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WO2011141383A1 - Korrosionsbeständige silber - reflektorschicht für ein optoelektronisches bauelement, entsprechendes bauelement und herstellungsverfahren - Google Patents

Korrosionsbeständige silber - reflektorschicht für ein optoelektronisches bauelement, entsprechendes bauelement und herstellungsverfahren Download PDF

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Publication number
WO2011141383A1
WO2011141383A1 PCT/EP2011/057328 EP2011057328W WO2011141383A1 WO 2011141383 A1 WO2011141383 A1 WO 2011141383A1 EP 2011057328 W EP2011057328 W EP 2011057328W WO 2011141383 A1 WO2011141383 A1 WO 2011141383A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mirror layer
functional material
layer
functional
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/057328
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolaus Gmeinwieser
Stefanie BRÜNINGHOFF
Ivan Galesic
Karl Engl
Markus Maute
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of WO2011141383A1 publication Critical patent/WO2011141383A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/84—Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
    • H10H20/841—Reflective coatings, e.g. dielectric Bragg reflectors
    • H10W72/884—
    • H10W90/736—
    • H10W90/756—

Definitions

  • Optoelectronic device with a carrier and method for producing a carrier for an optoelectronic component
  • Optoelectronic packages are silver surfaces due to their excellent reflection properties, their
  • the corrosion-related darkening of the silver mirror leads to a loss of the LED from the environment emitted light, since the part of the light, which is emitted for example by a lateral emission from the LED on the silver mirror, compared to a non-corroded mirror can be reflected to a much lesser extent by a corroded silver mirror. Furthermore, the corrosion leads to a degradation of electrical contacts with a corroded silver level.
  • gold surfaces can be used as corrosion-resistant solutions.
  • gold surfaces have the disadvantage of about 30 to 40% lower reflectivity, based on the reflectivity of silver, in the visible
  • the object of at least some embodiments is to provide an optoelectronic device with a carrier for an optoelectronic component.
  • a support for an optoelectronic component has at least one
  • the carrier element has a functional material which is in direct contact with the silver. Furthermore, the functional material can cause a reduction in the corrosion of the mirror layer.
  • the functional material is in direct contact with the silver of the mirror layer can, here and below, mean in particular that the functional material can be directly on the mirror layer or also in or within the mirror layer
  • Mirror layer is arranged or present. It has been shown to be beneficial for the
  • Mirror layer desired properties such as a good adhesion to electrical connections, such as bonding contacts or contact surfaces of optoelectronic devices, and / or protection against corrosion can achieve that the functional material is in direct contact with at least a portion of the silver of the mirror layer.
  • the functional materials listed below may advantageously be chemical and electrolytic
  • a prerequisite for a stable performance and longevity of an optoelectronic device is, for example, with regard to a stable light output when using a radiation-emitting optoelectronic component.
  • an optoelectronic device has an aforementioned carrier as well as an optoelectronic component, the carrier having a Carrier element having a silver-containing mirror layer and a functional material in direct contact with at least a portion of the silver, the support member has a leadframe and / or a housing
  • Lead frame and / or is arranged in the housing.
  • the optoelectronic device can have a so-called package with the optoelectronic component, wherein the optoelectronic component is mounted in the optoelectronic device and electrically connected.
  • the optoelectronic component can thus be electrically contactable from the outside in the optoelectronic device and thereby in the
  • Leadframe done which can be embedded on or in the housing and at least one mounting surface for mounting and / or an electrical contact surface for electrical contacting of the optoelectronic device.
  • the housing can completely enclose the optoelectronic component or, for example, also have an opening in which the optoelectronic component is arranged.
  • the carrier element can be characterized in particular by the fact that the optoelectronic component can be mechanically and / or electrically connected or mounted on the carrier element. This can be done between the optoelectronic
  • connection layer for example, a solder layer or an adhesive layer may be arranged.
  • Connection layer for example, an electrical
  • insulating adhesive can be used.
  • Connecting layer can also continue to thermal
  • Carrier be suitable.
  • the support element may additionally or alternatively also have a reflective surface underneath and / or adjacent to and / or around the optoelectronic component, reflect the electromagnetic radiation generated by the optoelectronic component away from the support or radiate electromagnetic radiation radiated from outside onto the support and the support element Optoelectronic device can reflect.
  • the carrier element has a mounting surface for the
  • the optoelectronic component can be mounted, for example, by soldering or gluing.
  • the carrier element can also be a contact surface for a
  • the optoelectronic component can be, for example, a radiation-emitting or a radiation-receiving optical-electronic component.
  • the optoelectronic component can be embodied as a semiconductor layer sequence or as a semiconductor chip with a semiconductor layer sequence, for example as a light-emitting diode (LED) or as a photodiode.
  • LED light-emitting diode
  • the functional material contains in a preferred
  • the functional material may include at least one or more materials selected from indium (In), zinc (Zn), tin (Sn), copper (Cu), molybdenum (Mo), palladium (Pd), rhodium (Rh) , Ruthenium (Ru) and a transparent conductive oxide, or consist of one or more of the aforementioned materials.
  • Transparent conductive oxides (“TCO” for short) are transparent, conductive materials, usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO) in addition to binary metal oxygen compounds, such as
  • ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 also include ternary metal oxygen compounds such as Zn 2 SnO 4, Cd SnO 3, Zn SnO 3, Mgln 204, GalnO 3, Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12, or mixtures of different transparent conductive oxides into the group of TCOs.
  • the transparent conductive oxide may in a particularly preferred embodiment contain or be ITO.
  • the mirror layer may, for example, have a thickness of greater than or equal to 10 nm and less than or equal to 1000 nm, preferably greater than or equal to 50 nm and less than or equal to 500 nm and more preferably greater than or equal to 100 nm and less than or equal to 300 nm. As a particularly advantageous for applications with optoelectronic devices, a thickness of about 200 nm for the mirror layer has been found.
  • the functional material may form a functional layer adjacent to the mirror layer.
  • Mirror layer can be arranged.
  • the functional layer and thus the functional material can be arranged under the mirror layer as seen from the carrier element and furthermore to the carrier element and the
  • the functional layer may have a thickness of greater than or equal to 1 nm and less than or equal to 500 nm.
  • a thickness of greater than or equal to 5 nm and less than or equal to 100 nm have proven particularly advantageous.
  • the functional material may be a
  • Layer has a thickness of greater than or equal to 0.1 nm and less than or equal to 10 nm.
  • Carrier element may be arranged alternately on the support element and a plurality of mirror layers and / or a plurality of functional layers on the support member to each other. For example, this may mean that exactly one mirror layer is between two functional ones
  • Layers or even a functional layer between two mirror layers is arranged. Furthermore, this may mean that the plurality of mirror layers and the
  • a plurality of functional layers comprising a layer stack having at least two mirror layers and at least two functional layers, which are arranged alternately one above the other on the carrier element, wherein the
  • Layer stack can start either with a mirror layer or with a functional layer on the support element.
