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WO2017089349A1 - Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen halbleiterbauelement - Google Patents

Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen halbleiterbauelement Download PDF

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Publication number
WO2017089349A1
WO2017089349A1 PCT/EP2016/078451 EP2016078451W WO2017089349A1 WO 2017089349 A1 WO2017089349 A1 WO 2017089349A1 EP 2016078451 W EP2016078451 W EP 2016078451W WO 2017089349 A1 WO2017089349 A1 WO 2017089349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor
radiation
cover layer
layer
semiconductor body
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/EP2016/078451
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christine RAFAEL
Korbinian Perzlmaier
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
Priority to US15/778,645 priority Critical patent/US10468395B2/en
Publication of WO2017089349A1 publication Critical patent/WO2017089349A1/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
    • 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
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/8506—Containers
    • 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
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/852—Encapsulations
    • H10W90/00—

Definitions

  • the device has at least one optoelectronic Semiconductor device on.
  • the device can have a plurality of optoelectronic semiconductor components.
  • the semiconductor body may have an active region provided for generating and / or receiving radiation.
  • the semiconductor body has a particular epitaxial
  • Radiation protected Radiation-induced aging effects such as discoloration or a reduction in mechanical stability can be avoided or at least reduced.
  • a material can be used for the molded body, which itself only one
  • the optoelectronic semiconductor component 2 has a semiconductor body 20 with an active region 23 provided for generating radiation.
  • the semiconductor body 20 extends in the vertical direction between a
  • Connection carrier 9 seen from at least up to the upper edge 41 of the molding. By means of the cover layer 7 is
  • Radiation conversion element 3 converts this primary radiation partly into secondary radiation in the yellow spectral range, so that the optoelectronic semiconductor component 2 emits a total of mixed light appearing white to the human eye.
  • the cover layer 7 preferably comprises a silicone
  • Hybrid material for example, an inorganic-organic hybrid polymer on.
  • Suitable hybrid polymers are
  • the material of the molded body 4 can also be absorbent for the radiation generated in the active region 23, without any loss in the efficiency of the device 1 occurring.
  • the material of the shaped body can be selected with regard to simplified processing, in particular by means of a casting method , the temperature stability, for example when soldering the optoelectronic components 2, or with regard to cost-effective availability.
  • an epoxy material is suitable for the shaped body.
  • This second embodiment substantially corresponds to the first embodiment described in connection with FIG.
  • the cover layer 7 does not completely cover the connection carrier 9.
  • the connection carrier is free of the cover layer 7.
  • the cover layer is expediently designed so that each
  • the cover layer does not have to be applied over the whole surface of the cover
  • FIG. 1 A third exemplary embodiment of a device is shown schematically in a sectional view in FIG. This embodiment corresponds essentially to the
  • the optoelectronic semiconductor component 2 has a semiconductor body 20 which is epitaxially connected through an epitaxial
  • the semiconductor body 20, in particular the active region 23, preferably contains a compound semiconductor material.
  • III-V compound semiconductor materials for generating radiation in the ultraviolet (Al x In y Ga- x - y N) over the visible (Al x In y Gai- x - y N, in particular for blue to green radiation, or Al x In y Ga x - y P, in particular for yellow to red radiation) to the infrared (Al x In y Gai x - y As) Spectral range particularly suitable.
  • O.sub.x.sup.1, O.sub.y.sup.l and x.sup. + Y ⁇ 1 in particular with x.phi. 1, .gamma..sub.phi. 1, x.phi.0 and / or y.phi. 0, are valid.
  • III-V compound semiconductor materials in particular the said material systems, can continue in the ultraviolet (Al x In y Ga- x - y N) over the visible (Al x In y Gai- x - y N, in particular for
  • Semiconductor device is free from the growth substrate.
  • the molded body 4 mechanically stabilizes the semiconductor body 2.
  • a recess 25 is formed in the semiconductor body 20, a recess 25 is formed. The recess 25 extends through the first
  • a vertical extent of the semiconductor body 20 between the radiation passage area 28 and the underside 27 is preferably between and including 2 ym and
  • a first contact surface 51 and a second contact surface 52 for electrical contacting of the optoelectronic semiconductor device 2 are arranged.
  • the first electrical contact 55 and the second electrical contact 56 are preferably by a on the
  • Connecting layer such as a solder layer or an adhesive layer between the semiconductor body and the electrical contacts is therefore not required.
  • optoelectronic semiconductor devices 2 are transformed, for example by a casting process.
  • the side surfaces 40 of the molding 4 may therefore have traces of the singulation process, for example traces of a mechanical process, such as saw marks, traces of a laser separation process, or traces of a chemical process, such as dry chemical or wet chemical etching.
  • Blocking layer 65 or at least one of the
  • Dielectric layer 651 preferably has a low refractive index, for example, a refractive index of at most 1.4, preferably a refractive index of at most 1.3. Also, a dielectric layer having a lower refractive index, for example, 1.2 or less, can
  • the blocking layer further comprises a dielectric mirror 652.
  • the blocking layer 65 further comprises a mirror layer 653.
  • the mirror layer may in particular be metallic.
  • a metallic mirror layer is characterized in particular in comparison with a dielectric
  • the blocking layer 65 may also have only one or two of the sublayers described as long as the blocking layer is radiopaque.
  • the blocking layer has a reflectivity of the radiation generated in the active region 23
  • the cover layer 7 preferably also covers the side surfaces 30 of the radiation conversion element 3 in order to avoid a
  • FIG. 5 schematically shows a second exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component
  • the cover layer 7 can extend to the height of the radiation passage area 28 of the semiconductor body 20.
  • Embodiment is further a side surface 200 of the semiconductor body 20 completely free of the molded body 4.
  • the molded body 4 extends exclusively on one of the radiation passage area 28 opposite bottom 27 of the semiconductor body 20th
  • Semiconductor layer 24 is no significant current flow between the individual segments of the semiconductor body.
  • Optoelectronic semiconductor device 2 may be provided, which is provided for receiving radiation.
