund ausgebildeten Gehäusekörper stark absorbierend, das heißt im Wesentlichen schwarz, sind. Dies ist nachteilig bei Verwendung von
Halbleiterchips, welche einen großen oder zumindest nicht vernachlässigbaren Anteil von Licht über ihre Seitenflanken
emittieren, da dieses auf den Gehäusekörper trifft und umgehend absorbiert wird.
Des Weiteren ist nachteilig, dass bei Halbleiterbauelementen welche eine dem Halbleiterchip nachgeordnete
Konversionsschicht aufweisen, Licht durch Streuung in der Konversionsschicht auf den angrenzenden Gehäusekörper trifft und ebenfalls zu einem erheblichen Anteil absorbiert wird.
Auf diese Weise wird die Lichtemission des
Halbleiterbauelements reduziert. Des Weiteren bleicht das Material des Gehäusekörpers oftmals aus und wird porös und brüchig, wodurch das Bauelement auch mechanisch instabil werden kann. Zur Verhinderung dieser lichtinduzierten
Alterung ist daher eine umfassende Unterdrückung der
lateralen Emission des Halbleiterchips oder ein
entsprechender Schutz des Gehäusekörpers erforderlich.
Eine Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung anzugeben durch das optoelektronische Halbleiterbauelemente mit einer kompakten Bauform und einer hohen Auskoppeleffizienz hergestellt werden können. Weiterhin soll ein solches
Halbleiterbauelement angegeben werden.
Insbesondere ist es eine Aufgabe, die Absorption von Licht durch die oben dargestellten Mechanismen sowie eine
lichtinduzierte Schädigung des Gehäusekörpers weitestgehend zu unterbinden.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein Verfahren beziehungsweise ein Halbleiterbauelement gemäß den
unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Ausgestaltungen und
Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren einen Schritt auf, in dem ein Hilfsträger
bereitgestellt wird. Der Hilfsträger kann flexibel,
beispielsweise als Folie, oder starr ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren einen Schritt auf, in dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips bereitgestellt wird. Die Halbleiterchips weisen insbesondere einen Halbleiterkörper mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Der Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich enthält beispielsweise ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial .
Weiterhin umfasst der Halbleiterchip einen Trägerkörper, auf dessen Oberseite der Halbleiterkörper angeordnet ist. Mit Oberseite des Trägerkörpers wird im Folgenden stets die Seite des Trägerkörpers bezeichnet, auf welcher der
Halbleiterkörper angeordnet ist.
Dass eine Schicht oder ein Element „auf" oder „über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar im direkten mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.
Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.
Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente
zwischen der einen und der anderen Schicht angeordnet sein.
Beispielsweise ist der Trägerkörper ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers. Alternativ ist der Trägerkörper von einem Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers verschieden. In diesem Fall dient der Trägerkörper der mechanischen
Stabilisierung des Halbleiterkörpers, sodass das
Aufwachssubstrat hierfür nicht erforderlich ist und entfernt werden kann. Ein Halbleiterchip, bei dem das Aufwachssubstrat entfernt ist, wird auch als Dünnfilm-Halbleiterchip
bezeichnet. Beispielsweise kann der Trägerkörper Silizium, Germanium oder ein Metall enthalten oder daraus bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren einen Schritt auf, in dem die Mehrzahl von Halbleiterchips auf dem Hilfsträger befestigt wird, wobei die Halbleiterkörper vom Trägerkörper aus gesehen dem Hilfsträger zugewandt sind. Die bevorzugt optoelektronischen
Halbleiterchips sind dabei in einer lateralen Richtung voneinander beabstandet. Unter einer lateralen Richtung wird hier und im Folgenden eine Richtung parallel zu einer