  • Mirror layers and / or the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • the mirror layers of the plurality of mirror layers and / or the functional layers of the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • the mirror layers of the plurality of mirror layers and / or the functional layers of the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • the mirror layers of the plurality of mirror layers and / or the functional layers of the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • the mirror layers of the plurality of mirror layers and / or the functional layers of the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • the mirror layers of the plurality of mirror layers and / or the functional layers of the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • the mirror layers of the plurality of mirror layers and / or the functional layers of the plurality of functional layers may have thicknesses as mentioned above.
  • single layers may be less than 1 nm to a few nm thick.
  • Mirror layer be included. This may mean, on the one hand, that the functional material may be present in a functional layer adjacent to the mirror layer and at the same time in the mirror layer. Alternatively, the functional material may be present only in the mirror layer be without a functional layer is disposed on the support element.
  • the functional material can be introduced, for example by diffusion, into the mirror layer. It can do that
  • Concentration gradients be present by a
  • the functional layer decreases towards a side facing away from the functional layer side of the mirror layer.
  • the functional material can be part of the
  • Mirror layer or be included in the entire mirror layer. It may be advantageous if the functional material is distributed in the mirror layer in such a way that it is contained in a predominant part, that is to say in particular in more than half of the mirror layer. Particularly preferably, the functional material is distributed throughout the mirror layer, so that the functional material also on one of the functional layer
  • the silver of the mirror layer forms alloys with platinum and / or with molybdenum and / or with palladium and copper and / or with indium and / or with tin and / or with indium and tin.
  • a carrier element is provided on which a mirror layer with silver and a functional material are applied, wherein at least the functional material is applied by sputtering or evaporation ,
  • a carrier element is provided on which a mirror layer with silver and a functional material are applied, wherein at least the functional material is applied by sputtering or evaporation .
  • Silver also contains the functional material that can be used with
  • mirror layer and in particular the silver by evaporation or sputtering be produced.
  • an annealing step may be particularly preferred
  • the carrier and in particular the carrier element can be exposed to a temperature of greater than or equal to 100 ° C and less than or equal to 500 ° C.
  • the diffusion of the functional material within the mirror layer or also starting from a functional layer on the mirror layer into the mirror layer can be effected.
  • the annealing step can also be carried out, for example, within a process flow for
  • the abovementioned embodiments and features can advantageously bring about corrosion protection for the mirror layer with silver in that, in addition to silver, the
  • Carrier element and the aforementioned Materialaus anglesen and material compositions and the method described a good reflection and bondability of the mirror layer and a reliability of the optoelectronic device can be effected.
  • Device can thereby, for example, with advantage in an automotive, industrial and / or
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a carrier according to an embodiment
  • FIGS 2 to 4 are schematic representations of carriers according to further embodiments.
  • FIG. 5 shows an optoelectronic device with a carrier according to another embodiment.
  • the same or equivalent components may each have the same
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a carrier 101 for an optoelectronic component 5, which can be arranged on the carrier 101, as by means of FIG
  • the carrier 101 has a carrier element 1 with a
  • Optoelectronic component 5 can serve or the
  • the support element 1 is executed in the embodiment shown as part of a lead frame ("leadframe"), both for mounting and for the electrical connection of
  • the carrier element 1 is made of copper, for example of a
  • Copper strip which may additionally be coated with nickel to the electrical and mechanical Improve connection properties.
  • Nickel coating is usually applied by means of electroplating on the copper strip.
  • a surface area 10 of the support element 1 is a
  • the mirror layer 2 shown in FIG. 1 is a silver mirror layer.
  • a functional material 3 is disposed thereon.
  • the functional material forms a functional layer 4 which is arranged on the mirror layer so that the functional material 3 is in direct contact with at least part of the silver of the mirror layer 2.
  • the functional material 3 in the embodiment shown platinum may particularly preferably be made of platinum. It has been found that platinum, which is in direct contact with a silver mirror layer, can significantly reduce the corrosion of the silver.
  • the thickness of the mirror layer 2 is shown in FIG.
  • Embodiment about 200 nm.
  • the mirror layer depending on the requirements of the carrier 101, so also depending on the configuration of the on the carrier 101st
  • functional layer 4 has a thickness of greater than or equal to 0.1 nm and less than or equal to 10 nm.
  • a thickness of about 0.1 nm may also correspond, for example, to a functional layer 4, which essentially has only one
  • Atomic layer of the functional material 3 has.
  • Carrier element 1 and the mirror layer 2 also a
  • the materials indium, zinc, molybdenum, palladium, rhodium and ruthenium may be advantageous.
  • the functional layer 4 can also be several different functional
  • Materials 3 for example in an alloy or in a stack of layers with several individual layers,
  • the functional material 3 may have a transparent, conductive oxide (TCO), for example indium tin oxide (ITO).
  • TCO transparent, conductive oxide
  • ITO indium tin oxide
  • the functional material 3 can also in the
  • Mirror layer 2 may be present, which, for example, by a diffusion of the functional material 3 of the
  • the functional layer can be achieved in the mirror layer.
  • a functional material 3 in particular in the case of platinum, preferably by sputtering or evaporation, a
  • Annealing step are performed, in which the carrier 101 is exposed to a temperature of greater than or equal to 100 ° C and less than or equal to 500 ° C. This can be a
  • Diffusion of the functional material 3 can be achieved in the mirror layer 2, wherein a concentration gradient arise can, by a concentration of the functional
  • Material 3 is formed in the mirror layer 2, which, starting from the functional layer 4 in the direction of the functional layer 4 side facing away from the mirror layer 2, ie the carrier element 1, decreases.
  • Half of the mirror layer 2 is present and in particular up to the adjacent to the carrier element 1 side of
  • Mirror layer 2 diffused. This allows the functional material 3 also within the mirror layer 2 to a
  • the adhesion of the mirror layer 2 on the carrier element 1 can be increased in an advantageous manner.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a carrier 102, which differs from the preceding one
  • the functional layer 4 can on the one hand increase the adhesion of the mirror layer 2 on the carrier element 1 and
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a carrier 103 which, in comparison to the preceding exemplary embodiments, has replaced the one with a single mirror layer 2 and a single functional layer 4
  • Mirror layer 2 between two functional layers 4, 4 'or two mirror layers 2, 2' may be arranged with an intermediate functional layer 4. Furthermore, the layer stack can also be more than two
  • the functional materials 3, 3 ' can be the same or different and have one or more of the abovementioned materials described in the general part.
  • Embodiments to Figures 1 and 2 are. This may be a possibly anti-reflection effect of
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a carrier 104, which has a mirror layer 2 with silver on the carrier element 1 in comparison to the preceding exemplary embodiments of FIGS. 1 to 3, in which the functional material 3 is also included.
  • the functional material may form an alloy with the silver of the mirror layer.
  • the functional material 3 is platinum containing at least 10% by weight, preferably less than or equal to 5% by weight, particularly preferably less than or equal to 2% by weight. or even less than or equal to 1% by weight in the mirror layer
  • the functional material 3 may also be any suitable material.
  • the functional material can also have palladium and / or copper, wherein in particular simultaneously present palladium and copper in the mirror layer 2 with each in a proportion of greater than or equal to 0.1 wt .-% and less than or equal to 5 wt .-% may be advantageous.