  • Optoelectronic semiconductor device 2 refer to the specified radiation-related
  • a device can be formed which is particularly easy and inexpensive to produce and at the same time by a high aging stability and good
  • Connection carrier first connection surface second connection surface

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen Halbleiterbauelement (2), das auf einem Anschlussträger (9) angeordnet ist, angegeben, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper (20) mit einem zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (23) aufweist. Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist einen Formkörper (4) auf, durch den sich ein erster elektrischer Kontakt (55) und ein zweiter elektrischer Kontakt (56) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers hindurch erstrecken. Der Formkörper weist eine Seitenfläche (40) auf, die das Halbleiterbauelement in einer lateralen Richtung begrenzt. Der Anschlussträger und die Seitenfläche des Formkörpers sind zumindest bereichsweise von einer strahlungsundurchlässigen Deckschicht (7) bedeckt.

Description

Beschreibung
Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen
Halbleiterbauelement
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen Halbleiterbauelement.
Für Beleuchtungsanwendungen werden oftmals
Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente, wie
Leuchtdioden, auf Leiterplatten montiert. Abhängig von der Gehäusebauform der Leuchtdioden kann eine verstärkte
unerwünschte Alterung auftreten, die insbesondere auch durch die von den Leuchtdioden selbst abgestrahlte Strahlung verursacht werden kann. Beispielsweise tritt bei Epoxid- Materialien eine vergleichsweise starke lichtinduzierte Alterung auf. Zur Verzögerung der Lichtalterung von Epoxiden können Additive, wie Radikalfänger, dem Material beigemengt werden. Diese Additive werden jedoch verbraucht, sodass dies nur eine Verzögerung der Alterung bewirken kann.
Eine Aufgabe ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die sich durch eine hohe Alterungsstabilität auszeichnet und zugleich einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Vorrichtung zumindest ein optoelektronisches Halbleiterbauelement auf. Insbesondere kann die Vorrichtung mehrere optoelektronische Halbleiterbauelemente aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das optoelektronische Halbleiterbauelement einen
Halbleiterkörper auf. Der Halbleiterkörper kann insbesondere einen zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweisen. Beispielsweise weist der Halbleiterkörper eine insbesondere epitaktisch
abgeschiedene Halbleiterschichtenfolge auf, die den aktiven
Bereich umfasst. Zum Beispiel ist der aktive Bereich zwischen einer ersten Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps angeordnet. In vertikaler Richtung ist der Halbleiterkörper zum Beispiel von einer Strahlungsdurchtrittsflache und einer der
Strahlungsdurchtrittsflache gegenüberliegenden Unterseite begrenzt. Die vertikale Ausdehnung des Halbleiterkörpers beträgt zum Beispiel zwischen einschließlich 2 ym und
einschließlich 20 ym.
Als vertikale Richtung wird eine Richtung angesehen, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven
Bereichs verläuft. Entsprechend wird eine Richtung, die parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs verläuft, als eine laterale Richtung angesehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das optoelektronische Halbleiterbauelement einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers auf. Der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt sind dafür vorgesehen, im Betrieb des Halbleiterbauelements im Fall eines Strahlungsemitters Ladungsträger von gegenüberliegenden Seiten in den aktiven Bereich zu
injizieren, sodass diese dort unter Emission von Strahlung rekombinieren können. Für den Fall eines Strahlungsempfängers sind im aktiven Bereich durch Absorption von Strahlung erzeugte und voneinander getrennte Ladungsträgerpaare über den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt extern abgreifbar. Der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt sind vorzugsweise auf derselben Seite des
Halbleiterkörpers, insbesondere auf einer einer
Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers angeordneten Seite ausgebildet, sodass die Strahlungsdurchtrittsfläche frei von externen elektrischen Kontakten ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das optoelektronische Halbleiterbauelement einen Formkörper auf. Der Formkörper ist insbesondere dafür vorgesehen, den
Halbleiterkörper mechanisch zu stabilisieren. Der Formkörper ist beispielsweise durch ein Gieß-Verfahren hergestellt.
Unter einem Gieß-Verfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet werden kann. Insbesondere umfasst der Begriff „Gieß-Verfahren"
Gießen (molding) , Folien assistiertes Gießen (film assisted molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding) .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
erstrecken sich der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt durch den Formkörper hindurch, insbesondere in vertikaler Richtung. Der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt sind insbesondere auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite des
Formkörpers für die externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements zugänglich .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist der Formkörper eine Seitenfläche auf, die das
Halbleiterbauelement in einer lateralen Richtung begrenzt.
Der Formkörper kann insbesondere auch alle Seitenflächen des Halbleiterbauelements bereichsweise bilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Vorrichtung einen Anschlussträger auf, auf dem das zumindest eine optoelektronische Halbleiterbauelement
angeordnet ist. Beispielsweise weist der Anschlussträger eine erste Anschlussfläche und eine zweite Anschlussfläche auf, die mit dem ersten elektrischen Kontakt beziehungsweise dem zweiten elektrischen Kontakt elektrisch leitend verbunden sind. Beispielsweise ist der Anschlussträger eine
Leiterplatte, etwa eine gedruckte Leiterplatte (printed circuit board) . Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung sind der Anschlussträger und/oder die Seitenfläche des Formkörpers zumindest bereichsweise von einer Deckschicht bedeckt.
Insbesondere kann die gesamte Seitenfläche des Formkörpers von der Deckschicht bedeckt sein. Weiterhin kann die
Deckschicht den Formkörper in lateraler Richtung entlang seines gesamten Umfangs umlaufen. Beispielsweise erstreckt sich die Deckschicht in vertikaler Richtung vom
Anschlussträger gesehen mindestens bis zu einer Oberkante des Formkörpers. Als Oberkante wird insbesondere eine äußere Umrandung des Formkörpers angesehen, die den größten Abstand zum Anschlussträger aufweist. Insbesondere kann sich die Deckschicht in vertikaler Richtung über die Oberkante des Formkörpers hinaus erstrecken.
Insbesondere ist die Deckschicht für von dem
optoelektronischen Halbleiterbauelement erzeugte oder zu empfangende Strahlung undurchlässig. Im Betrieb von der
Vorrichtung erzeugte und beispielsweise zurückreflektierte Strahlung oder von einem benachbarten optoelektronischen Bauelement der optoelektronischen Vorrichtung erzeugte
Strahlung wird mittels der Deckschicht also am Auftreffen auf den Formkörper gehindert. Die Strahlungsdurchtrittsfläche des Halbleiterkörpers ist zweckmäßigerweise frei von der
Deckschicht .