Haupterstreckungsebene des Hilfsträgers und/oder des
Halbleiterkörpers verstanden. Unter einer vertikalen Richtung wird hier und im Folgenden analog eine Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Hilfsträgers und/oder des Halbleiterkörpers verstanden. Beispielsweise kann der
Hilfsträger als Klebefolie ausgebildet sein, auf welcher die Halbleiterchips haften. Die Mehrzahl von Halbleiterchips muss allerdings nicht notwendigerweise unmittelbar auf dem
Hilfsträger angeordnet sein. Es ist ausreichend, dass die Halbleiterchips beispielsweise auf einer haftenden Schicht,
welche den Hilfsträger bedeckt, angeordnet sind, sodass sie zumindest mittelbar auf dem Hilfsträger befestigt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Streuschicht
zumindest in Bereichen zwischen den Halbleiterkörpern
benachbarter Halbleiterchips ausgebildet wird. Die
Streuschicht besteht bevorzugt aus einem strahlungsstabilen Material und ist nicht-absorbierend und nicht-transparent ausgebildet. Bevorzugt ist die Streuschicht reflektierend ausgebildet. Insbesondere kann die Streuschicht die Funktion einer Reflexionsschicht aufweisen. Bevorzugt weist die
Streuschicht eine Dicke zwischen 10 ym und 150 ym, besonders bevorzugt zwischen 50 ym und 100 ym auf. Bevorzugt ist außerdem, dass die Streuschicht Streupartikel beispielsweise aus T1O2 aufweist. Diese können beispielsweise in ein
Matrixmaterial wie Silikon eingebettet sein bei
Konzentrationen der Partikel bis 60%, bevorzugt zwischen 25 und 40%.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umgibt die Streuschicht die Halbleiterkörper in einer lateralen Richtung vollständig. Dies bedeutet nicht, dass die
Streuschicht notwendigerweise direkt an die Halbleiterkörper angrenzt. Vielmehr können weitere Elemente zwischen der
Streuschicht und den Halbleiterkörpern angeordnet sein.
Dennoch trifft von den Halbleiterkörpern der fertiggestellten Bauelemente emittiertes Licht in jeder lateralen Richtung auf die Streuschicht, sodass eine direkte Bestrahlung des
Gehäusekörpers zumindest in den lateralen Richtungen
verhindert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem ein Gehäusekörperverbund ausgebildet wird, der zumindest bereichsweise zwischen den Trägerkörpern benachbarter Halbleiterchips angeordnet ist. Hierbei weisen die Oberseiten der Trägerkörper einen
geringeren Abstand vom Hilfsträger auf als der
Gehäusekörperverbünd .
Hierdurch wird erreicht, dass in dem fertigen Bauelement lateral emittiertes Licht nicht direkt auf den Gehäusekörper trifft, welcher sich von dem Halbleiterkörper aus gesehen unterhalb bzw. hinter der Oberseite des Trägerkörpers befindet. Es wird vielmehr eine Verlängerung des
Propagationsweges des Lichts zur Oberfläche des
Gehäusekörpers hin erzielt. Durch die Streuschicht wird zudem die auf den Gehäusekörper fallende Strahlung minimiert.
Bevorzugt ist ein vertikaler Abstand zwischen den Oberseiten der Trägerkörper und dem Gehäusekörperverbund größer als 5 ym. Insbesondere ist bevorzugt, dass ein Abstand zwischen den Oberseiten der Trägerkörper und einer Oberseite des
Gehäusekörperverbunds größer als 5 ym ist. Unter einer
Oberseite des Gehäusekörperverbunds wird hierbei eine Seite verstanden, welche dem Halbleiterkörper der Halbleiterchips zugewandt ist.
Der Gehäusekörperverbund kann insbesondere mittels eines Gießverfahrens hergestellt werden. Unter dem Begriff
Gießverfahren fallen hierbei alle Herstellungsverfahren, bei denen eine Formmasse in eine vorgegebene Form eingebracht wird und insbesondere nachfolgend gehärtet wird. Insbesondere umfasst der Begriff Gießverfahren Gießen (Casting) ,
Spritzgießen (Injection Molding) , Spritzpressen (Transfer
Molding) und Formpressen (Compression Molding) . Bevorzugt wird der Gehäusekörperverbund durch Formpressen oder durch ein folienassistiertes Gießverfahren (Film Assisted Transfer Molding) ausgebildet.