  • the functional material 3 may also contain indium and / or tin, each having a content of less than or equal to 10 wt .-%, preferably less than or equal to 5 wt .-% and particularly preferably 1 wt .-%.
  • the functional material 3 can only contain or be indium, only tin or both.
  • the mirror layer may also be possible for the mirror layer to contain a functional material that combines with silver
  • Mirror layer 2 another functional material in the form of a functional layer or in the form of several
  • FIG. 5 shows an example of an embodiment
  • Optoelectronic device 1000 which has a carrier 105 and an optoelectronic component 5.
  • the carrier 105 may, for example, according to one of
  • Embodiments of the preceding figures 1 to 4 be executed.
  • the carrier 105 a the carrier 105 a
  • Carrier element 1 which has a lead frame in the form of lead frame parts 12, 13 and a housing 11.
  • the housing 11 is formed from a plastic which partially surrounds the lead frame 12, 13, and in which an opening 15 is formed, in which the optoelectronic component 5 is arranged on the ladder frame part 12.
  • the lead frame part 12 may include a heat sink 14, as by the dashed line
  • Optoelectronic component 5 resulting heat loss can be achieved.
  • the carrier element 1 has a surface area 10 on the ladder frame part 12, a surface area 10 'on the
  • one or more mirror layers 2 and one or more functional materials 3 can be arranged.
  • Mirror layer 2 and the functional material 3 on the surface areas 10 and 10 'of the lead frame parts 12 and 13 are arranged.
  • the mirror layer 2 and the functional material 3 on the surface areas 10 and 10 'of the lead frame parts 12 and 13 are arranged.
  • Material 3 can according to one of the preceding
  • the optoelectronic component 5 is shown in FIG.
  • Embodiment a light-emitting diode (LED) based on a semiconductor layer sequence or a
  • the semiconductor layer sequence may for example be based on an arsenide, phosphide and / or nitride compound semiconductor material system.
  • LEDs and modifications thereof are known to those skilled in the art and will not be further elaborated here.
  • the optoelectronic component 5 is on the
  • Ladder frame part 12 is mounted and electrically connected from its underside via the ladder frame part 12.
  • a connecting layer is arranged between the optoelectronic component 5 and the lead frame part 12 or the carrier element 1 (not shown), which in
  • connection layer Used connecting material and a solder or an electrically conductive adhesive has or is made of it. If only one mechanical connection is necessary, the connection layer can, for example, also have or be an electrically conductive adhesive.
  • Optoelectronic device electrically connected to the lead frame part 13. Alternatively, the
  • Optoelectronic component 5 also has a structured back contact and a solder contact with the
  • Conductor frame part 13 to be electrically connected.
  • the lead frame parts 12 and 13 protrude out of the housing 11, so that the optoelectronic component can be electrically contacted from outside.
  • SMT package 1000 is designed as a surface-mountable so-called SMT package.
  • the mirror layer 2 with the silver proves to be
  • the mirror layer 2 and in particular the silver of the mirror layer 2 can be reduced or even prevented from corrosion, for example by sulfur gases and / or moisture, so that no further measures,
  • Optoelectronic device 1000 for example, in the opening 15 of the housing 11 have a potting, which in terms of its optical properties of the
  • optoelectronic component 5 is adapted and does not have to be tight against corrosive components of the environment.
  • the illustrated optoelectronic device can be characterized by the prevention or at least reduction of chemical and electrolytic degradation processes in the mirror layer 2 by stable light output and longevity.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Ein Träger für ein optoelektronisches Bauelement (5) wird angegeben, der auf einem Trägerelement (1) zumindest eine Spiegelschicht (2) und ein funktionelles Material (3) aufweist, wobei die Spiegelschicht (2) Silber enthält, das funktionelle Material (3) in direktem Kontakt mit dem Silber steht, so dass das funktionelle Material (3) eine Verminderung der Korrosion der Spiegelschicht (2) bewirkt. Weiterhin werden ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers für ein optoelektronisches Bauelement und eine optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger angegeben.

Description

KORROSIONSBESTÄNDIGE SILBER - REFLEKTORSCHICHT FÜR EIN OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT, ENTSPRECHENDES BAUELEMENT UND HERSTELLUNGSVERFAHREN
Träger für ein optoelektronisches Bauelement,
optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger und Verfahren zur Herstellung eines Trägers für ein optoelektronisches Bauelement
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der
europäischen Patentanmeldung 10006660.4 und der deutschen Patentanmeldung 102010020211.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit jeweils durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es werden ein Träger für ein optoelektronisches Bauelement, eine optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger und ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers für ein
optoelektronisches Bauelement angegeben.
In optoelektronischen Vorrichtungen wie etwa
optoelektronischen Packages werden Silberoberflächen aufgrund ihrer hervorragenden Reflexionseigenschaften, ihrer
Bondbarkeit und ihrer elektrischen Leitfähigkeit vielfach eingesetzt. Allerdings ist es bei einer Spiegelschicht aus Silber schwierig, dauerhaft eine gute Haftung an elektrischen Anschlüssen, etwa zur Kontaktierung eines Halbleiterchips, eine hohe Reflektivität und einen zuverlässigen Schutz vor Korrosion des Silbers zu erzielen. Die Korrosion von Silber, insbesondere durch Einwirkung von Schwefelgasen
( Sulfidierung) und Feuchtigkeit, führt zur Dunkelfärbung der Silberoberfläche und somit zu einer erheblichen Verringerung der Reflektivität . Wird beispielsweise eine Licht
emittierende Diode (LED) auf einen Silberspiegel montiert, führt die korrosionsbedingte Dunkelfärbung des Silberspiegels zu einem Verlust des von der LED in die Umgebung abgestrahlten Lichts, da der Teil des Lichts, der beispielsweise durch eine seitliche Emission aus der LED auf den Silberspiegel abgestrahlt wird, im Vergleich zu einem nicht korrodierten Spiegel zu einem erheblich geringerem Teil von einem korrodierten Silberspiegel reflektiert werden kann. Weiterhin führt die Korrosion zu einer Degradation von elektrischen Kontakten mit einem korrodierten Silberspiegel.
Als Alternative zu Silberoberflächen können Goldoberflächen als korrosionsstabile Lösungen eingesetzt werden. Im
Vergleich zu Silberoberflächen weisen Goldoberflächen jedoch den Nachteil einer etwa 30 bis 40 % geringeren Reflektivität , bezogen auf die Reflektivität von Silber, im sichtbaren
Bereich des Lichts auf.
Eine Aufgabe von zumindest einigen Ausführungsformen ist es, einen Träger für ein optoelektronisches Bauelement mit einer Spiegelschicht mit Silber anzugeben, bei der die Korrosion vermindert werden kann. Eine weitere Aufgabe von zumindest einigen Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur
Herstellung eines Trägers anzugeben. Noch eine weitere
Aufgabe von zumindest einigen Ausführungsformen ist es, eine optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger für ein optoelektronisches Bauelement anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch Gegenstände und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Träger für ein optoelektronisches Bauelement zumindest eine
Spiegelschicht auf, die Silber enthält. Weiterhin weist das Trägerelement ein funktionelles Material auf, das in direktem Kontakt mit dem Silber steht. Weiterhin kann das funktionelle Material eine Verminderung der Korrosion der Spiegelschicht bewirken .