In mindestens einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Vorrichtung zumindest ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement auf, das auf einem Anschlussträger angeordnet ist. Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper mit einem zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist einen
Formkörper auf, durch den sich ein erster elektrischer
Kontakt und ein zweiter elektrischer Kontakt zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers hindurch erstrecken. Der Formkörper weist eine Seitenfläche auf, die das
Halbleiterbauelement in einer lateralen Richtung begrenzt. Der Anschlussträger und die Seitenfläche des Formkörpers sind zumindest bereichsweise von einer strahlungsundurchlässigen Deckschicht bedeckt. Mittels der Deckschicht ist der Formkörper also vor der
Strahlung geschützt. Strahlungsinduzierte Alterungseffekte wie beispielsweise eine Verfärbung oder eine Verringerung der mechanischen Stabilität können vermieden oder zumindest verringert werden. Für den Formkörper kann insbesondere auch ein Material Anwendung finden, das selbst nur eine
vergleichsweise geringe Strahlungsstabilität, insbesondere eine geringere Strahlungsstabilität als die Deckschicht, aufweist. Zum Beispiel kann das Material des Formkörpers im Hinblick auf andere Eigenschaften gewählt sein,
beispielsweise im Hinblick auf eine hohe
Temperaturstabilität, eine gute Verarbeitbarkeit mittels eines Gieß-Verfahrens und/oder eine kostengünstige
Verfügbarkeit. Beispielsweise enthält der Formkörper ein Epoxid-Material .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Deckschicht für die im aktiven Bereich im Betrieb
erzeugte oder zu empfangende Strahlung eine Reflektivität von mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 80 %, auf, insbesondere eine Reflektivität von mindestens 90 %. Je höher die
Reflektivität der Deckschicht ist, desto stärker können
Absorptionsverluste an der Deckschicht vermieden werden.
Beispielsweise enthält die Deckschicht ein Material, das mit Weißpigmenten, etwa Titandioxid-Partikeln, versetzt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Seitenfläche des Formkörpers entlang eines gesamten Umfangs des Formkörpers von der Deckschicht bedeckt. Mit anderen Worten bedeckt die Deckschicht den Formkörper an allen
Seitenflächen, insbesondere vollständig. Mittels der
Deckschicht kann der Formkörper vor einer seitlich auf den Formkörper auftreffenden Strahlung vollflächig geschützt sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist auf dem Halbleiterkörper ein Strahlungskonversionselement
angeordnet, das zur zumindest teilweisen Konversion der im aktiven Bereich erzeugten Strahlung vorgesehen ist. Zum
Beispiel enthält das Strahlungskonversionselement ein
photolumineszierendes Material.
Beispielsweise kann das Strahlungskonversionselement die im aktiven Bereich erzeugte Primärstrahlung mit einer ersten Peakwellenlänge in Sekundärstrahlung mit einer von der ersten Peakwellenlänge verschiedenen zweiten Peakwellenlänge
umwandeln, sodass die Vorrichtung nur die Sekundärstrahlung oder eine Mischstrahlung aus der Sekundärstrahlung und der Primärstrahlung abstrahlt.
Insbesondere kann die Deckschicht das
Strahlungskonversionselement in lateraler Richtung zumindest bereichsweise, vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs, umlaufen. Zum Beispiel bedeckt die Deckschicht eine
Seitenfläche des Strahlungskonversionselements entlang des gesamten Umfangs. Mittels der Deckschicht kann so vermieden werden, dass Strahlung seitlich aus dem
Strahlungskonversionselement austritt. Diese seitlich
austretenden Strahlungsanteile würden gemittelt einen
längeren optischen Weg durch das Strahlungskonversionselement zurücklegen als in vertikaler Richtung durch das
Strahlungskonversionselement hindurchtretende Strahlung, sodass die seitlich austretende Strahlung einen höheren
Anteil an Sekundärstrahlung aufweisen würde. Mittels der Deckschicht kann also die Homogenität des Farborts der von der Vorrichtung abgestrahlten Strahlung in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel verbessert werden. Ein vorgegebener Farbort der im Betrieb abgestrahlten Strahlung ist vereinfacht zuverlässig und reproduzierbar einstellbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Vorrichtung ein Verbindungsmittel auf, über das der erste elektrische Kontakt mit einer ersten Anschlussfläche des Anschlussträgers und der zweite elektrische Kontakt mit einer zweiten Anschlussfläche des Anschlussträgers elektrisch leitend verbunden sind. Das Verbindungsmittel kann
beispielsweise ein Klebemittel oder ein Lot-Material
enthalten .
In einer Ausgestaltungsvariante grenzt die Deckschicht stellenweise an das Verbindungsmaterial an. Insbesondere kann die Deckschicht das Verbindungsmittel vollständig überdecken, sodass das Verbindungsmittel in einer Draufsicht auf die Vorrichtung nicht sichtbar ist.
In einer alternativen Ausgestaltungsvariante ist die
Deckschicht durch das Verbindungsmittel gebildet.