Der Gehäusekörperverbund kann gefüllte oder ungefüllte
Gießharze (z. B. Epoxydharze oder Silikone) aufweisen. Der Gehäusekörperverbund kann eine Dicke zwischen 50 ym und 500 ym, bevorzugt zwischen 100 ym und 200 ym, typischerweise um die 150 ym aufweisen.
Beispielsweise wird der Gehäusekörperverbund durch ein schwarzes Material gebildet. Beispielsweise kann der
Gehäusekörperverbund ein schwarzes Epoxid-Material („black epoxy") enthalten oder aus diesem bestehen. Ein solches Material ist aufgrund seiner weiten Verbreitung in der
Elektronik besonders kostengünstig verfügbar und zeichnet sich durch eine gute Verarbeitbarkeit aus. Ein Epoxid- Material kann weiterhin den Vorteil haben, dass sich sein thermischer Ausdehnungskoeffizient von dem des Materials des Trägerkörpers nur wenig unterscheidet.
Der Gehäusekörperverbund und somit auch die aus dem
Gehäusekörperverbund in einem späteren Verfahrensschritt ausgebildeten Gehäusekörper sind insbesondere für die von dem im Betrieb des Halbleiterbauelements vom Halbleiterchip zu detektierende oder emittierende Strahlung
strahlungsundurchlässig und insbesondere zumindest teilweise oder vollständig absorbierend ausgebildet.
Bei dem geschilderten Verfahrensschritt verbindet sich die Streuschicht formschlüssig mit dem bei der Ausbildung des Gehäusekörperverbunds verwendeten Vergussmaterial.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem der Hilfsträger entfernt wird, beispielsweise indem er delaminiert wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem der Gehäusekörperverbund in eine Mehrzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen vereinzelt wird, wobei jedes
Halbleiterbauelement zumindest einen Halbleiterchip, einen Teil der reflektierenden Schicht und einen Teil des
Gehäusekörperverbunds als Gehäusekörper aufweist. Der
Gehäusekörper ist bevorzugt zumindest teilweise oder
vollständig absorbierend ausgebildet. Die Gehäusekörper entstehen aus dem Gehäusekörperverbund also erst beim Vereinzeln und somit zu einem Zeitpunkt, zudem sich die Halbleiterchips bereits in dem Gehäusekörper befinden. Folge der Vereinzelung des Gehäusekörperverbunds ist es, dass Seitenflächen der entstehenden optoelektronischen
Halbleiterbauelemente zumindest im Bereich des Gehäusekörpers von der reflektierenden Schicht unbedeckt, das heißt frei von der reflektierenden Schicht sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weisen die vor der Befestigung auf dem Hilfsträger bereitgestellten Halbleiterchips eine Opferschicht auf, welche auf der
Oberseite des Trägerkörpers angeordnet ist und eine vom
Trägerkörper abgewandte Seite des Halbleiterkörpers bedeckt. Die Mehrzahl der Halbleiterchips wird hierbei derart auf dem Hilfsträger befestigt, dass die Opferschichten jeweils zwischen den Trägerkörpern und dem Hilfsträger angeordnet sind. Bevorzugt grenzen die Opferschichten direkt an den Hilfsträger an. Vor dem Vereinzelungsschritt wird jede der
Opferschichten entfernt, sodass das fertiggestellte
Halbleiterbauelement frei von dem Material der Opferschicht ist . Die Opferschichten wirken als Abstandshalter auf dem
Hilfsträger und ermöglichen es, dass die Streuschicht derart zwischen den Halbleiterchips angeordnet werden kann, dass sie im fertigen Halbleiterbauelement den Halbleiterkörper in einer vertikalen Richtung von dem Gehäusekörper hinweg überragt und somit einen den Halbleiterkörper ringsum
umgebenden Rahmen ausbildet. Die Opferschicht besteht
bevorzugt aus einem Material, welches einfach durch ein chemisches oder physikalisches Verfahren entfernt werden kann. Beispielsweise kann die Opferschicht aus einem Fotolack bestehen, welcher bequem durch Einwirkung eines geeigneten
Lösemittels, wie beispielsweise von Wasser, aufgelöst werden kann. Bevorzugt weisen die Opferschichten jeweils eine Dicke von mindestens 30 ym, besonders bevorzugt von mindestens 50 ym auf.