Dass das funktionelle Material in direktem Kontakt mit dem Silber der Spiegelschicht steht, kann hier und im Folgenden insbesondere bedeuten, dass das funktionelle Material direkt auf der Spiegelschicht oder auch in oder innerhalb der
Spiegelschicht angeordnet oder vorhanden ist. Mit Vorteil hat sich gezeigt, dass sich für die
Spiegelschicht gewünschte Eigenschaften wie etwa eine gute Haftung an elektrischen Anschlüssen, etwa an Bondkontakten oder Kontaktflächen von optoelektronischen Bauelementen, und/oder ein Schutz vor Korrosion dadurch erreichen lassen, dass das funktionelle Material in direktem Kontakt mit zumindest einem Teil des Silbers der Spiegelschicht steht. Die im Folgenden aufgeführten funktionellen Materialien können mit Vorteil chemische und elektrolytische
Degradierungsprozesse des Silbers in der Spiegelschicht verhindern oder zumindest hemmen, was eine grundlegende
Voraussetzung für eine stabile Leistung und Langlebigkeit einer optoelektronischen Vorrichtung ist, beispielsweise hinsichtlich einer stabilen Lichtleistung bei der Verwendung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist eine optoelektronische Vorrichtung einen vorgenannten Träger sowie ein optoelektronisches Bauelement auf, wobei der Träger ein Trägerelement mit einer Silber aufweisenden Spiegelschicht und einem funktionellen Material in direktem Kontakt mit zumindest einem Teil des Silbers aufweist, das Trägerelement einen Leiterrahmen („leadframe" ) und/oder ein Gehäuse
aufweist und das optoelektronische Bauelement auf dem
Leiterrahmen und/oder in dem Gehäuse angeordnet ist.
Beispielsweise kann die optoelektronische Vorrichtung ein so genanntes Package mit dem optoelektronischen Bauelement aufweisen, wobei das optoelektronische Bauelement in der optoelektronischen Vorrichtung montiert und elektrisch angeschlossen ist. Das optoelektronische Bauelement kann somit in der optoelektronischen Vorrichtung elektrisch von außen kontaktierbar sein und dadurch in der
optoelektronischen Vorrichtung betrieben werden. Der
elektrische Anschluss kann dabei insbesondere durch den
Leadframe erfolgen, der auf oder in dem Gehäuse eingebettet sein kann und zumindest eine Montagefläche zur Montage und/oder eine elektrische Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements aufweist. Das Gehäuse kann das optoelektronische Bauelement gänzlich umschließen oder auch beispielsweise eine Öffnung aufweisen, in der das optoelektronische Bauelement angeordnet ist.
Das Trägerelement kann sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass das optoelektronische Bauelement auf dem Trägerelement mechanisch und/oder elektrisch angeschlossen bzw. montiert werden kann. Dazu kann zwischen dem optoelektronischen
Bauelement und dem Trägerelement eine Verbindungsschicht, beispielsweise eine Lotschicht oder eine Klebstoffschicht , angeordnet sein. Zur elektrischen Kontaktierung sind
insbesondere eine Lotschicht oder eine Klebstoffschicht mit oder aus einem elektrisch leitenden Klebstoff geeignet. Ist lediglich ein mechanischer Anschluss erforderlich, kann anstelle von elektrisch leitenden Materialien für die
Verbindungsschicht beispielsweise auch ein elektrisch
isolierender Klebstoff verwendet werden. Die
Verbindungsschicht kann weiterhin auch zum thermischen
Anschluss des optoelektronischen Bauelements an das
Trägerelement geeignet sein.
Weiterhin kann das Trägerelement zusätzlich oder alternativ auch eine reflektierende Fläche unter und/oder neben und/oder um das optoelektronische Bauelement herum aufweisen, die vom optoelektronischen Bauelement erzeugte elektromagnetische Strahlung vom Träger weg reflektieren oder von außen auf den Träger und das Trägerelement eingestrahlte elektromagnetische Strahlung zum optoelektronischen Bauelement hin reflektieren kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Trägerelement eine Montagefläche für das
optoelektronische Bauelement auf, auf der das
optoelektronische Bauelement beispielsweise durch Löten oder Kleben montiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Trägerelement auch eine Kontaktfläche für einen
Kontaktierungsdraht , etwa einen Bondkontakt, bereitstellen. Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise ein Strahlungsemittierendes oder ein Strahlungsempfangendes optoelektronisches Bauteil sein. Insbesondere kann das optoelektronische Bauelement als Halbleiterschichtenfolge oder als Halbleiterchip mit einer Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein, beispielsweise als Licht emittierende Diode (LED) oder als Fotodiode.
Die folgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf den Träger wie auch auf die optoelektronische Vorrichtung mit dem Träger . Das funktionelle Material enthält in einer bevorzugten
Ausführungsform Platin oder besteht aus Platin. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das funktionelle Material zumindest ein oder mehrere Materialien, ausgewählt aus Indium (In), Zink (Zn), Zinn (Sn) , Kupfer (Cu) , Molybdän (Mo), Palladium (Pd) , Rhodium (Rh) , Ruthenium (Ru) und einem transparenten leitfähigen Oxid, enthalten oder aus einem oder mehreren der vorgenannten Materialien bestehen. Transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO") sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären MetallsauerstoffVerbindungen, wie
beispielsweise ZnO, Sn02 oder In203 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2In205 oder In4Sn3012 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs . Das transparente leitfähige Oxid kann in einer besonders bevorzugt Ausführungsform ITO enthalten oder sein .
Es hat sich herausgestellt, dass das funktionelle Material, wenn es in direktem Kontakt mit dem Silber der Spiegelschicht steht, die Materialeigenschaft der Spiegelschicht in
günstiger Weise beeinflussen kann. Insbesondere hat sich gezeigt, dass durch das funktionelle Material ein effektiver Korrosionsschutz für die Silber enthaltende Spiegelschicht erreicht werden kann.
Die Spiegelschicht kann beispielsweise eine Dicke von größer oder gleich 10 nm und kleiner oder gleich 1000 nm, bevorzugt größer oder gleich 50 nm und kleiner oder gleich 500 nm und besonders bevorzugt größer oder gleich 100 nm und kleiner oder gleich 300 nm aufweisen. Als besonders vorteilhaft für Anwendungen mit optoelektronischen Bauelementen hat sich eine Dicke von etwa 200 nm für die Spiegelschicht herausgestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Trägers kann das funktionelle Material eine an die Spiegelschicht angrenzende funktionelle Schicht bilden. Insbesondere kann die
funktionelle Schicht zwischen dem Trägerelement und der
Spiegelschicht angeordnet sein. Mit anderen Worten können die funktionelle Schicht und somit das funktionelle Material vom Trägerelement aus gesehen unter der Spiegelschicht angeordnet sein und weiterhin an das Trägerelement und die
Spiegelschicht jeweils unmittelbar angrenzen. Beispielsweise kann dadurch mit Vorteil eine Verbesserung der Haftung der Spiegelschicht und insbesondere des in der Spiegelschicht enthaltenen Silbers an das Trägerelement erreicht werden. Insbesondere kann die funktionelle Schicht dabei eine Dicke von größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 500 nm aufweisen. Als besonders vorteilhaft haben sich eine Dicke von größer oder gleich 5 nm und kleiner oder gleich 100 nm erwiesen .