Beispielsweise ist das Verbindungsmittel ein anisotrop leitendes Verbindungsmittel. Das Verbindungsmittel wird bei der Herstellung der Vorrichtung also so ausgebildet, dass es die Seitenfläche des Formkörpers zumindest bereichsweise bedeckt. Auf eine separate Deckschicht zusätzlich zu dem Verbindungsmittel kann in diesem Fall verzichtet werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Anschlussträger in zumindest einem Bereich frei von der
Deckschicht, insbesondere in Draufsicht auf die Vorrichtung. In diesem Fall ist der Anschlussträger seitlich des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder gegebenenfalls der optoelektronischen Halbleiterbauelemente nicht
vollständig von der Deckschicht bedeckt. Beispielsweise ist die Deckschicht so ausgebildet, dass sie das oder
gegebenenfalls die optoelektronischen Halbleiterbauelemente auf dem Anschlussträger in lateraler Richtung jeweils
vollständig umläuft. Mit anderen Worten kann die Deckschicht in voneinander beabstandete Teilbereiche unterteilt sein. Beispielsweise weist die Vorrichtung eine Füllschicht auf, die an den Bereich, der frei von der Deckschicht ist,
angrenzt. Die Füllschicht kann strahlungsdurchlässig oder strahlungsundurchlässig sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Grundfläche des Formkörpers in Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement um höchstens 50 %, bevorzugt um höchstens 20 %, größer als eine Grundfläche des Halbleiterkörpers. Das optoelektronische Halbleiterbauelement zeichnet sich also durch eine besonders kompakte Bauform aus, insbesondere im Vergleich zu einer Bauform, bei der ein
Halbleiterchip in ein vorgefertigtes Gehäuse (auch als
Premold-Gehäuse bezeichnet) eingesetzt wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und dem Formkörper eine Blockierungsschicht angeordnet. Die
Blockierungsschicht ist dafür vorgesehen, ein Auftreffen der im aktiven Bereich erzeugten Strahlung auf eine dem
Halbleiterkörper zugewandte Fläche des Formkörpers zu
vermeiden oder zumindest zu verringern. Die Blockierungsschicht kann insbesondere auch für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung reflektierend ausgebildet sein, beispielsweise mit einer Reflektivität von mindestens 60 %, vorzugsweise mit einer Reflektivität von mindestens 80 %, insbesondere mit einer Reflektivität von mindestens 90 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung umläuft die Blockierungsschicht den Halbleiterkörper in lateraler Richtung zumindest stellenweise, insbesondere entlang des gesamten Umfangs .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung grenzt die Blockierungsschicht zumindest stellenweise an die
Deckschicht an. Der Formkörper kann mittels der
Blockierungsschicht und der Deckschicht sowohl an der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite des Formkörpers als auch an der vom Halbleiterkörper abgewandten Seitenfläche des Formkörpers besonders effizient vor einem Auftreffen von Strahlung geschützt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung umläuft der Formkörper den Halbleiterkörper in lateraler Richtung zumindest stellenweise. In vertikaler Richtung ragt der
Formkörper also über eine dem Formkörper zugewandte
Unterseite des Halbleiterkörpers hinaus. Mit anderen Worten verläuft die Oberkante des Formkörpers auf Höhe des
Halbleiterkörpers. Insbesondere verläuft die Oberkante des Formkörpers zwischen der Unterseite des Halbleiterkörpers und der Strahlungsdurchtrittsfläche .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Seitenfläche des Halbleiterkörpers vollständig frei von dem Formkörper. In diesem Fall kann der Formkörper ausschließlich unterhalb der Unterseite des Halbleiterkörpers angeordnet sein. Mit anderen Worten befindet sich die
Oberkante des Formkörpers in vertikaler Richtung gesehen höchstens auf Höhe der Unterseite des Halbleiterkörpers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung enthält der Formkörper ein Epoxid-Material . Ein Epoxid-Material zeichnet sich durch eine hohe Temperaturstabilität, eine einfache Verarbeitbarkeit und eine kostengünstige
Verfügbarkeit aus. Beispielsweise eignet sich das für die Herstellung von elektronischen Bauelementen weit verbreitete schwarze Epoxid-Material (Black Epoxy) . Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Deckschicht ein Silikon, ein partikelgefülltes Glas oder ein anorganisch-organisches Hybridmaterial, beispielsweise ein anorganisch-organisches Hybridpolymer-Material, auf. Die genannten Materialien können sich durch eine hohe
Alterungsstabilität auszeichnen und mittels einer Zugabe von Partikeln wie Weißpigmenten weiterhin durch eine hohe
Reflektivität aufweisen.
Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen: Die Figuren 1 bis 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine
Vorrichtung in schematischer Schnittansicht; und die Figuren 4 bis 6 jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement der
Vorrichtung . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können
vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere
Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein .
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine
Vorrichtung 1 mit einer Mehrzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 2 dargestellt. Zur vereinfachten
Darstellung zeigt die Figur 1 lediglich einen Ausschnitt der Vorrichtung mit zwei optoelektronischen
Halbleiterbauelementen. Die Vorrichtung kann jedoch auch mehr als zwei solcher optoelektronischen Halbleiterbauelemente aufweisen. Diese können beispielsweise in einer Reihe oder matrixförmig angeordnet sein.
Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 2 sind jeweils auf einem Anschlussträger 9 angeordnet. Beispielsweise ist der Anschlussträger eine Leiterplatte, etwa eine gedruckte Leiterplatte .
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 2 weist einen Halbleiterkörper 20 mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 23 auf. Der Halbleiterkörper 20 erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen einer
Strahlungsdurchtrittsfläche 28 und einer Unterseite 27. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 2 umfasst
weiterhin einen Formkörper 4, durch den sich ein erster elektrischer Kontakt 55 und ein zweiter elektrischer Kontakt 56 zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers hindurch erstrecken. Der erste elektrische Kontakt 55 und der zweite elektrische Kontakt 56 sind mit einer ersten
Anschlussfläche 91 beziehungsweise einer zweiten
Anschlussfläche 92 des Anschlussträgers 9 elektrisch leitend verbunden, sodass beim Anliegen einer externen elektrischen Spannung zwischen der ersten Anschlussfläche 91 und der zweiten Anschlussfläche 92 Ladungsträger von
gegenüberliegenden Seiten in den aktiven Bereich 23 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren.
Der Formkörper 4 weist eine Seitenfläche 40 auf, die das Halbleiterbauelement in einer lateralen Richtung begrenzt. Der Anschlussträger 9 und die Seitenfläche 40 des Formkörpers 4 sind von einer strahlungsundurchlässigen Deckschicht 7 bedeckt .
Auf einer dem Anschlussträger 9 abgewandten Seite ist der Formkörper 4 durch eine Oberkante 41 begrenzt. Vom
Anschlussträger aus in vertikaler Richtung gesehen erstreckt sich der Formkörper an keiner Stelle über die Oberkante 41 hinaus. Die Oberkante 41 verläuft in vertikaler Richtung zwischen dem Anschlussträger 9 und der
Strahlungsdurchtrittsfläche 28 des optoelektronischen
Halbleiterbauelements 2. In vertikaler Richtung verläuft die Deckschicht vom
Anschlussträger 9 aus gesehen mindestens bis zu der Oberkante 41 des Formkörpers. Mittels der Deckschicht 7 wird
verhindert, dass von dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 2 emittierte Strahlung, die beispielsweise an einem Gehäuse für die Vorrichtung 1, etwa einem Leuchtengehäuse, zurückreflektiert wird, oder Strahlung von einem benachbarten Halbleiterbauelement auf die
Seitenfläche 40 des Formkörpers 4 auftrifft. Die Gefahr einer Alterung des Materials des Formkörpers bedingt durch die Strahlungsbelastung kann so vermieden werden. Es tritt also keine oder zumindest nur eine geringere Alterung des
Materials des Formkörpers 4 auf. Insbesondere können visuelle Veränderungen des Formkörpers und ein Verlust der
mechanischen Stabilität des Formkörpers vermieden oder zumindest verringert werden.