Daraus, dass die Oberseiten der Trägerkörper einen geringeren Abstand vom Hilfsträger aufweisen als der
Gehäusekörperverbund, folgt im Allgemeinen, dass die
Streuschicht eine größere Dicke als die Opferschichten aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem nach dem Entfernen des Hilfsträgers eine Konversionsschicht ausgebildet wird und jedes der vereinzelten Halbleiterbauelemente einen Teil der Konversionsschicht aufweist. Die Konversionsschicht ist insbesondere dazu ausgebildet, in den Halbleiterchips
erzeugte Primärstrahlung mit einer ersten Wellenlänge
(beispielsweise aus dem blauen Spektralbereich) in Sekundärstrahlung mit einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen längeren Wellenlänge (beispielsweise aus dem gelben Spektralbereich) zu konvertieren. Beispielsweise ist das Halbleiterbauelement zur Erzeugung von Mischlicht, insbesondere von für das menschliche Auge weiß erscheinendem Mischlicht, vorgesehen.
Bevorzugt weist die Konversionsschicht eine Dicke auf, welche kleiner oder gleich groß wie die Dicke der Opferschichten ist. Beispielsweise weist die Konversionsschicht eine Dicke zwischen 20 ym und 150 ym, besonders bevorzugt zwischen 40 ym und 100 ym auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Konversionsschicht durch Sprühbeschichtung ausgebildet und enthält beispielsweise ein Silikon mit einer geeigneten
Viskosität, so dass es sich leicht sprühen lässt. Außerdem können in das Silikon geeignete Konversionspartikel
eingebettet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem nach der Entfernung des Hilfsträgers und gegebenenfalls der Opferschichten
Kontaktierungselemente ausgebildet werden, welche jeweils elektrisch leitend mit zumindest einem Teil der
Halbleiterkörper verbunden sind. Bevorzugt überragen die Kontaktierungselemente die Streuschicht in einer vertikalen Richtung von dem Träger hinweg. Die beispielsweise als sogenannte bumps ausgebildeten Kontaktierungselemente
ermöglichen eine Kontaktierung der Halbleiterchips von einer Oberseite der fertiggestellten Bauelemente her, und zwar insbesondere durch eine Konversionsschicht hindurch und/oder
durch eine Planarisierungsschicht hindurch, welche üblicherweise vorgesehen werden muss, um durch die über den Halbleiterkörpern überstehende Streuschicht entstehende
Höhenunterschiede auszugleichen. Ohne die
Kontaktierungselemente wäre eine Kontaktierung der
Halbleiterkörper nur umständlich über das Setzen von
Bonddrähten über die rahmenförmig ausgebildete Streuschicht hinweg möglich. Es ist jedoch auch eine Ausführungsform ohne die beschriebenen Kontaktierungselemente denkbar, in welcher Kontaktbahnen in einer Planartechnologie derart aufgebracht werden, dass sie die Streuschicht überformen. Hierbei muss sichergestellt werden, dass die derart aufgebrachten
Kontaktbahnen ausfallsicher sind und insbesondere unter mechanischer Belastung nicht an den Überformungsstellen reißen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, bei dem die Halbleiterchips bei der Ausbildung des Gehäusekörperverbunds überformt werden und der Gehäusekörperverbund nachfolgend gedünnt wird, sodass die Trägerkörper und insbesondere Rückseiten der Trägerkörper bereichsweise freiliegen.