Alternativ dazu kann das funktionelle Material eine
funktionelle Schicht bilden, die vom Trägerelement aus gesehen über der Spiegelschicht angeordnet ist, sodass die Spiegelschicht zwischen dem Trägerelement und der
funktionellen Schicht angeordnet ist. Dabei kann die
Spiegelschicht unmittelbar an das Trägerelement und die funktionelle Schicht angrenzen. In dieser Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die funktionelle
Schicht eine Dicke von größer oder gleich 0,1 nm und kleiner oder gleich 10 nm aufweist. Alternativ zu einer Anordnung genau einer Spiegelschicht und/oder genau einer funktionellen Schicht auf dem
Trägerelement können auf dem Trägerelement auch eine Mehrzahl von Spiegelschichten und/oder eine Mehrzahl von funktionellen Schichten auf dem Trägerelement abwechselnd aufeinander angeordnet sein. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass genau eine Spiegelschicht zwischen zwei funktionellen
Schichten oder auch genau eine funktionelle Schicht zwischen zwei Spiegelschichten angeordnet ist. Weiterhin kann das bedeuten, dass die Mehrzahl von Spiegelschichten und die
Mehrzahl von funktionellen Schichten einen Schichtenstapel mit zumindest zwei Spiegelschichten und zumindest zwei funktionelle Schichten aufweist, die abwechselnd übereinander auf dem Trägerelement angeordnet sind, wobei der
Schichtenstapel entweder mit einer Spiegelschicht oder mit einer funktionellen Schicht auf dem Trägerelement beginnen kann. Die jeweiligen Einzelschichten der Mehrzahl der
Spiegelschichten und/oder der Mehrzahl der funktionellen Schichten können dabei Dicken wie vorab genannt aufweisen. Alternativ dazu können beispielsweise die Spiegelschichten der Mehrzahl von Spiegelschichten und/oder die funktionellen Schichten der Mehrzahl von funktionellen Schichten
zusammengenommen eine Gesamtdicke aufweisen, die einer der vorgenannten Dicken entspricht. Dabei kann jede der
Einzelschichten beispielsweise weniger als 1 nm bis zu wenigen nm dick sein.
Weiterhin kann das funktionelle Material in der
Spiegelschicht enthalten sein. Das kann zum einen bedeuten, dass das funktionelle Material in einer funktionellen Schicht angrenzend an die Spiegelschicht und gleichzeitig in der Spiegelschicht vorhanden sein kann. Alternativ dazu kann das funktionelle Material nur in der Spiegelschicht vorhanden sein, ohne dass eine funktionelle Schicht auf dem Trägerelement angeordnet ist.
Ist zumindest eine funktionelle Schicht direkt angrenzend an die Spiegelschicht auf dem Trägerelement angeordnet, kann das funktionelle Material beispielsweise durch Diffusion in die Spiegelschicht eingebracht werden. Dabei kann das
funktionelle Material in der Spiegelschicht mit einem
Konzentrationsgradienten vorhanden sein, der durch eine
Konzentration des funktionellen Materials in der
Spiegelschicht gebildet wird, die ausgehend von der
funktionellen Schicht in Richtung einer zur funktionellen Schicht abgewandten Seite der Spiegelschicht hin abnimmt. Das funktionelle Material kann dabei in einem Teil der
Spiegelschicht oder auch in der gesamten Spiegelschicht enthalten sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das funktionelle Material in der Spiegelschicht derart verteilt ist, dass es in einem überwiegenden Teil, also insbesondere in mehr als der Hälfte der Spiegelschicht, enthalten ist. Besonders bevorzugt ist das funktionelle Material in der gesamten Spiegelschicht verteilt, sodass das funktionelle Material auch an einer der funktionellen Schicht
gegenüberliegenden Grenzfläche der Spiegelschicht nachweisbar ist .
Ist das funktionelle Material in der Spiegelschicht
enthalten, so kann es in einer besonders bevorzugten
Ausführungsform mit dem Silber der Spiegelschicht eine
Legierung bilden. In besonders bevorzugten Ausführungsformen bildet das Silber der Spiegelschicht Legierungen mit Platin und/oder mit Molybdän und/oder mit Palladium und Kupfer und/oder mit Indium und/oder mit Zinn und/oder mit Indium und Zinn . Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Trägers gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen für ein optoelektronisches Bauelement ein Trägerelement bereitgestellt, auf dem eine Spiegelschicht mit Silber und ein funktionelles Material aufgebracht werden, wobei zumindest das funktionelle Material mittels Sputtern oder Verdampfen aufgebracht wird. Ein solches Verfahren kann gegenüber herkömmlichen Verfahren, beispielsweise zur Herstellung von bekannten Leadframes, vorteilhaft sein, da das funktionelle Material durch für die Herstellung von Leadframes übliches galvanisches Beschichten schwerer oder gar nicht aufbringbar sein kann.
Um eine Spiegelschicht herzustellen, die zusätzlich zum
Silber auch das funktionelle Material enthält, kann mit
Vorteil auch die Spiegelschicht und dabei insbesondere das Silber durch Verdampfen oder Sputtern herstellbar sein.
Nach dem Aufbringen der Spiegelschicht und des funktionellen Materials kann besonders bevorzugt ein Temperschritt
durchgeführt werden. Dabei kann der Träger und insbesondere das Trägerelement einer Temperatur von größer oder gleich 100 °C und kleiner oder gleich 500 °C ausgesetzt werden. In einem derartigen Temperschritt kann die Diffusion des funktionellen Materials innerhalb der Spiegelschicht oder auch ausgehend von einer funktionellen Schicht auf der Spiegelschicht in die Spiegelschicht hinein bewirkt werden. Der Temperschritt kann beispielsweise auch innerhalb eines Prozessflusses zur
Herstellung des Träger oder der optoelektronischen
Vorrichtung in Form eines thermischen Verfahrensschritts durchgeführt werden und so zur gewünschten Funktionalität des funktionellen Materials und der Spiegelschicht führen. Die vorgenannten Ausführungsformen und Merkmale können mit Vorteil einen Korrosionsschutz für die Spiegelschicht mit Silber bewirken, indem zusätzlich zum Silber der
Spiegelschicht auf dem Trägerelement das funktionelle
Material aufgebracht und abgeschieden wird. Durch die
vorgenannten Anordnungen und Schichtaufbauten der
Spiegelschicht und des funktionellen Materials auf dem
Trägerelement sowie die vorgenannten Materialauswahlen und Materialzusammensetzungen sowie das beschriebene Verfahren können eine gute Reflexion und Bondbarkeit der Spiegelschicht sowie eine Zuverlässigkeit der optoelektronischen Vorrichtung bewirkt werden. Der Träger und die optoelektronische
Vorrichtung können dadurch beispielsweise mit Vorteil in einer Automotive-, industriellen und/oder
Beleuchtungsanwendung verwendet werden, in denen eine hohe Ausfallsicherheit von optoelektronischen Vorrichtungen bzw. Bauelementen gefordert ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im
Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Trägers gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figuren 2 bis 4 schematische Darstellungen von Trägern gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
Figur 5 eine optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Träger 101 für ein optoelektronisches Bauelement 5 gezeigt, das auf dem Träger 101 angeordnet werden kann, wie mittels der
gestrichelten Linie schematisch angedeutet ist. Das
optoelektronische Bauelement 5 bildet dabei aber keinen
Bestandteil des Trägers 101.