Auf dem Halbleiterkörper 20 ist optional ein
Strahlungskonversionselement 3 angeordnet, das zur zumindest teilweisen Konversion der im aktiven Bereich erzeugten
Strahlung vorgesehen ist. Beispielsweise ist der aktive
Bereich 23 zur Erzeugung von Strahlung im blauen
Spektralbereich vorgesehen und das
Strahlungskonversionselement 3 wandelt diese Primärstrahlung teilweise in Sekundärstrahlung im gelben Spektralbereich um, sodass das optoelektronische Halbleiterbauelement 2 insgesamt für das menschliche Auge weiß erscheinendes Mischlicht abstrahlt .
Die Deckschicht 7 umläuft das Strahlungskonversionselement 3 in lateraler Richtung zumindest bereichsweise, insbesondere entlang des gesamten Umfangs . Eine Seitenfläche 30 des
Strahlungskonversionselements ist vollständig von der
Deckschicht 7 bedeckt, sodass ein seitlicher
Strahlungsaustritt aus dem Strahlungskonversionselement 3 unterdrückt werden kann. Die das Strahlungskonversionselement 3 seitlich bedeckende Deckschicht 7 beschränkt den Strahlungsaustritt aus dem Strahlungskonversionselement 3 auf dessen dem Halbleiterkörper 20 abgewandte Oberseite. Ein seitlicher Strahlungsaustritt, der vermehrt zur Abstrahlung von Sekundärstrahlung führen würde, wird mittels der
Deckschicht vermieden. Weiterhin bedeckt die Deckschicht auch eine Seitenfläche 200 des Halbleiterkörpers 20. Die im aktiven Bereich 23 erzeugte Strahlung muss also das
Strahlungskonversionselement 3 passieren. Ein verstärkter Strahlungsaustritt der Primärstrahlung seitlich an dem
Strahlungskonversionselement 3 vorbei wird mittels der
Deckschicht 7 unterdrückt.
Ein der Vorrichtung vorgegebener Farbort der im Betrieb abzustrahlenden Strahlung kann also mittels der Deckschicht 7, insbesondere in Verbindung mit dem beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterbauelement 2, vereinfacht erzielt werden. Mittels der Deckschicht 7 wird also nicht nur die Alterung des Formkörpers 4 unterdrückt. Auch die
spektralen Abstrahleigenschaften der Vorrichtung 1 werden verbessert.
Die Deckschicht 7 weist vorzugsweise ein Silikon, ein
partikelgefülltes Glas oder ein anorganisch-organisches
Hybridmaterial, beispielsweise ein anorganisch-organisches Hybridpolymer, auf. Geeignete Hybridpolymere werden
beispielsweise unter der Marke Ormocere der Fraunhofer- Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Deutschland, vertrieben. Zur Steigerung der Reflektivität der Deckschicht 7 kann die Deckschicht mit Partikeln gefüllt sein, beispielsweise Weißpigmenten, etwa Titandioxid- Partikeln oder Zinkoxid-Partikeln. Vorzugsweise beträgt die Reflektivität der Deckschicht für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung mindestens 60 %, besonders bevorzugt mindestens 80 %, beispielsweise 90% oder mehr. Je höher die Reflektivität ist, desto geringer können Absorptionsverluste aufgrund einer Strahlungsabsorption an der Deckschicht sein.
Für den Formkörper 4 kann auch ein Material Anwendung finden, das selbst eine geringere Alterungsstabilität unter
Strahlungseinfluss aufweisen würde. Zudem kann das Material des Formkörpers 4 auch für die im aktiven Bereich 23 erzeugte Strahlung absorbierend sein, ohne dass dadurch Einbußen in der Effizienz der Vorrichtung 1 auftreten. Beispielsweise kann das Material des Formkörpers im Hinblick auf eine vereinfachte Verarbeitung, insbesondere mittels eines Gie߬ verfahrens, die Temperaturstabilität, etwa beim Löten der optoelektronischen Bauelemente 2, oder im Hinblick auf die kostengünstige Verfügbarkeit gewählt werden. Beispielsweise eignet sich für den Formkörper ein Epoxid-Material .
In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 2 jeweils mittels eines Verbindungsmittels 8 mit dem Anschlussträger 9
verbunden. Das Verbindungsmittel 8 erstreckt sich jeweils zwischen einer ersten Kontaktfläche 51 des ersten
elektrischen Kontakts 55 und der ersten Anschlussfläche 91 sowie zwischen einer zweiten Kontaktfläche 52 des zweiten elektrischen Kontakts 56 und der zweiten Anschlussfläche 92. Die Deckschicht 7 grenzt auch an das Verbindungsmittel 8 an.
Beispielsweise eignet sich für das Verbindungsmittel ein Lot oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff. Details von für die Vorrichtung , insbesondere für eine
Vorrichtung 1 gemäß einem der im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiele, besonders
geeigneten optoelektronischen Halbleiterbauelementen 2 werden im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 6 näher erläutert.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine
Vorrichtung 1 gezeigt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu bedeckt die Deckschicht 7 den Anschlussträger 9 nicht vollständig. In einem Bereich 95 des Anschlussträgers ist der Anschlussträger frei von der Deckschicht 7. Die Deckschicht ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass jedes
optoelektronische Halbleiterbauelement 2 in lateraler
Richtung vollständig von der Deckschicht 7 umgeben ist.
Zwischen benachbarten optoelektronischen Bauelementen
und/oder in einem Randbereich des Anschlussträgers 9
außerhalb der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 2 muss die Deckschicht dagegen nicht vollflächig auf dem
Anschlussträger vorhanden sein. In den Bereichen 95 des
Anschlussträgers grenzt optional eine Füllschicht 75 an den Anschlussträger 9 an. Die Füllschicht 75 grenzt insbesondere an keiner Stelle unmittelbar an eines der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 2 an. Verglichen zur Deckschicht 7 trifft damit nur vergleichsweise wenig Strahlung auf die Füllschicht 75. Für die Füllschicht kann daher auch ein
Material Anwendung finden, das eine geringere Reflektivität aufweist als die Deckschicht 7, ohne dass dadurch
signifikante Absorptionsverluste auftreten. Für die
Füllschicht kann daher auch ein kostengünstigeres Material Anwendung finden als für die Deckschicht. Insbesondere kann Füllschicht auch ein strahlungsdurchlässiges Material oder ein absorbierendes Material enthalten, beispielsweise ein mit Pigmenten versehenes Vergussmaterial, etwa ein weißes oder ein schwarzes Vergussmaterial. Geeignete Vergussmaterialien werden beispielsweise von der Lackwerke Peters GmbH & Co. KG, Deutschland, vertrieben.
Ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung ist in Figur 3 schematisch in Schnittansicht dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel .
Im Unterschied hierzu ist die Deckschicht 7 mittels des
Verbindungsmittels 8 gebildet, welches zwischen der ersten Kontaktfläche 51 und der ersten Anschlussfläche 91 und der zweiten Kontaktfläche 52 und der zweiten Anschlussfläche 92 des Anschlussträgers angeordnet ist und der elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 2 dient. Das Verbindungsmittel 8 ist ein anisotrop leitendes Verbindungsmittel, sodass ein elektrischer Kurzschluss zwischen der ersten Kontaktfläche 51 und der zweiten
Kontaktfläche 52 vermieden wird.
Für die Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 2 mit dem
Anschlussträger 9 wird also mehr Material des
Verbindungsmittels 8 vorgesehen als für die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung allein erforderlich wäre. Das überschüssige Verbindungsmittel 8 erstreckt sich über die Seitenflächen des Halbleiterbauelements 2, insbesondere über die Seitenfläche 40 des Formkörpers 4 und bildet so die strahlungsundurchlässige Deckschicht 7. Bereiche 95 des
Anschlussträgers 9, in denen der Anschlussträger 9 in Draufsicht auf die Vorrichtung frei von der Deckschicht 7 ist, können, wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben, mit einer Füllschicht 75 bedeckt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt also das Herstellen der elektrischen Kontaktierung der elektronischen
Halbleiterbauelemente 2 mit dem Anschlussträger 9 und das Ausbilden der Deckschicht zum Schutz der Seitenflächen 40 des Formkörpers 4 in einem gemeinsamen Herstellungsschritt.
In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel für ein
optoelektronisches Halbleiterbauelement 2 gezeigt, das für die beschriebene Vorrichtung besonders geeignet ist.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 2 weist einen Halbleiterkörper 20 auf, der durch eine epitaktisch
gewachsene Halbleiterschichtenfolge gebildet ist. Der
Halbleiterkörper 20 umfasst einen aktiven Bereich 23, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 eines ersten
Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht 22 eines zweiten Leitungstyps angeordnet ist. Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht 21 n-leitend und die zweite
Halbleiterschicht 22 p-leitend. Die genannten
Halbleiterschichten und der aktive Bereich können jeweils auch mehrschichtig sein.
Der Halbleiterkörper 20, insbesondere der aktive Bereich 23 enthält vorzugsweise ein Verbindungshalbleitermaterial.
Beispielsweise sind III-V-Verbindungshalbleitermaterialien zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (Alx Iny Gai-x-y N) über den sichtbaren (Alx Iny Gai-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Alx Iny Gai-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Gai-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x Φ 1, γ Φ 1, x Φ 0 und/oder y Φ 0. Mit III-V- Verbindungshalbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der
Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden .
Ein Aufwachssubstrat für die epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers ist während der Herstellung entfernt, so dass das optoelektronische
Halbleiterbauelement frei von dem Aufwachssubstrat ist. Der Formkörper 4 stabilisiert den Halbleiterkörper 2 mechanisch. Im Halbleiterkörper 20 ist eine Ausnehmung 25 ausgebildet. Die Ausnehmung 25 erstreckt sich durch die erste
Halbleiterschicht 21 und den aktiven Bereich 23 hindurch in die zweite Halbleiterschicht 22 hinein. Die Ausnehmung 25 ist entlang ihres gesamten Umfangs in lateraler Richtung von Material des Halbleiterkörpers umgeben.
Eine vertikale Ausdehnung des Halbleiterkörpers 20 zwischen der Strahlungsdurchtrittsflache 28 und der Unterseite 27 beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 2 ym und
einschließlich 20 ym.
Zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 ist in der Ausnehmung 25 eine zweite Kontaktschicht 561 angeordnet. Die zweite Kontaktschicht 561 ist mit dem zweiten elektrischen Kontakt 56 elektrisch leitend verbunden. Der Halbleiterkörper 20 weist lediglich zur vereinfachten
Darstellung nur eine Ausnehmung 25 auf. Zur Verbesserung der Homogenität der lateralen Strominjektion kann der Halbleiterkörper jedoch auch eine Mehrzahl solcher Ausnehmungen 25 aufweisen.
Auf der ersten Halbleiterschicht 21 ist weiterhin eine erste Kontaktschicht 551 angeordnet. Die erste Kontaktschicht 551 ist mit dem ersten elektrischen Kontakt 55 elektrisch leitend verbunden .
Der erste elektrische Kontakt 55 und der zweite elektrische Kontakt 56 erstrecken sich in vertikaler Richtung vollständig durch den Formkörper 4 hindurch. An einer einer
Strahlungsdurchtrittsflache 28 abgewandten Seite des
Halbleiterbauelements 2 sind eine erste Kontaktfläche 51 und eine zweite Kontaktfläche 52 zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 2 angeordnet. Der erste elektrische Kontakt 55 und der zweite elektrische Kontakt 56 sind vorzugsweise durch eine auf dem
Halbleiterkörper 2 abgeschiedene Schicht gebildet. Eine
Verbindungsschicht wie eine Lotschicht oder eine Klebeschicht zwischen dem Halbleiterkörper und den elektrischen Kontakten ist also nicht erforderlich.
Bei der Herstellung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 2 werden diese in einem Verbund
gefertigt, wobei eine Formmasse für den Formkörper 4 auf den Verbund aufgebracht wird und die ersten elektrischen Kontakte 55 und die zweiten elektrischen Kontakte 56 der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 2 umformt werden, beispielsweise durch ein Gieß-Verfahren . Die einzelnen
Formkörper 4, die jeweils an einen ersten elektrischen
Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt angeformt sind, entstehen erst bei der Vereinzelung des Verbunds in die Halbleiterbauelemente 2. Die Seitenflächen 40 des Formkörpers 4 können daher Spuren des Vereinzelungsverfahrens aufweisen, beispielsweise Spuren eines mechanischen Verfahrens, etwa Sägespuren, Spuren eines Lasertrennverfahrens oder Spuren eines chemischen Verfahrens, etwa eines trockenchemischen oder nasschemischen Ätzens.