Ein optoelektronisches Halbleiterbauelement weist gemäß zumindest einer Ausführungsform einen zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen Halbleiterchip mit einem auf einer Oberseite eines Trägerkörpers angeordneten Halbleiterkörper auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Gehäusekörper auf, der den Trägerkörper des Halbleiterchips in einer lateralen Richtung bereichsweise umgibt. Die
Oberseite des Trägerkörpers ist von dem Halbleiterkörper entlang einer vertikalen Richtung aus gesehen vor dem
Gehäusekörper angeordnet ist. Der Gehäusekörper ist bevorzugt zumindest teilweise oder vollständig absorbierend
ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist auf dem Gehäusekörper eine
Streuschicht angeordnet, welche den Halbleiterkörper in einer lateralen Richtung vollständig umgibt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist ein vertikaler Abstand zwischen der Oberseite des Trägerkörpers und dem Gehäusekörper größer als 5 ym, bevorzugt größer als 10 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind Seitenflächen des Gehäusekörpers von der Streuschicht unbedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements überragt die Streuschicht den
Halbleiterkörper in einer vertikalen Richtung von dem
Gehäusekörper hinweg um mindestens 20 ym.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen ist für die
Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Verfahren
angeführte Merkmale können daher auch für das
Halbleiterbauelement herangezogen werden oder umgekehrt.
Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein. Es zeigen:
Die Figuren 1 bis 12 ein Ausführungsbeispiel für ein
Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten
Zwischenschritten; und
Figur 13 ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement . In den Figuren 1 bis 12 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen gezeigt. Wie in Figur 1 dargestellt, wird zunächst ein Trägerverbund 2 bereitgestellt, auf dem eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern 4 und von mit diesen elektrisch verbundenen Kontakten 6 angeordnet sind. Genauer sind die Kontakte 6 mit einer in Figur 1 nicht dargestellten reflektierenden Schicht
verbunden, welche zwischen dem Trägerverbund 2 und den
Halbleiterkörpern 4 angeordnet ist.
Wie in Figur 2 dargestellt, wird nachfolgend eine großflächig ausgestaltete Opferschicht 8, welche beispielsweise aus einem Fotolack bestehen und eine Dicke von mindestens 20 ym
aufweisen kann, aufgebracht.
In dem in Figur 3 dargestellten Verfahrensschritt wird der Trägerverbund 2 in eine Vielzahl von Halbleiterchips 10, welche insbesondere als Dünnfilmhalbleiterchips ausgebildet sind, vereinzelt. Jeder der auf diese Weise bereitgestellten Halbleiterchips 10 weist einen Trägerkörper 12, einen auf einer Oberseite des Trägerkörpers 12 angeordneten
Halbleiterkörper 4, einen Kontakt 6 sowie eine Opferschicht 14 auf.
In dem in Figur 4 dargestellten Verfahrensschritt wird die Mehrzahl von vereinzelten Halbleiterchips 10 auf einem
Hilfsträger 16 befestigt. Hierbei werden die Halbleiterchips 10 derart auf den Hilfsträger 16 angeordnet, dass die
Halbleiterkörper 4 von den Trägerkörpern 12 aus gesehen dem Hilfsträger 16 zugewandt sind. Für den Hilfsträger 16 eignet sich beispielsweise eine selbsthaftende Folie. Alternativ kann die Befestigung der Halbleiterchips 10 auch mittels eines temporären Klebstoffs erfolgen. Die Halbleiterchips 10 sind matrixartig angeordnet und in einer lateralen Richtung, das heißt in einer Richtung parallel zur
Haupterstreckungsebene des Hilfsträger 16 voneinander beabstandet.
Die nachfolgende Beschreibung erfolgt exemplarisch für
Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente. Die
Halbleiterchips 10 sind beispielsweise
Lumineszenzdiodenhalbleiterchips , etwa
Leuchtdiodenhalbleiterchips . Davon abweichend können die Halbleiterbauelemente 10 aber auch zum Empfangen von
Strahlung vorgesehen sein und beispielsweise einen als
Fotodiode ausgebildeten Halbleiterchip aufweisen.