Der Träger 101 weist ein Trägerelement 1 mit einem
Flächenbereich 10 auf, der als Montagefläche für das
optoelektronische Bauelement 5 dienen kann oder der
zusätzlich oder alternativ dazu als Reflexionsbereich um das optoelektronische Bauelement herum angeordnet sein kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich beim
Flächenbereich 10 sowohl um einen Montagebereich als auch einen Reflexionsbereich.
Das Trägerelement 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Teil eines Leiterrahmens („leadframe" ) ausgeführt, das sowohl zur Montage als auch zum elektrischen Anschluss von
optoelektronischen Bauelementen dient. Das Trägerelement 1 ist aus Kupfer gefertigt, beispielsweise aus einem
Kupferband, das zusätzlich noch mit Nickel beschichtet sein kann, um die elektrischen und mechanischen Anschlusseigenschaften zu verbessern. Eine derartige
Nickelbeschichtung wird üblicherweise mittels galvanischer Beschichtung auf dem Kupferband aufgebracht. Auf dem Flächenbereich 10 des Trägerelements 1 ist eine
Spiegelschicht 2 angeordnet, die Silber aufweist.
Insbesondere handelt es sich bei der in Figur 1 gezeigten Spiegelschicht 2 um eine Silber-Spiegelschicht. Direkt an die Spiegelschicht 2 angrenzend ist auf dieser ein funktionelles Material 3 angeordnet. Das funktionelle Material bildet im gezeigten Ausführungsbeispiel eine funktionelle Schicht 4, die auf der Spiegelschicht angeordnet ist, so dass das funktionelle Material 3 in direktem Kontakt mit zumindest einem Teil des Silbers der Spiegelschicht 2 steht.
Insbesondere weist das funktionelle Material 3 im gezeigten Ausführungsbeispiel Platin auf und kann besonders bevorzugt aus Platin bestehen. Es hat sich gezeigt, dass Platin, das in direktem Kontakt mit einer Silber-Spiegelschicht seht, die Korrosion des Silbers erheblich mindern kann.
Die Dicke der Spiegelschicht 2 beträgt im gezeigten
Ausführungsbeispiel etwa 200 nm. Alternativ dazu kann die Spiegelschicht je nach Anforderung an den Träger 101, also auch je nach Ausgestaltung des auf dem Träger 101
anzubringenden optoelektronischen Bauelements 5, wie im allgemeinen Teil beschrieben dicker oder dünner ausgeführt sein . Um die Reflexionseigenschaften der Spiegelschicht 2 möglichst wenig zu beeinflussen und zu vermindern, weist die
funktionelle Schicht 4 eine Dicke von größer oder gleich 0,1 nm und kleiner oder gleich 10 nm auf. Eine Dicke von etwa 0,1 nm kann dabei auch beispielsweise einer funktionellen Schicht 4 entsprechen, die im Wesentlichen lediglich eine
Atomlagenschicht des funktionellen Materials 3 aufweist. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel mit Platin als funktionellen Material 3 kann der Träger 101 auf dem
Trägerelement 1 und der Spiegelschicht 2 auch ein
alternatives oder weiteres Material der im allgemeinen Teil genannten funktionellen Materialien aufweisen. Insbesondere können die Materialien Indium, Zink, Molybdän, Palladium, Rhodium und Ruthenium vorteilhaft sein. Die funktionelle Schicht 4 kann auch mehrere verschiedene funktionelle
Materialien 3, beispielsweise in einer Legierung oder in einem Schichtenstapel mit mehreren Einzelschichten,
aufweisen.
Weiterhin ist es auch möglich, dass das funktionelle Material 3 ein transparentes, leitfähiges Oxid (TCO) aufweist, beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO).
Das funktionelle Material 3 kann zusätzlich auch in der
Spiegelschicht 2 vorhanden sein, was beispielsweise durch eine Diffusion des funktionellen Materials 3 von der
funktionellen Schicht in die Spiegelschicht erreicht werden kann. Dazu kann nach dem Aufbringen der Spiegelschicht 2 und des funktionellen Materials 3 darüber, was im Falle des funktionellen Materials 3, insbesondere im Falle von Platin, bevorzugt durch Sputtern oder Verdampfen erfolgt, ein
Temperschritt durchgeführt werden, bei dem der Träger 101 einer Temperatur von größer oder gleich 100 °C und kleiner oder gleich 500 °C ausgesetzt wird. Dadurch kann eine
Diffusion des funktionellen Materials 3 in die Spiegelschicht 2 erreicht werden, wobei ein Konzentrationsgradient entstehen kann, der durch eine Konzentration des funktionellen
Materials 3 in der Spiegelschicht 2 gebildet wird, die ausgehend von der funktionellen Schicht 4 in Richtung der zur funktionellen Schicht 4 abgewandten Seite der Spiegelschicht 2, also zum Trägerelement 1 hin, abnimmt. Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn das funktionelle Material 3 im größten Teil der Spiegelschicht 2, also in mehr als der
Hälfte der Spiegelschicht 2, vorhanden ist und insbesondere bis zur am Trägerelement 1 angrenzenden Seite der
Spiegelschicht 2 diffundiert. Dadurch kann das funktionelle Material 3 auch innerhalb der Spiegelschicht 2 zu einer
Verminderung der Silberkorrosion führen. Zusätzlich kann beispielsweise auch die Haftung der Spiegelschicht 2 auf dem Trägerelement 1 auf vorteilhafte Weise erhöht werden.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Träger 102 gezeigt, der sich vom vorangegangenen
Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass das
funktionelle Material 3 in Form einer funktionellen Schicht 4 zwischen der Spiegelschicht 2 und dem Trägerelement 1 auf dem Flächenbereich 10 des Trägerelements 1 aufgebracht ist. Die Dicke der funktionellen Schicht 4, welche bevorzugt Platin, aber auch zusätzlich oder alternativ eines oder mehrere der anderen genannten Materialien, aufweist, ist größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 500 nm und besonders bevorzugt größer oder gleich 5 nm und kleiner oder gleich 100 nm.
Die funktionelle Schicht 4 kann zum einen die Haftung der Spiegelschicht 2 auf dem Trägerelement 1 erhöhen und
gleichzeitig zu einer Verminderung oder sogar Vermeidung der Korrosion des Silbers in der Spiegelschicht 2 führen. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel kann auch im Falle des Trägers 102 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein
Temperschritt nach dem Aufbringen der Spiegelschicht und des funktionellen Materials durchgeführt werden, durch den eine Diffusion des funktionellen Materials 3 in die Spiegelschicht 2 erreicht werden kann.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Träger 103 gezeigt, der im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen anstelle einer einzelnen Spiegelschicht 2 und einer einzelnen funktionellen Schicht 4 mit dem
funktionellen Material 3 eine Mehrzahl von Spiegelschichten
2, 2' und eine Mehrzahl von funktionellen Schichten 3, 3' mit jeweils einem funktionellen Material 4, 4' aufweist. Die jeweils zwei Spiegelschichten 2, 2' und zwei funktionellen Schichten 4, 4' sind dabei rein beispielhaft gezeigt, sodass auf dem Trägerelement 1 beispielsweise auch nur eine
Spiegelschicht 2 zwischen zwei funktionellen Schichten 4, 4' oder auch zwei Spiegelschichten 2, 2' mit einer dazwischen liegenden funktionellen Schicht 4 angeordnet sein können. Weiterhin kann der Schichtenstapel auch mehr als zwei
Spiegelschichten 2, 2' und/oder mehr als zwei funktionelle Schichten 4, 4' aufweisen.
Die funktionellen Materialien 3, 3' können dabei gleich oder verschieden sein und eines oder mehrere der vorgenannten und im allgemeinen Teil beschriebenen Materialien aufweisen.
Durch die Anordnung der Spiegelschicht 2 zwischen zwei funktionellen Schichten 4, 4' kann beispielsweise auch eine Diffusion der funktionellen Materialien 3, 3' von beiden Seiten in die Spiegelschicht 2 hinein ermöglicht werden, wodurch mit Vorteil der korrosionsmindernde oder
korrosionsverhindernde Effekt der funktionellen Materialien
3, 3' erhöht werden kann. Da weiterhin auf dem Trägerelement 1 mehr als eine funktionelle Schicht 4, 4' angeordnet ist, können die funktionellen Schichten 4, 4' beispielsweise auch dünner ausgeführt sein, als sie das in den
Ausführungsbeispielen zu Figuren 1 und 2 sind. Dadurch kann ein möglicherweise reflexionsmindernder Effekt der
funktionellen Schicht oder funktionellen Schichten auf die Spiegelschicht oder die Spiegelschichten verringert werden.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Träger 104 gezeigt, der auf dem Trägerelement 1 im Vergleich zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 eine Spiegelschicht 2 mit Silber aufweist, in der weiterhin auch das funktionelle Material 3 enthalten ist. Insbesondere kann das funktionelle Material mit dem Silber der Spiegelschicht eine Legierung bilden.
Als besonders vorteilhaft kann es sich erweisen, wenn das funktionelle Material 3 Platin ist, das mit einem Anteil von kleiner oder gleich 10 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 5 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 Gew.-% oder sogar kleiner oder gleich 1 Gew.-% in der Spiegelschicht
2 enthalten ist.
Alternativ dazu kann das funktionelle Material 3 auch
Molybdän sein, das mit einem Anteil von größer oder gleich
0,1 Gew.-% und kleiner oder gleich 5 Gew.-% und vorzugsweise mit einem Anteil von etwa 1 Gew.-% in der Spiegelschicht 2 enthalten ist. Weiterhin kann das funktionelle Material auch Palladium und/oder Kupfer aufweisen, wobei insbesondere gleichzeitig vorhandenes Palladium und Kupfer in der Spiegelschicht 2 mit jeweils einem Anteil von größer oder gleich 0,1 Gew.-% und kleiner oder gleich 5 Gew.-% vorteilhaft sein kann.
Alternativ dazu kann das funktionelle Material 3 auch Indium und/oder Zinn mit jeweils einem Anteil von kleiner oder gleich 10 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 5 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 Gew.-% enthalten. Das funktionelle Material 3 kann dabei nur Indium, nur Zinn oder beides enthalten oder daraus sein.
Die jeweils angegebenen Anteile des funktionellen Materials in den Legierungen beziehen sich dabei stets auf den
Gewichtsanteil von Silber. Zusätzlich zu den gezeigten Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 kann es auch möglich sein, dass die Spiegelschicht ein funktionelles Material enthält, das mit Silber eine
Legierung bildet, und gleichzeitig auf oder unter der
Spiegelschicht 2 ein weiteres funktionelles Material in Form einer funktionellen Schicht oder in Form von mehreren
funktionellen Schichten angeordnet sind.
In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine
optoelektronische Vorrichtung 1000 gezeigt, die einen Träger 105 sowie ein optoelektronisches Bauelement 5 aufweist.
Der Träger 105 kann beispielsweise gemäß einem der
Ausführungsbeispiele der vorangegangenen Figuren 1 bis 4 ausgeführt sein. Insbesondere weist der Träger 105 ein
Trägerelement 1 auf, das einen Leiterrahmen („leadframe" ) in Form von Leiterrahmenteilen 12, 13 und ein Gehäuse 11 aufweist. Das Gehäuse 11 ist dabei aus einem Kunststoff gebildet, der den Leiterrahmen 12, 13 teilweise umschließt, und in dem eine Öffnung 15 ausgeformt ist, in der das optoelektronische Bauelement 5 auf dem Leiterrahmenteil 12 angeordnet ist. Weiterhin kann der Leiterrahmenteil 12 eine Wärmesenke 14 aufweisen, wie mittels des gestrichelten
Bereichs angedeutet ist, die durch das Gehäuse 11 zu einer
Unterseite des Trägerelements 1 reichen kann, und wodurch ein effektiver Wärmeabtransport von im Betrieb des
optoelektronischen Bauelements 5 entstehender Verlustwärme erreicht werden kann.
Das Trägerelement 1 weist einen Flächenbereich 10 auf dem Leiterrahmenteil 12, einen Flächenbereich 10' auf dem
Leiterrahmenteil 13 und einen Flächenbereich 10'' auf der Innenwand der Öffnung 15 des Gehäuses 11 auf, auf denen eine oder mehrere Spiegelschichten 2 sowie ein oder mehrere funktionelle Materialien 3 angeordnet sein können. Rein beispielhaft sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die
Spiegelschicht 2 und das funktionelle Material 3 auf den Flächenbereichen 10 und 10' der Leiterrahmenteile 12 und 13 angeordnet. Die Spiegelschicht 2 und das funktionelle
Material 3 können dabei gemäß einem der vorangegangenen
Ausführungsbeispiele ausgeführt sein.
Das optoelektronische Bauelement 5 ist im gezeigten
Ausführungsbeispiel eine lichtemittierende Diode (LED) auf Basis einer Halbleiterschichtenfolge oder eines
Halbleiterchip einer Halbleiterschichtenfolge, die im Betrieb elektromagnetische Strahlung, insbesondere in einem
ultravioletten bis infraroten Wellenlängenbereich und
besonders bevorzugt in einem sichtbaren Wellenlängenbereich abstrahlt. Die Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise auf einem Arsenid-, Phosphid- und/oder Nitrid- Verbindungshalbleitermaterialsystem basieren. Derartige LEDs und Modifikationen davon sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt.
