DE102004052688B4 - Lumineszenzdiodenchip and optoelectronic device with such a Lumineszenzdiodeschip - Google Patents
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Abstract
Lumineszenzdiodenchip, bei dem an einer Chipflanke (2) des Lumineszenzdiodenchips (1) ein Element (3) angeordnet ist, das geeignet ist, eine mechanische Verbindung zwischen dem Lumineszenzdiodenchip (1) und einem weiteren Körper (10) zu vermitteln, wobei der Lumineszenzdiodenchip im Bereich eines epitaktisch gewachsenen Schichtstapels (5) eine erste Verjüngung (6) aufweist und auf einer der ersten Verjüngung (6) abgewandten Seite eine zweite Verjüngung (7) aufweist.LED chip, in which an element on a chip edge (2) of the LED chip (1) (3), which is suitable, a mechanical connection between the luminescence diode chip (1) and a further body (10) to mediate, wherein the LED chip in the range of epitaxially grown layer stack (5) has a first taper (6) and on one of the first rejuvenation (6) side facing a second taper (7).
Description
Die Erfindung betrifft einen Lumineszenzdiodenchip. Ferner betrifft die Erfindung ein optoelektronisches Bauteil mit solch einem Lumineszenzdiodenchip.The The invention relates to a luminescence diode chip. Further concerns the invention is an optoelectronic component with such a luminescence diode chip.
Die
Druckschriften
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Lumineszenzdiodenchip anzugeben, der besonders kostengünstig ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, das besonders kostengünstig ist.It The object of the present invention is a luminescence diode chip to specify the most cost-effective is. It is another object of the present invention to provide an optoelectronic Specify component that is particularly cost-effective.
Die Aufgaben werden gelöst durch einen Lumineszenzdiodenchip nach Patentanspruch 1 und ein optoelektronisches Bauteil nach Patentanspruch 11.The Tasks are solved by a luminescence diode chip according to claim 1 and a Optoelectronic component according to claim 11.
Es wird ein Lumineszenzdiodenchip angegeben bei dem an einer Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips ein Element angeordnet ist, das geeignet ist, eine mechanische Verbindung zwischen dem Lumineszenzdiodenchip und einem weiteren Körper zu vermitteln, wobei der Lumineszenzdiodenchip im Bereich eines epitaktisch gewachsenen Schichtstapels eine erste Verjüngung aufweist und auf einer der ersten Verjüngung abgewandten Seite eine zweite Verjüngung aufweist.It a luminescence diode chip is indicated at the on a chip edge of the LED chip, an element is arranged which is suitable a mechanical connection between the LED chip and another body to mediate, wherein the LED chip in the range of epitaxially grown layer stack has a first taper and on one of the first rejuvenation opposite side has a second taper.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips weist der Lumineszenzdiodenchip ein Substrat auf.At least an embodiment of the Lumineszenzdiodenchips, the LED chip has a substrate on.
Bevorzugt ist auf das Substrat ein Schichtenstapel epitaktisch aufgewachsen. Bei dem epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel handelt es sich beispielsweise um eine Abfolge von Halbleiterschichten. Bevorzugt sind die Halbleiterschichten in einer Wachstumsrichtung des Schichtenstapels übereinander angeordnet. Vorzugsweise steht die Wachstumsrichtung des epitaktisch gewachsenen Schichtenstapels senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf einer Oberfläche des Substrats.Prefers is epitaxially grown on the substrate a layer stack. The epitaxially grown layer stack is, for example a sequence of semiconductor layers. The semiconductor layers are preferred arranged one above the other in a growth direction of the layer stack. Preferably is the growth direction of the epitaxially grown layer stack perpendicular or substantially perpendicular to a surface of the Substrate.
Die Seitenflächen des Lumineszenzdiodenchips, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Wachstumsrichtung verlaufen, bilden die Chipflanken des Lumineszenzdiodenchips. Diejenige Oberfläche des Lumineszenzdiodenchips, die durch die dem Schichtenstapel abgewandte Oberfläche des Substrats gebildet ist, bildet die Unterseite des Lumineszenzdiodenchips. Die der Unterseite gegenüberliegende Fläche des Lumineszenzdiodenchips, auf der die Wachstumsrichtung senkrecht steht, bildet die Oberseite des Lumineszenzdiodenchips.The faces of the LED chip that is parallel or substantially parallel extend to the growth direction, form the chip edges of the LED chip. The surface of the LED chips, which faces away from the stack of layers surface of the substrate, forms the bottom of the LED chip. The opposite of the bottom area of the LED chip on which the direction of growth is perpendicular is, forms the top of the LED chip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips ist auf einer Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips ein Element angeordnet, das geeignet ist, eine mechanische Verbindung zwischen dem Lumineszenzdiodenchip und einem weiteren Körper zu vermitteln.At least an embodiment of the Luminescence diode chip is on a chip edge of the LED chip arranged an element which is adapted to a mechanical connection between the Lumineszenzdiodenchip and another body to convey.
Bei dem weiteren Körper kann es sich beispielsweise um einen Träger, einen Kühlkörper, eine Leiterplatte, eine LED-Bauform, eine oberflächenmontierbare Bauform oder ähnliches handeln.at the other body it may be, for example, a carrier, a heat sink, a printed circuit board, an LED design, a surface mountable Design or similar act.
Das Element ist bevorzugt mechanisch mit der Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips verbunden. Das heißt, es widersteht mechanischer Krafteinwirkung in bestimmten Grenzen, ohne sich teilweise oder gar vollständig von der Chipflanke abzulösen. Bevorzugt ist auf genau einer Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips ein solches Element angeordnet. Besonders bevorzugt sind wenigstens zwei Elemente zur mechanischen Befestigung des Lumineszenzdiodenchips an der Chipflanke angeordnet. Beispielsweise kann eines der Elemente an dieser Chipflanke im Bereich des epitaktischen Schichtenstapels, das heißt, in der Nähe der Oberseite des Lumineszenzdiodenchips angeordnet sein. Ein weiteres Element kann an der Chipflanke im Bereich des Substrats, beispielsweise in der Nähe der Unterseite des Lumineszenzdiodenchips angeordnet sein.The Element is preferably mechanically with the chip edge of the LED chip connected. This means, it resists mechanical forces within certain limits, without partially or completely detaching from the chip flank. Prefers is on exactly one chip edge of the LED chip such Arranged element. At least two elements are particularly preferred for the mechanical attachment of the LED chip on the chip edge arranged. For example, one of the elements on this chip edge in the area of the epitaxial layer stack, that is, in the Near the Be arranged top of the LED chip. Another element may be at the chip edge in the region of the substrate, for example near be arranged on the underside of the LED chip.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips kann es sich bei dem Lumineszenzdiodenchip um eines der folgenden optoelektronischen Bauelemente handeln: Leuchtdiodenchip, Laserdiodenchip.At least an embodiment of the Luminescence diode chips may be in the Lumineszenzdiodenchip to be one of the following optoelectronic devices: LED chip, Laser diode chip.
In wenigstens einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips ist das Element zum mechanischen Verbinden des Lumineszenzdiodenchips zum elektrischen Kontaktieren des Lumineszenzdiodenchips geeignet. Es sind beispielsweise wenigstens zwei Elemente an der Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips angeordnet. So kann etwa das eine Element zum p-seitigen Kontaktieren des Lumineszenzdiodenchips und das andere Element zum n-seitigen Kontaktieren des Lumineszenzdiodenchips geeignet sein. Zum Beispiel ist ein Element in der Nähe der Chipoberseite zum p-seitigen und ein Element in der Nähe der Chipunterseite zum n-seitigen Kontaktieren des Lumineszenzdiodenchips geeignet. Der Lumineszenzdiodenchip kann darüber hinaus noch wenigstens ein weiteres Element zum mechanischen Verbinden aufweisen. Beispielsweise ist dieses Element nicht zum elektrischen Kontaktieren des Lumineszenzdiodenchips geeignet. Zum Beispiel kann dieses Element elektrisch isolierend gebildet sein.In at least one embodiment of the LED chip is the element for mechanical connection of the LED chip for electrically contacting the LED chip suitable. For example, there are at least two elements on the Chip edge of the LED chip arranged. That's how it can be an element for p-side contacting of the LED chip and the other element for n-side contacting the LED chip be suitable. For example, an element is near the chip top to the p-side and an element nearby the chip bottom for n-side contacting the LED chip suitable. The luminescence diode chip can also at least one have another element for mechanical connection. For example this element is not for electrically contacting the LED chip suitable. For example, this element can be electrically insulating be formed.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips enthält das Element zum mechanischen Verbinden wenigstens eines der folgenden Materialien: Lot; Leitkleber. Beispielsweise ist es bei mehreren Elementen, die an der Chipflanke angeordnet sind, auch möglich, dass ein Element Lot und das andere Element Leitkleber enthält.According to at least one embodiment of the LED chip, the element for mechanically connecting at least one of the following materials: solder; Conductive adhesive. For example, with multiple elements disposed on the chip edge, it is also possible for one element to contain solder and the other element to contain conductive adhesive.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips weist der Lumineszenzdiodenchip einen epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel auf, der beispielsweise auf ein Substrat aufgewachsen ist. Bevorzugt umfasst der Schichtenstapel wenigstens eine aktive Zone, die zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Die aktive Zone kann ihrerseits wenigstens eine epitaktisch gewachsene Schicht umfassen. Beispielsweise handelt es sich bei der aktiven Zone um einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur oder eine Mehrfachquantentopfstruktur.At least an embodiment of the LED chips, the LED chip epitaxially grown layer stack, for example, on a substrate grew up. The layer stack preferably comprises at least an active zone used to generate electromagnetic radiation suitable is. The active zone may in turn be at least one epitaxial grown layer include. For example, it is the active zone around a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure.
Die Bezeichnung Quantentopfstruktur umfasst im Rahmen der Anmeldung jegliche Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss („confinement") eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren. Insbesondere bedeutet die Bezeichnung Quantentopfstruktur keine Einschränkung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.The Designation Quantum well structure includes in the context of the application any structure, in the case of carriers by confinement quantization their energy states Experienced. In particular, the name means quantum well structure no restriction in terms of dimensionality the quantization. It thus includes, among other quantum wells, quantum wires and Quantum dots and any combination of these structures.
Beispielsweise ist es auch möglich, dass in Wachstumsrichtung wenigstens zwei solcher aktiven Zonen übereinander angeordnet sind. Beispielsweise können die aktiven Zonen durch Tunnelübergänge miteinander verbunden sein.For example it is also possible that in the growth direction at least two such active zones on top of each other are arranged. For example, the active zones may be through Tunnel transitions with each other be connected.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips wird die in der aktiven Zone des Lumineszenzdiodenchips erzeugte elektromagnetische Strahlung größtenteils durch die Chipflanke ausgekoppelt, die der Chipflanke an der das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist, abgewandt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass zumindest Teilbereiche der Chipoberseite, der Chipunterseite und der verbleibenden Chipflanken für die in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise reflektierend ausgestaltet sind.At least an embodiment of the LED chips becomes the in the active zone of the LED chip generated electromagnetic radiation largely through the chip edge decoupled, which is the chip edge on the element to the mechanical Connect is arranged, facing away. This can be, for example be achieved in that at least portions of the chip top, the chip bottom and the remaining chip edges for the in the active zone generated electromagnetic radiation at least are designed partially reflective.
Weiter weist der Schichtenstapel bevorzugt eine Wellenleiterstruktur auf. Beispielsweise enthält die Wellenleiterstruktur wenigstens eine reflektierende Schichtenfolge. Bevorzugt umfasst die reflektierende Schichtenfolge wenigstens eine epitaktisch gewachsene Schicht, die für die in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise reflektierend ist.Further the layer stack preferably has a waveguide structure. For example, the Waveguide structure at least one reflective layer sequence. The reflective layer sequence preferably comprises at least one epitaxially grown layer that is generated for those generated in the active zone electromagnetic radiation is at least partially reflective.
Die reflektierende Schichtenfolge kann zum Beispiel in Wachstumsrichtung unter der aktiven Zone angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass eine reflektierende Schichtenfolge in Wachstumsrichtung über der aktiven Zone angeordnet ist. Ferner ist es möglich, dass reflektierende Schichtenfolgen sowohl über als auch unter der aktiven Zone angeordnet sind. Bevorzugt ist die Wellenleiterstruktur in allen Fällen parallel zu den Schichten der aktiven Zone angeordnet. Beispielsweise ist die reflektierende Schichtenfolge durch einen Bragg-Spiegel oder eine Schicht gebildet, die zum Beispiel ein reflektierendes Material enthalten kann.The reflective layer sequence can, for example, in the growth direction be arranged under the active zone. But it is also possible that a reflective layer sequence in the growth direction over the active zone is arranged. Furthermore, it is possible that reflective Layer sequences over both and under the active zone. Preferably, the Waveguide structure in all cases arranged parallel to the layers of the active zone. For example is the reflective layer sequence by a Bragg mirror or a layer formed, for example, a reflective material may contain.
Bevorzugt wird die elektromagnetische Strahlung in der Wellenleiterstruktur derart reflektiert, dass die Wahrscheinlichkeit, dass in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung durch die dem Element zum mechanischen Verbinden gegenüberliegende Chipflanke austritt, weiter erhöht ist.Prefers becomes the electromagnetic radiation in the waveguide structure reflected so that the probability of being in the active zone generated electromagnetic radiation by the element to mechanical connection opposite Chip edge exits, further increased.
Der Lumineszenzdiodenchip weist im Bereich des epitaktisch gewachsenen Schichtenstapels eine erste Verjüngung auf. Das heißt, zumindest im Bereich des Schichtenstapels ist die Ausdehnung des Lumineszenzdiodenchips in einer Richtung die senkrecht auf der Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips steht, an der das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist, im Vergleich zu anderen Stellen des Lumineszenzdiodenchips verringert. Dabei ist es auch möglich, dass auch Teile des Substrats, die an den Schichtenstapel angrenzen, eine derart verringerte Ausdehnung aufweisen.Of the Lumineszenzdiodenchip has in the epitaxial growth Layer stack a first rejuvenation on. This means, at least in the area of the layer stack is the extent of the LED chips in a direction perpendicular to the chip edge the luminescence diode chip is at which the element for mechanical Connection is arranged, compared to other locations of the LED chip reduced. It is also possible that also parts of the substrate, which adjoin the layer stack, a have such reduced expansion.
Bevorzugt bildet die erste Verjüngung eine erste Mesa-Struktur. Besonders bevorzugt umfasst die erste Mesa-Struktur sowohl den epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel als auch Teile des Substrats, die an den epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel angrenzen.Prefers makes the first rejuvenation a first mesa structure. Most preferably, the first mesa structure comprises both the epitaxial grown layer stack as well as parts of the substrate, the adjoin the epitaxially grown layer stack.
Der Lumineszenzdiodenchip weist an seiner der ersten Verjüngung abgewandten Seite eine zweite Verjüngung auf. Das heißt, im Bereich der Unterseite des Lumineszenzdiodenchips ist die Ausdehnung des Lumineszenzdiodenchips in einer Richtung, die senkrecht auf der Chipflanke steht, an der das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist, im Vergleich zu anderen Bereichen, beispielsweise zum Mittelbereich, des Lumineszenzdiodenchips, verringert. Bevorzugt bildet die zweite Verjüngung eine zweite Mesa-Struktur. Die zweite Mesa-Struktur erstreckt sich bevorzugt von der Unterseite des Lumineszenzdiodenchips in Wachstumsrichtung über eine bestimmte Länge in das Substrat hinein.Of the Lumineszenzdiodenchip has facing away from the first taper Side a second rejuvenation on. This means, in the region of the underside of the LED chip is the expansion of the LED chip in a direction perpendicular to the chip edge is at which the element for mechanical connection is arranged, compared to other areas, for example to the central region, the LED chip, reduced. Prefers makes the second rejuvenation a second mesa structure. The second mesa structure extends preferably from the bottom of the LED chip in the growth direction over a certain length into the substrate.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips sind erste und zweite Mesa-Strukturen zentriert zueinander angeordnet. Das heißt erste und zweite Mesa-Strukturen weisen eine gemeinsame Symmetrieachse auf, die sich längs der Wachstumsrichtung des epitaktisch gewachsenen Schichtenstapels erstreckt und beispielsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf der Ober- und Unterseite des Lumineszenzdiodenchips steht. Dabei ist es möglich, dass erste und zweite Mesa-Strukturen gleiche Ausdehnungen aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die erste und zweite Mesa-Struktur unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen. Das heißt, beispielsweise die Ausdehnung einer Mesa-Struktur in eine Richtung, die senkrecht auf der Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips steht, auf der das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist, kann sich im Vergleich zur anderen Mesa-Struktur unterscheiden.In accordance with at least one embodiment of the luminescence diode chip, first and second mesa structures are arranged centered relative to one another. That is, first and second mesa structures point a common axis of symmetry which extends along the growth direction of the epitaxially grown layer stack and, for example, is perpendicular or substantially perpendicular to the top and bottom of the LED chip. It is possible that first and second mesa structures have the same dimensions. But it is also possible that the first and second mesa structure have different dimensions. That is, for example, the extension of a mesa structure in a direction perpendicular to the chip edge of the LED chip on which the mechanical connection element is disposed may differ as compared with the other mesa structure.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips, ist im Bereich der ersten und zweiten Mesa-Strukturen auf die Chipflanke jeweils ein Element zum mechanischen Verbinden des Lumineszenzdiodenchips angeordnet. Das heißt, der Chip kann mittels des Elements im Bereich zumindest einer Mesa-Strukturen mit einem weiteren Körper verbunden sein. Bevorzugt ist der Chip mittels des Elements an der Chipflanke im Bereich der Mesa-Strukturen auch elektrisch kontaktiert.At least an embodiment of the Luminescence diode chips, is in the range of the first and second mesa structures on the chip edge in each case an element for mechanically connecting the Luminescence diode chips arranged. That is, the chip can by means of Elements in the area of at least one mesa structures connected to another body be. Preferably, the chip is by means of the element on the chip edge also electrically contacted in the area of the mesa structures.
In zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips sind die Chipflanken des Lumineszenzdiodenchips zumindest teilweise mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet. Bevorzugt sind beispielsweise die Chipflanken im Bereich wenigstens einer der beiden Mesa-Strukturen zumindest teilweise mit dem Material beschichtet. Darüber hinaus ist es beispielsweise auch möglich, dass die Ober- und Unterseiten des Lumineszenzdiodenchips mit dem Material zumindest teilweise beschichtet sind. Bevorzugt ist die Chipflanke in dem Bereich, in dem das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist, mit dem elektrisch leitendem Material beschichtet.In at least one embodiment of the LED chips are the chip edges of the LED chip at least partially coated with an electrically conductive material. For example, the chip edges are preferably in the range at least one of the two mesa structures at least partially with the material coated. Furthermore is it possible, for example, that the upper and lower sides of the LED chip with the Material are at least partially coated. Preferably, the Chip edge in the area in which the element for mechanical connection is arranged coated with the electrically conductive material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips besteht beispielsweise zwischen der Beschichtung der Chipflanke und einer Beschichtung der Chipoberseite eine Verbindung. Durch beispielsweise elektrisches Kontaktieren des Chips über das Element an der Chipflanke kann dann Strom zur Chipoberseite geleitet werden. Analog ist es möglich, dass die Chipunterseite mittels einer Verbindung der Beschichtung von Chipunterseite und Chipflanke über ein entsprechendes Element elektrisch kontaktierbar ist.At least an embodiment of the For example, luminescence diode chips exist between the coating the chip edge and a coating of the chip top a connection. By For example, electrically contacting the chip over the Element on the chip edge can then conduct power to the chip top become. Analogously, it is possible that the chip bottom by means of a compound of the coating from chip bottom and chip edge via a corresponding element is electrically contactable.
Besonders bevorzugt ist die elektrisch leitende Beschichtung darüber hinaus geeignet, zumindest einen Teil der im Lumineszenzdiodenchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung zu reflektieren. Auf diese Weise kann mittels der Beschichtung die Auskoppelwahrscheinlichkeit von elektromagnetischer Strahlung aus dem Lumineszenzdiodenchip erhöht sein. Bevorzugt tritt die elektromagnetische Strahlung dabei durch eine Chipflanke aus, die der Chipflanke an der das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist gegenüberliegt.Especially preferred is the electrically conductive coating beyond suitable, at least part of the electromagnetic generated in the LED chip To reflect radiation. In this way, by means of the coating the decoupling probability of electromagnetic radiation be increased from the luminescence diode chip. Preferably, the Electromagnetic radiation thereby by a chip edge, the the chip edge on which the element for mechanical connection is arranged is opposite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips sind Chipflanken des Lumineszenzdiodenchips zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet. Bevorzugt bedeckt die elektrisch isolierende Beschichtung den epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel an der Chipflanke, an der das Element zum mechanischen Verbinden angeordnet ist zumindest teilweise. Besonders bevorzugt ist auf die elektrisch isolierende Beschichtung dort eine oben beschriebene elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht, die sich von der Chipflanke zur Chipoberseite erstreckt.At least an embodiment of the Luminescence diode chips are chip edges of the LED chip at least partially coated with an electrically insulating material. Preferably, the electrically insulating coating epitaxially covers grown layer stack on the chip flank where the element arranged for mechanical connection is at least partially. Especially it is preferable to have an electrically insulating coating there applied above described electrically conductive coating, which extends from the chip edge to the chip top.
Weiter ist bevorzugt auch die Chipflanke, die dem Element zum mechanischen Verbinden gegenüberliegend angeordnet ist, mit dem elektrisch isolierenden Material beschichtet. Bevorzugt ist dabei der Teil dieser Chipflanke beschichtet, über den die in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung hauptsächlich ausgekoppelt wird. Die elektrisch isolierende Schicht kann hier als Vergütungsschicht dienen, welche die Auskoppeleffizienz erhöht. Besonders bevorzugt sind die Chipflanken im Bereich der ersten Mesa-Struktur zumindest teilweise mit dem elektrisch isolierenden Material beschichtet.Further is preferably also the chip edge, which is the element for mechanical Connecting opposite is arranged coated with the electrically insulating material. Preferably, the part of this chip edge is coated over the the electromagnetic radiation generated in the active zone mainly decoupled becomes. The electrically insulating layer can be used here as a tempering layer serve, which increases the Auskoppeleffizienz. Particularly preferred the chip edges in the region of the first mesa structure at least partially coated with the electrically insulating material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips tritt in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung definiert durch eine Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips aus, die dem Element zum mechanischen Verbinden gegenüberliegend angeordnet ist. Dies ist zum Beispiel dadurch erreicht, dass mit Hilfe der Wellenleiterstruktur, der elektrisch leitenden Beschichtung und der elektrisch isolierenden Beschichtung die Strahlung definiert durch diese Chipflanke geführt ist. Bevorzugt tritt eine Großteil der den Lumineszenzdiodenchip verlassenden Strahlung durch diese Chipflanke aus, besonders bevorzugt tritt die gesamte den Lumineszenzdiodenchip verlassende Strahlung durch diese Chipflanke aus.At least an embodiment of the LED chips occurs in the active zone generated electromagnetic Radiation defined by a chip edge of the LED chip, which is arranged opposite to the element for mechanical connection. This is achieved, for example, by using the waveguide structure, the electrically conductive coating and the electrically insulating Coating the radiation defined by this chip edge is guided. Preferably, a large part occurs the radiation leaving the LED chip through this Chip edge from, particularly preferably occurs the entire the LED chip leaving radiation through this chip edge.
Es wird weiter ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Das optoelektronisches Bauteil weist wenigstens einen Lumineszenzdiodenchip auf, der an einer Chipflanke mechanisch auf einem Träger befestigt ist. Es handelt sich bei dem Lumineszenzdiodenchip um einen der oben beschriebenen Lumineszenzdiodenchips.It Furthermore, an optoelectronic component is specified. The optoelectronic Component has at least one Lumineszenzdiodenchip on, the a chip edge is mechanically mounted on a support. It deals the luminescence diode chip is one of those described above LED chips.
Der Lumineszenzdiodenchip kann beispielsweise mittels eines Elements, das geeignet ist, eine mechanische Verbindung zwischen Träger und Lumineszenzdiodenchip zu vermitteln auf dem Träger befestigt sein. Das Element ist dann bevorzugt an der Chipflanke des Lumineszenzdiodenchips angeordnet, die dem Träger zugewandt ist.By way of example, the luminescence diode chip can be arranged on the carrier by means of an element which is suitable for imparting a mechanical connection between the carrier and the luminescence diode chip be solid. The element is then preferably arranged on the chip edge of the LED chip, which faces the carrier.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist zwischen Träger und Chipflanke ein elektrisch leitendes Material angeordnet. Bei dem elektrisch leitenden Material kann es sich beispielsweise um das Element handeln, das die mechanische Verbindung zwischen Chipflanke und Träger vermittelt. Bevorzugt enthält das elektrisch leitende Material wenigstens eines der folgenden Materialien: Lot, Leitkleber.At least an embodiment of the Optoelectronic component is an electrically conductive between the carrier and chip edge Material arranged. It may be in the case of the electrically conductive material For example, the element that is the mechanical one Connection between chip edge and carrier mediated. Preferably, this contains electrically conductive material of at least one of the following materials: solder, Conductive adhesive.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils kann der Lumineszenzdiodenchip über den Träger elektrisch kontaktiert werden. Der Träger kann dazu beispielsweise eine Leiterplatte sein, auf der Anschlussstellen für ein elektrisches Kontaktieren des Lumineszenzdiodenchips vorgesehen sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem Träger um eine bedruckte Leiterplatte. Bei dem Träger kann es sich aber auch um eine Bauform handeln, die eine direkte Oberflächenmontage des Bauteils ermöglicht. Auf diese Weise kann ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauteil erzeugt sein.At least an embodiment of the Optoelectronic component, the LED chip over the carrier be contacted electrically. The carrier may, for example, a PCB, on the connection points for an electrical contact of the LED chip are provided. For example, it acts it is the carrier around a printed circuit board. But it can also happen to the wearer to act a design that allows a direct surface mounting of the component. In this way, a surface mountable be generated optoelectronic component.
Im Übrigen wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lumineszenzdiodenchips angegeben.Incidentally, will a method for producing a LED chip specified.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren folgende Schritte auf.At least an embodiment of the Method, the method comprises the following steps.
Zunächst wird bevorzugt ein Schichtenstapel auf ein Substrat epitaktisch abgeschieden. Bevorzugt umfasst der Schichtenstapel wenigstens eine zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung geeignete aktive Zone. Weiter kann der Schichtenstapel beispielsweise eine Wellenleiterstruktur umfassen, mit beispielsweise wenigstens einer reflektierenden Schicht, die geeignet ist, die in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung zu reflektieren.First, will Preferably, a layer stack is epitaxially deposited on a substrate. Preferably, the layer stack comprises at least one for production Electromagnetic radiation suitable active zone. Further For example, the layer stack may be a waveguide structure comprising, for example, at least one reflective layer, which is suitable for the electromagnetic generated in the active zone To reflect radiation.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird eine Vielzahl von ersten Mesa-Strukturen auf der Oberseite der Anordnung aus Substrat und epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel, die den epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel aufweist, erzeugt. Bevorzugt werden die Mesa-Strukturen durch Grabenätzung erzeugt. Die Gräben erstrecken sich dabei beispielsweise so tief in die Anordnung aus Substrat und epitaktisch gewachsenen Schichtenstapel, dass im Bereich der Gräben Teile des Schichtenstapels und des Substrats entfernt sind.In a subsequent process step is a plurality of first Mesa structures on the top of the array of substrate and epitaxially grown layer stacks that epitaxially grown Layer stack has generated. Preference is given to the mesa structures by trench etching generated. The trenches extend for example so deep into the array of substrate and epitaxially grown layer stack that in the field of trenches Parts of the layer stack and the substrate are removed.
In einem folgenden Verfahrensschritt wird in die Gräben zwischen den ersten Mesa-Strukturen und auf zumindest Teilbereiche der Flanken der Mesa-Strukturen, die die Gräben begrenzen, eine Beschichtung aufgebracht, die ein elektrisch isolierendes Material enthält.In a subsequent process step is in the trenches between the first mesa structures and on at least portions of the flanks of the mesa structures, the the trenches limit, applied a coating that is an electrically insulating Contains material.
Nachfolgend wird auf zumindest Teile der Mesa-Oberseiten, die senkrecht zur Wachstumsrichtung des Schichtenstapels angeordnet sind und Teile der Mesa-Flanken eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht. Bevorzugt wird die elektrisch leitende Beschichtung auf eine der Mesa-Flanken aufgebracht. Wenigstens eine Mesa-Flanke bleibt von der elektrisch leitenden Beschichtung unbedeckt. Diese Mesa-Flanke kann im Betrieb des Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsauskoppelfläche dienen, über die in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung hauptsächlich ausgekoppelt wird.following is applied to at least parts of the mesa tops that are perpendicular to the Growth direction of the layer stack are arranged and parts of the Mesa flanks applied an electrically conductive coating. Preferably, the electrically conductive coating is applied to one of Mesa flanks applied. At least one mesa flank remains of the electrically conductive coating uncovered. This mesa flank can be in operation of the LED chip serve as a radiation decoupling surface, via the Electromagnetic radiation generated in the active zone is mainly decoupled.
In einem abschließenden Verfahrensschritt wird die so hergestellte Anordnung vereinzelt. Beispielsweise kann die Anordnung entlang der Gräben, die als Sollbruchstellen fungieren können, durch Brechen vereinzelt werden. Die Trennlinien zwischen den Mesa-Strukturen verlaufen dann durch die Gräben bevorzugt in Richtung der Wachstumsrichtung des epitaktischen Schichtenstapels.In a final one Process step, the arrangement thus produced is separated. For example, the arrangement along the trenches, as predetermined breaking points can act to be isolated by breaking. The dividing lines between the mesa structures then run through the trenches preferably in the direction of the growth direction of the epitaxial layer stack.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Vereinzeln das Substrat von der dem epitaktisch gewachsenem Schichtenstapel abgewandten Seite her gedünnt. Beispielsweise kann das Substrat dabei dünn geschliffen werden.At least an embodiment of the The method is epitaxially separated from the substrate before being singulated thinned grown layer stack ago side. For example the substrate can be thin be sanded.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Lumineszenzdiodenchips können beispielsweise vor dem Vereinzeln der Anordnung – vor oder nach Herstellung der ersten Mesa-Strukturen – eine Vielzahl von zweiten Mesa-Strukturen auf der dem epitaktisch gewachsenem Schichtenstapel abgewandten Seite des Substrats erzeugt werden. Die zweiten Mesa-Strukturen können dabei analog zu den ersten Mesa-Strukturen mittels eines Ätzprozesses hergestellt werden.At least an embodiment of the Methods for producing a LED chip, for example, can before separating the arrangement - before or after production the first mesa structures - one Variety of second mesa structures on the epitaxially grown Layer stack side facing away from the substrate are generated. The second mesa structures can thereby analogous to the first mesa structures by means of an etching process getting produced.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Vereinzeln der Anordnung auf die Oberfläche des Substrats, die dem Schichtenstapel abgewandt ist, eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht.At least an embodiment of the Procedure is prior to singulating the arrangement on the surface of the Substrate, which faces away from the stack of layers, an electrically applied conductive coating.
Sind beispielsweise zweite Mesa-Strukturen an dieser Oberfläche vorhanden, so werden die Mesa-Oberseiten und zumindest die Mesa-Flanken, die die Gräben begrenzen, zumindest teilweise mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet. Bevorzugt besteht dabei jeweils eine Verbindung zwischen der Beschichtung der Mesa-Oberseiten und der Beschichtung der Mesa-Flanken.are For example, second mesa structures exist on this surface, so are the mesa tops and at least the mesa flanks that the trenches limit, at least partially coated with an electrically conductive material. In each case, there is preferably a connection between the coating the mesa tops and the coating of mesa flanks.
Im Folgenden wird der hier beschriebene Lumineszenzdiodenchip sowie das hier beschriebene optoelektronische Bauteil und das Verfahren zur Herstellung eines Lumineszenzdiodenchips anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.In the following, the Lu described here will be described mineszenzdiodenchip and the optoelectronic device described here and the method for producing a LED chip using examples and the accompanying figures explained in more detail.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr sind einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt.In the embodiments and figures are the same or equivalent components respectively provided with the same reference numerals. The illustrated components as well as proportions of the Components among each other are not to be considered as true to scale. Much more Some details of the figures are exaggerated for better understanding shown big.
Der
Lumineszenzdiodenchip
Ein
Element zum mechanischen Verbinden
Die
ersten und zweiten Mesa-Strukturen
Auf
die dem Träger
Auf
die dem Träger
Der
epitaktisch gewachsene Schichtenstapel
Weiter
umfasst der Schichtenstapel
Auch
die zweite Mesa-Struktur
Zwischen
der Chip-Montagefläche
Bei
einem solchermaßen
montierten Lumineszenzdiodenchip
Die
Anordnung wird beispielsweise durch Brechen längs Sollbruchstellen
Bevorzugt weisen die so erzeugten Lumineszenzdiodenchips eine Oberfläche von 150 mal 150 μm bis 250 mal 250 μm und eine Höhe von 35 μm bis 65 μm auf. Besonders bevorzugt weist der Lumineszenzdiodenchip eine Oberfläche von 200 mal 200 μm und eine Höhe von 50 μm auf.Prefers the luminescence diode chips thus produced have a surface of 150 by 150 μm up to 250 times 250 μm and a height of 35 μm up to 65 μm on. The luminescence diode chip particularly preferably has a surface of 200 by 200 μm and a height of 50 μm on.
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