In dem in Figur 5 gezeigten Verfahrensschritt wird eine
Streuschicht 18, welche beispielsweise eine Silikonmatrix aufweist, in welcher Streupartikel aus Titandioxid
eingebettet sind, auf die Seite des Hilfsträgers 16
aufgebracht, auf welcher die Halbleiterchips 10 befestigt sind. Die Streuschicht 18 bedeckt hierbei Bereiche des
Hilfsträgers 16, welche zwischen den Halbleiterchips 10 liegen. Außerdem ist eine Dicke der Streuschicht 18 derart gewählt, dass sie die Halbleiterkörper 4 in einer lateralen Richtung vollständig umgibt. Dies bedeutet nicht, dass die Streuschicht 18 direkt an die Halbleiterkörper 4 angrenzt. Beispielsweise sind die Kontakte 6 zwischen den
Halbleiterkörpern 4 und der Streuschicht 18 angeordnet. In jeder lateralen Richtung ist jedoch von den Halbleiterkörpern 4 aus gesehen ein Teilbereich der Streuschicht 18 angeordnet. Die Streuschicht 18 weist hierbei eine größere Dicke auf als die Vielzahl von Opferschichten 14, beispielsweise eine Dicke von mehr als 50 ym.
In dem nachfolgenden, in Figur 6 gezeigten Verfahrensschritt wird ein Gehäusekörperverbund 20 durch Formpressen erzeugt, welcher auf der Streuschicht 18 angeordnet ist und Bereiche zwischen den Trägerkörpern 12 benachbarter Halbleiterchips 10 zumindest bereichsweise ausfüllt. Die Oberseiten 22 der
Trägerkörper 12 weisen hierbei einen geringeren Abstand vom Hilfsträger 16 auf als der Gehäusekörperverbund 20.
In dem nachfolgenden, in Figur 7 gezeigten Verfahrensschritt wird der Gehäusekörperverbund 20 von der dem Hilfsträger 16 abgewandten Seite her gedünnt, beispielsweise mittels eines mechanischen Verfahrens wie Schleifens, sodass Rückseiten 24 der Trägerkörper 12 freiliegen.
In dem in Figur 8 dargestellten Verfahrensschritt wird der Hilfsträger 16 durch Delaminieren entfernt. Außerdem werden die Opferschichten 14 beispielsweise durch Anwendung eines Lösungsmittels entfernt, sodass oberhalb der Halbleiterkörper 4 lediglich die Streuschicht 18 stehen bleibt, welche die Halbleiterkörper 4 in einer vertikalen Richtung von dem
Gehäusekörperverbund 20 hinweg überragt und rahmenartig umgibt .
In dem in Figur 9 dargestellten Verfahrensschritt werden Kontaktierungselemente 26 in Form von bumps ausgebildet, welche jeweils auf den Kontakten 6 angeordnet werden und somit eine elektrisch leitende Verbindung mit zumindest einem Teil der Halbleiterkörper 4 herstellen. Die
Kontaktierungselemente 26 überragen hierbei die Streuschicht 18 in einer vertikalen Richtung von dem Trägerkörper 12 hinweg. Hierdurch wird in den fertiggestellten Bauelementen eine vorteilhafte Ausgestaltung der zur Kontaktierung
vorgesehenen Kontaktfinger erreicht, welche im Wesentlichen planar verlaufen können, da die Kontaktierungselemente 26 auch über die Streuschicht 18 hinweg aus einer lateralen Richtung her kontaktiert werden können. In dem in Figur 10 dargestellten Verfahrensschritt wird durch Sprühbeschichtung eine Konversionsschicht 28 ausgebildet, welche die Streuschicht 18, die Kontaktierungselemente 26 und die Halbleiterkörper 4 bedeckt.
Zur Vorbereitung der Einplanarisierung erfolgt das Aufbringen eines transparenten Überzugs 30, welcher beispielsweise aus Silikon bestehen kann (siehe Figur 11) . In dem nachfolgenden, in Figur 12 dargestellten Verfahrensschritt wird der
transparente Überzug 30 mittels eines Schleifprozesses planarisiert , wobei auch die Kontaktierungselemente 26 freigelegt werden, sodass eine einfache elektrische
Kontaktierung der Halbleiterkörper 4 durch die
Planarisierungsschicht 30 hindurch erfolgen kann. Wird auf die Kontaktierungselemente verzichtet, beispielsweise durch Aufbringen von Kontaktbahnen, welche die Streuschicht
überformen (siehe oben) , so muss der Kontakt zum
Halbleiterkörper 4 anderweitig freigelegt werden.