Das optoelektronische Bauelement 5 ist auf dem
Leiterrahmenteil 12 montiert und von seiner Unterseite her über den Leiterrahmenteil 12 elektrisch angeschlossen. Dazu ist zwischen dem optoelektronischen Bauelement 5 und dem Leiterrahmenteil 12 beziehungsweise dem Trägerelement 1 eine Verbindungsschicht angeordnet (nicht gezeigt) , die im
gezeigten Ausführungsbeispiel auch als elektrisches
Verbindungsmaterial dient und ein Lot oder einen elektrisch leitenden Klebstoff aufweist oder daraus ist. Ist lediglich ein mechanischer Anschluss nötig, kann die Verbindungsschicht beispielsweise auch einen elektrisch leitenden Klebstoff aufweisen oder daraus sein.
Über einen Bonddraht 6 ist die Vorderseite des
optoelektronischen Bauelements mit dem Leiterrahmenteil 13 elektrisch verbunden. Alternativ dazu kann das
optoelektronische Bauelement 5 auch über einen strukturierten Rückseitenkontakt und einen Lötkontakt mit dem
Leiterrahmenteil 13 elektrisch leitend verbunden sein. Die Leiterrahmenteile 12 und 13 ragen aus dem Gehäuse 11 heraus, sodass das optoelektronische Bauelement von außen elektrisch kontaktiert werden kann. Die optoelektronische Vorrichtung
1000 ist dabei als oberflächenmontierbares so genanntes SMT- Package ausgeführt.
Die Spiegelschicht 2 mit dem Silber erweist sich als
besonders vorteilhaft aufgrund der hervorragenden
Reflexionseigenschaften von Silber im sichtbaren
Wellenlängenbereich sowie der guten Bondbarkeit und
Leitfähigkeit des Silbers. Durch das funktionelle Material 3 kann dabei die Spiegelschicht 2 und insbesondere das Silber der Spiegelschicht 2 vor Korrosion, beispielsweise durch Schwefelgase und/oder Feuchtigkeit, verringert oder sogar verhindert werden, sodass keine weiteren Maßnahmen,
beispielsweise zur Verkapselung der Spiegelschicht 2
gegenüber der Umgebung nötig sind. Somit kann die
optoelektronische Vorrichtung 1000 beispielsweise in der Öffnung 15 des Gehäuses 11 einen Verguss aufweisen, der hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften an das
optoelektronische Bauelement 5 angepasst ist und der nicht dicht gegenüber korrodierenden Bestandteilen der Umgebung sein muss .
Die gezeigte optoelektronische Vorrichtung kann sich durch die Verhinderung oder zumindest Verminderung chemischer und elektrolytischer Degradationsprozesse in der Spiegelschicht 2 durch eine stabile Lichtleistung und eine Langlebigkeit aus zeichnen . Die Träger und die optoelektronische Vorrichtung der
gezeigten Ausführungsbeispiele können alternative oder zusätzliche Merkmale wie im allgemeinen Teil beschrieben aufweisen . Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der
Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Träger für ein optoelektronisches Bauelement (5), der auf einem Trägerelement (1) zumindest eine Spiegelschicht (2) und ein funktionelles Material (3) aufweist, wobei die
Spiegelschicht (2) Silber enthält, das funktionelle Material (3) in direktem Kontakt mit dem Silber steht, so dass das funktionelle Material (3) eine Verminderung der Korrosion der Spiegelschicht (2) bewirkt.
2. Träger nach Anspruch 1, wobei das funktionelle Material (3) Platin enthält.
3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei das funktionelle Material (3) zumindest ein Material ausgewählt aus Indium,
Zink, Zinn, Kupfer, Molybdän, Palladium, Rhodium, Ruthenium und einem transparenten leitfähigen Oxid enthält.
4. Träger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das funktionelle Material (3) eine an die Spiegelschicht (2) angrenzende funktionelle Schicht (4) bildet, die zwischen dem Trägerelement (1) und der Spiegelschicht (2) angeordnet ist.
5. Träger nach Anspruch 4, wobei die funktionelle Schicht (4) eine Dicke von größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 500 nm, insbesondere von größer oder gleich 5 nm und kleiner oder gleich 100 nm, aufweist.
6. Träger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das funktionelle Material (3) eine an die Spiegelschicht (2) angrenzende funktionelle Schicht (4) bildet und die
Spiegelschicht (2) zwischen dem Trägerelement (1) und der funktionellen Schicht (4) angeordnet ist.
7. Träger nach Anspruch 6, wobei die funktionelle Schicht (4) eine Dicke von größer oder gleich 0,1 nm und kleiner oder gleich 10 nm aufweist.
8. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei eine Mehrzahl von Spiegelschichten (2, 2') und/oder eine Mehrzahl von funktionellen Schichten (4, 4') auf dem Trägerelement (1) abwechselnd aufeinander angeordnet sind.
9. Träger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das funktionelle Material (3) in der Spiegelschicht (2) enthalten ist .
10. Träger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das funktionelle Material (3) mit dem Silber in der
Spiegelschicht (2) eine Legierung bildet.
11. Träger nach dem vorherigen Anspruch, wobei das
funktionelle Material (3) in der Legierung jeweils bezogen auf einen Gewichtsanteil von Silber
- Platin mit einem Anteil von kleiner oder gleich 10 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 5 Gew.-%,
- Molybdän mit einem Anteil von größer oder gleich 0,1 Gew.-% und kleiner oder gleich 5 Gew.-%,
- Palladium und Kupfer mit jeweils einem Anteil von größer oder gleich 0,1 Gew.-% und kleiner oder gleich 5 Gew.-% oder
- Indium und/oder Zinn mit jeweils einem Anteil kleiner oder gleich 10 Gew.-%
enthält.
12. Optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem optoelektronischen Bauelement (5), wobei der Träger (105) ein Trägerelement (1) mit einer Spiegelschicht (2) und einem funktionellen Material (3) aufweist, wobei das Trägerelement (1) einen Leiterrahmen (12, 13) und/oder ein Gehäuse (11) aufweist und wobei das optoelektronische Bauelement (5) auf dem Leiterrahmen (12) und/oder in dem Gehäuse (11) angeordnet ist .
13. Verfahren zur Herstellung eines Trägers nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für ein optoelektronisches Bauelement (5) , bei dem ein Trägerelement (1) bereitgestellt wird und eine Spiegelschicht (2) mit Silber und ein funktionelles Material (3) auf dem Trägerelement (1) aufgebracht werden, wobei zumindest das funktionelle Material (3) mittels Sputtern oder Verdampfen aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem nach dem Aufbringen der Spiegelschicht (2) und des funktionellen Materials (3) ein Temperschritt durchgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der
Temperschritt bei einer Temperatur von größer oder gleich 100°C und kleiner oder gleich 500°C durchgeführt wird.
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