Vorzugsweise ist eine Grundfläche des Formkörpers 4 in
Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 2 um höchstens 50 % größer als eine Grundfläche des Halbleiterkörpers 20. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 2 zeichnet sich also durch eine besonders kompakte Bauform aus.
Der Formkörper 4 umläuft den Halbleiterkörper 2 in lateraler Richtung zumindest stellenweise, insbesondere entlang des gesamten Umfangs .
Eine Oberkante 41 des Formkörpers 4 verläuft in vertikaler Richtung gesehen zwischen der Unterseite 27 des
Halbleiterkörpers 20 und der Strahlungsdurchtrittsfläche 28 des Halbleiterkörpers.
Zwischen dem Formkörper 4 und dem Halbleiterkörper 20 ist eine Blockierungsschicht 65 angeordnet. Die
Blockierungsschicht 65 oder zumindest eine an den
Halbleiterkörper 20 angrenzende Teilschicht der
Blockierungsschicht ist zweckmäßigerweise elektrisch
isolierend ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Blockierungsschicht mehrschichtig ausgebildet. Die Blockierungsschicht 65 weist eine dielektrische Schicht 651 auf, die an den Halbleiterkörper 20 angrenzt. Die
dielektrische Schicht 651 weist vorzugsweise einen niedrigen Brechungsindex auf, beispielsweise einen Brechungsindex von höchstens 1,4, bevorzugt einen Brechungsindex von höchstens 1,3. Auch eine dielektrische Schicht mit einem geringeren Brechungsindex, beispielsweise 1,2 oder weniger, kann
Anwendung finden. Je niedriger der Brechungsindex ist, desto höher ist der Anteil der an der Blockierungsschicht aufgrund von Totalreflexion reflektierten Strahlung.
Die Blockierungsschicht weist weiterhin einen dielektrischen Spiegel 652 auf. Die Blockierungsschicht 65 umfasst weiterhin eine Spiegelschicht 653. Die Spiegelschicht kann insbesondere metallisch sein. Eine metallische Spiegelschicht zeichnet sich insbesondere im Vergleich zu einem dielektrischen
Spiegel durch eine vergleichsweise geringe Winkelabhängigkeit aus . Die Blockierungsschicht 65 ist dafür vorgesehen, eine
Abstrahlung der im aktiven Bereich 23 erzeugten Strahlung durch eine Seitenfläche 200 des Halbleiterkörpers 20 zu unterdrücken. Weiterhin wird mittels der Blockierungsschicht 65 vermieden, dass Strahlung auf den Formkörper 4 auftreffen kann.
Nach dem Ausbilden der Deckschicht 7 grenzt die
Blockierungsschicht 65 an die Deckschicht an. Die Gefahr einer strahlungsinduzierten Alterung des Formkörpers 4 kann so weitestgehend vermieden werden.
Selbstverständlich kann die Blockierungsschicht 65 auch nur eine oder zwei der beschriebenen Teilschichten aufweisen, solange die Blockierungsschicht strahlungsundurchlässig ist. Vorzugsweise weist die Blockierungsschicht für die im aktiven Bereich 23 erzeugte Strahlung eine Reflektivität von
mindestens 60 %, besonders bevorzugt mindestens 80 %, beispielsweise 90 % oder mehr, auf. Weiterhin umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement 2 eine oder mehrere Isolationsschichten 6, beispielsweise zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der zweiten Kontaktschicht 561 und der ersten Halbleiterschicht 21 im Bereich der Ausnehmung 25.
Zur Erhöhung der Auskoppeleffizienz weist die
Strahlungsdurchtrittsflache 28 des Halbleiterkörpers 20 eine Strukturierung 29 auf, beispielsweise in Form einer
Aufrauung.
Wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, bedeckt die Deckschicht 7 vorzugsweise auch die Seitenflächen 30 des Strahlungskonversionselements 3 zur Vermeidung eines
seitlichen Strahlungsaustritts. Für den Schutz des
Formkörpers vor auftreffender Strahlung kann es jedoch auch ausreichend sein, wenn die Deckschicht 7 nur die
Seitenflächen 40 des Formkörpers bedeckt, insbesondere vollständig .
In Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement schematisch in
Schnittansicht dargestellt. Im Unterschied zu dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem
Halbleiterkörper 20 kein Strahlungskonversionselement 3 angeordnet. Zur Vermeidung eines seitlichen
Strahlungsaustritts kann die Deckschicht 7 bis zur Höhe der Strahlungsdurchtrittsfläche 28 des Halbleiterkörpers 20 verlaufen. Für einen Schutz des Formkörpers 40 vor
auftreffender Strahlung ist es jedoch ausreichend, wenn die
Deckschicht 7 lediglich die Seitenfläche 40 des Formkörpers 4 bedeckt, insbesondere vollständig. Im Unterschied zu dem in Figur 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel ist weiterhin eine Seitenfläche 200 des Halbleiterkörpers 20 vollständig frei von dem Formkörper 4. Der Formkörper 4 erstreckt sich ausschließlich auf einer der Strahlungsdurchtrittsfläche 28 gegenüberliegenden Unterseite 27 des Halbleiterkörpers 20.
Der Halbleiterkörper 20 und der Formkörper 4 können in lateraler Richtung bündig abschließen. Der Formkörper kann jedoch auch eine größere laterale Ausdehnung aufweisen als der Halbleiterkörper.
Das in Figur 5 gezeigte optoelektronische
Halbleiterbauelement 2 weist weiterhin einen Trenngraben 26 auf, der den aktiven Bereich 23 in ein erstes Segment 231 und ein zweites Segment 232 unterteilt. Diese Segmente sind über einen internen Anschluss 59 elektrisch zueinander in Serie verschaltet. Bei der Herstellung können der interne Anschluss 59, der erste Kontakt 55 und der zweite Kontakt 56 in einem gemeinsamen Schritt hergestellt werden.
Selbstverständlich kann das optoelektronische
Halbleiterbauelement 2 auch nur ein Segment, also wie im in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel einen durchgängigen aktiven Bereich, oder mehr als zwei solche Segmente
aufweisen, die zumindest teilweise zueinander in Serie und/oder zueinander parallel verschaltet sind.
Der Trenngraben 26 durchtrennt die erste Halbleiterschicht 21, den aktiven Bereich 23 und die zweite Halbleiterschicht 22. Der Halbleiterkörper ist nur noch über eine weitere
Halbleiterschicht 24 zusammenhängend ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist die Leitfähigkeit der weiteren Halbleiterschicht 24 so gering, dass über die weitere
Halbleiterschicht 24 kein signifikanter Stromfluss zwischen den einzelnen Segmenten des Halbleiterkörpers erfolgt.
Alternativ kann der Halbleiterkörper 20 zwischen den
Segmenten auch vollständig durchtrennt sein.
Auch bei dieser Ausgestaltung kann auf dem Halbleiterkörper 20 ein Strahlungskonversionselement vorgesehen sein. Dies ist in Figur 6 gezeigt.
Die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele erfolgte lediglich der Einfachheit halber für optoelektronische
Halbleiterbauelemente, die zur Erzeugung von Strahlung vorgesehen sind. Alternativ kann auch zumindest ein
optoelektronisches Halbleiterbauelement 2 vorgesehen sein, das zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist. In diesem Fall beziehen sich die angegebenen strahlungsbezogenen
Eigenschaften der Vorrichtung 1, beispielsweise die genannten Reflektivitäten, auf die zu empfangende Strahlung.
Mit der Deckschicht 7 kann insbesondere in Verbindung mit den beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelementen 2 eine Vorrichtung ausgebildet werden, die besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist und sich gleichzeitig durch eine hohe Alterungsstabilität und gute
Abstrahlungseigenschaften auszeichnet .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 120 642.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Bezugs zeichenliste
1 Vorrichtung
2 Halbleiterbauelement
20 Halbleiterkörper
200 Seitenfläche des Halbleiterkörpers
21 erste Halbleiterschicht
22 zweite Halbleiterschicht
23 aktiver Bereich
231 erstes Segment
232 zweites Segment
24 weitere Halbleiterschicht
25 Ausnehmung
26 Trenngraben
27 Unterseite
28 Strahlungsdurchtrittsfläche
29 Strukturierung
3 Strahlungskonversionselement
30 Seitenfläche des Strahlungskonversionselements
4 Formkörper
40 Seitenfläche des Formkörpers
41 Oberkante
51 erste Kontaktfläche
52 zweite Kontaktfläche
55 erster elektrischer Kontakt
551 erste Kontaktschicht
56 zweiter elektrischer Kontakt
561 zweite Kontaktschicht
59 interner Anschluss
6 IsolationsSchicht
65 BlockierungsSchicht
651 dielektrische Schicht
652 dielektrischer Spiegel Spiegelschicht
Deckschicht
Füllschicht
Verbindungsmittel
Anschlussträger erste Anschlussfläche zweite Anschlussfläche
Bereich

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung mit zumindest einem optoelektronischen
Halbleiterbauelement (2) und einem Anschlussträger (9), auf dem das optoelektronische Halbleiterbauelement angeordnet ist, wobei
das optoelektronische Halbleiterbauelement einen
Halbleiterkörper (20) mit einem zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (23) aufweist;
das optoelektronische Halbleiterbauelement einen
Formkörper (4) aufweist, durch den sich ein erster elektrischer Kontakt (55) und ein zweiter elektrischer Kontakt (56) zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterkörpers hindurch erstrecken;
der Formkörper eine Seitenfläche (40) aufweist, die das Halbleiterbauelement in einer lateralen Richtung
begrenzt; und
der Anschlussträger und die Seitenfläche des Formkörpers zumindest bereichsweise von einer
strahlungsundurchlässigen Deckschicht (7) bedeckt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Deckschicht für die im aktiven Bereich im Betrieb erzeugte oder zu empfangende Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Seitenfläche des Formkörpers entlang eines gesamten Umfangs des Formkörpers von der Deckschicht bedeckt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem Halbleiterkörper ein
Strahlungskonversionselement (3) angeordnet ist, das zur zumindest teilweisen Konversion der im aktiven Bereich erzeugten Strahlung vorgesehen ist, und die Deckschicht das Strahlungskonversionselement in lateraler Richtung zumindest bereichsweise umläuft.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Vorrichtung ein Verbindungsmittel (8) aufweist, über das der erste elektrische Kontakt mit einer ersten Anschlussfläche des Anschlussträgers und der zweite
elektrische Kontakt mit einer zweiten Anschlussfläche des Anschlussträgers elektrisch leitend verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
wobei die Deckschicht stellenweise an das Verbindungsmittel angrenzt .
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
wobei das Verbindungsmittel ein anisotrop leitendes
Verbindungsmittel ist und die Deckschicht durch das
Verbindungsmittel gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Anschlussträger in zumindest einem Bereich (95) frei von der Deckschicht ist und die Vorrichtung eine
Füllschicht aufweist, die an den Bereich und an die
Deckschicht angrenzt.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei eine Grundfläche des Formkörpers in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement um höchstens 50 % größer ist als eine Grundfläche des Halbleiterkörpers.
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und dem Formkörper eine Blockierungsschicht (65) angeordnet ist .
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
wobei die Blockierungsschicht den Halbleiterkörper in
lateraler Richtung zumindest stellenweise umläuft und die Blockierungsschicht an die Deckschicht angrenzt.
12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Formkörper den Halbleiterkörper in lateraler
Richtung zumindest stellenweise umläuft.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei eine Seitenfläche (200) des Halbleiterkörpers
vollständig frei von dem Formkörper ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Formkörper ein Epoxid-Material enthält und die
Deckschicht ein Silikon, ein partikelgefülltes Glas oder ein anorganisch-organisches Hybridmaterial enthält.
15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Halbleiterkörper eine Ausnehmung (25) aufweist, die sich durch den aktiven Bereich hindurch erstreckt und in lateraler Richtung entlang ihres gesamten Umfangs von
Material des Halbleiterkörpers umgeben ist, wobei der
Halbleiterkörper über die Ausnehmung mit dem ersten
elektrischen Kontakt verbunden ist.
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