Diesbezügliche Maßnahmen sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Zum Vereinzeln in Halbleiterbauelemente 100 wird der
Gehäusekörperverbund sowie die Streuschicht 18 entlang von Vereinzelungslinien 32 durchtrennt. Dies kann beispielsweise mechanisch, etwa mittels Sägens oder Stanzens, chemisch, beispielsweise mittels Ätzens, und/oder mittels kohärenter Strahlung, etwa durch Laserablation erfolgen. Jedes
Halbleiterbauelement 100 weist einen Trägerkörper 12, einen Halbleiterkörper 4, einen Teil der Streuschicht 18 und einen Teil des Gehäusekörperverbunds 20 als Gehäusekörper auf.
Figur 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein
optoelektronisches Halbleiterbauelement 100, welches einen Halbleiterchip 10 mit einem auf einer Oberseite 22 eines leitfähig ausgebildeten Trägerkörpers 12 angeordneten
Halbleiterkörper 4 aufweist. Des Weiteren weist das
Halbleiterbauelement 100 einen Gehäusekörper 34 auf, der den Trägerkörper 12 des Halbleiterchips in einer lateralen
Richtung bereichsweise umgibt. Die Oberseite 22 des
Trägerkörpers 12 ist von dem Halbleiterkörper 4 entlang einer vertikalen Richtung V aus gesehen vor dem Gehäusekörper 34, insbesondere vor einer Oberseite 38 des Gehäusekörpers 34, angeordnet .
Des Weiteren ist auf dem Gehäusekörper 34 eine Streuschicht 36 angeordnet, welche den Halbleiterkörper 4 in einer
lateralen Richtung vollständig umgibt. Ein vertikaler Abstand d zwischen der Oberseite 22 des
Trägerkörpers und dem Gehäusekörper 34, insbesondere einer Oberseite 38 des Gehäusekörpers, ist größer als 5 ym,
bevorzugt größer als 10 ym. Bevorzugt ist außerdem, dass er kleiner als 50 ym, besonders bevorzugt kleiner als 25 ym ist.
Seitenflächen 40 des Gehäusekörpers 34 sind von der
Streuschicht 36 unbedeckt. Des Weiteren überragt die
Streuschicht 36 den Halbleiterkörper 4 in der vertikalen Richtung V von dem Gehäusekörper hinweg um mindestens 20 ym.
Der Halbleiterkörper 4 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zum Erzeugen und/oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 42, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 44 und einer zweiten Halbleiterschicht 46 angeordnet ist.
Ein Kontaktierungselement 26 ist über einen Kontakt 6 mit einer reflektierenden Schicht 48 verbunden, welche zwischen dem Trägerkörper 12 und dem Halbleiterkörper 4 angeordnet ist und mit der zweiten Halbleiterschicht 46 elektrisch leitend verbunden ist.
Außerdem ist zumindest eine Ausnehmung 50 (bevorzugt eine Vielzahl von Ausnehmungen) vorgesehen, die sich durch die reflektierende Schicht 48, die zweite Halbleiterschicht 46 und den aktiven Bereich 42 in die erste Halbleiterschicht 44 hinein erstreckt und zumindest teilweise mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt ist. Der Trägerkörper 12 ist durch die Ausnehmung 50 hindurch elektrisch leitend mit der ersten Halbleiterschicht 44 verbunden.
Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem
Kontaktierungselement 26 und dem Trägerkörper 12 können
Ladungsträger von entgegengesetzten Richtungen in den aktiven Bereich 42 injiziert werden und dort unter Emission von
Strahlung rekombinieren.
Auf dem Halbleiterkörper 4 ist eine Konversionsschicht 128 angeordnet, welche lateral von der Streuschicht 36 umgeben ist und welche dazu ausgebildet ist, in dem Halbleiterkörper 4 erzeugte Primärstrahlung mit einer ersten Wellenlänge aus dem blauen Spektralbereich in Sekundärstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge aus dem gelben Spektralbereich zu
konvertieren. Auf diese Weise wird für das menschliche Auge weiß erscheinendes Mischlicht erzeugt. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Viel mehr 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist .