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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen.
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Bei optoelektronischen Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Lumineszenzdioden sind für verschiedene Anwendungen Miniaturbauformen gewünscht, die sich einfach und insbesondere bonddrahtfrei kontaktieren lassen. Hierfür können Halbleiterbauelemente Anwendung finden, deren Träger mit Durchkontaktierungen versehen sind. Dieser Ansatz ist jedoch mit hohen Herstellungskosten und einer oftmals geringen mechanischen Stabilität verbunden.
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Eine Aufgabe ist es, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das einfach und zuverlässig herstellbar ist und sich durch eine hohe mechanische Stabilität auszeichnet. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem optoelektronische Halbleiterbauelemente effizient und kostengünstig hergestellt werden können.
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Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein Halbleiterbauelement beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Ein optoelektronisches Bauelement weist gemäß zumindest einer Ausführungsform einen Halbleiterkörper auf. Der Halbleiterkörper weist eine insbesondere epitaktische Halbleiterschichtenfolge auf, die beispielsweise mittels MOCVD oder MBE, hergestellt ist.
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Beispielsweise weist die Halbleiterschichtenfolge einen zum Erzeugen und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Der aktive Bereich ist zum Beispiel zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht sind bezüglich des Leitungstyps zumindest bereichsweise voneinander verschieden, sodass sich der aktive Bereich in einem pn-Übergang befindet. Die erste Halbleiterschicht, die zweite Halbleiterschicht und der aktive Bereich können jeweils mehrschichtig ausgebildet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Träger auf, an dem der Halbleiterkörper befestigt ist. Der Träger ist insbesondere elektrisch leitfähig. Insbesondere kann der Träger aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist der Träger in einen ersten Trägerkörper und einen zweiten Trägerkörper unterteilt. Der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper sind also Teile des Trägers. Insbesondere sind der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper bezüglich des Materials gleichartig ausgebildet. Der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper sind elektrisch voneinander isoliert. Beispielsweise sind der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper in lateraler Richtung, also in einer entlang der Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge verlaufenden Richtung, voneinander beabstandet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist der erste Trägerkörper auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite einen ersten externen Kontakt des Halbleiterbauelements auf. Beispielsweise ist der erste Kontakt über den ersten Trägerkörper mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist der zweite Trägerkörper auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite einen zweiten externen Kontakt des Halbleiterbauelements auf. Beispielsweise ist der zweite Kontakt über den zweiten Trägerkörper mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden.
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Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind für die externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements vorgesehen. Insbesondere sind sowohl der erste Kontakt als auch der zweite Kontakt von der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite des Trägers her für eine externe elektrische Kontaktierung zugänglich. Insbesondere ist das Halbleiterbauelement als ein oberflächenmontierbares Bauelement(surface mounted device, SMD) ausgebildet.
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Der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper sind jeweils selbst elektrisch leitend, sodass die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers für beide Polaritäten durch das Material des Trägers hindurch erfolgen kann. Auf Durchkontaktierungen durch den Träger kann verzichtet werden.
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In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement überragen vorzugsweise sowohl der erste Trägerkörper als auch der zweite Trägerkörper den Halbleiterkörper zumindest bereichsweise. Insbesondere bilden der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper zumindest bereichsweise die das Halbleiterbauelement in lateraler Richtung begrenzende Seitenfläche.
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In mindestens einer Ausführungsform weist das optoelektronische Halbleiterbauelement einen Träger und einen Halbleiterkörper auf, wobei der Halbleiterkörper an dem Träger befestigt ist und eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zum Erzeugen und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht aufweist. Der aktive Bereich ist zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Der Träger ist elektrisch leitfähig und in einen ersten Trägerkörper und einen zweiten Trägerkörper unterteilt, wobei der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper voneinander elektrisch isoliert sind. Der erste Trägerkörper weist auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite einen ersten externen Kontakt des Halbleiterbauelements auf, wobei der erste Kontakt über den ersten Trägerkörper mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Der zweite Trägerkörper weist auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite einen zweiten externen Kontakt des Halbleiterbauelements auf, wobei der zweite Kontakt über den zweiten Trägerkörper mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist.
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Der erste Kontakt und der zweite Kontakt können jeweils als eine Beschichtung auf dem ersten Trägerkörper beziehungsweise dem zweiten Trägerkörper ausgebildet sein. Davon abweichend können der erste Kontakt und der zweite Kontakt auch jeweils Bereiche des ersten Trägerkörpers beziehungsweise des zweiten Trägerkörpers auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite des Trägers sein.
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Beispielsweise ist der Halbleiterkörper über eine Verbindungsschicht, etwa eine Lotschicht oder eine elektrisch leitfähige Klebeschicht, mit dem Träger verbunden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements bedecken der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement gemeinsam mindestens 80 % einer Grundfläche des Halbleiterbauelements, bevorzugt mindestens 90 %. Der Großteil der Grundfläche des Halbleiterbauelements ist also durch das elektrisch leitfähige Material des Trägers gebildet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements überdecken der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper in einer Rückansicht des Halbleiterbauelements gemeinsam mindestens 80 % des Halbleiterkörpers, bevorzugt mindestens 90 %. Je höher die Bedeckung des Halbleiterkörpers, desto effizienter kann im Betrieb des Halbleiterbauelements erzeugte Verlustwärme aus dem Halbleiterbauelement abgeführt werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist die erste Halbleiterschicht auf der dem Träger abgewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnet. Der Halbleiterkörper weist zumindest eine Ausnehmung auf, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt. In der Ausnehmung ist eine erste Anschlussschicht angeordnet, die mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Die Ausnehmung ist insbesondere vollständig in lateraler Richtung von Material des Halbleiterkörpers umgeben. Mit anderen verläuft die Ausnehmung nicht am Rand des Halbleiterkörpers. Weiterhin kann der Halbleiterkörper auch eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweisen. Mittels der Ausnehmung ist die auf der vom Träger abgewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnete erste Halbleiterschicht elektrisch kontaktierbar. Auf der dem Träger abgewandten Seite des Halbleiterkörpers aufgebrachte Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht kann also verzichtet werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine zweite Anschlussschicht auf, die elektrisch leitend mit der zweiten Halbleiterschicht verbunden ist. Insbesondere weist die zweite Anschlussschicht zumindest eine Aussparung auf, in der die erste Halbleiterschicht über die erste Anschlussschicht mit dem ersten Teilkörper des Trägers verbunden ist. Beispielsweise überlappt die Aussparung in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit der Ausnehmung des Halbleiterkörpers.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper durch einen Trenngraben voneinander getrennt. In vertikaler Richtung erstreckt sich der Trenngraben vollständig durch den Träger hindurch. Der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper grenzen also an keiner Stelle unmittelbar aneinander an. Beispielsweise verläuft der Trenngraben zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Trägers 5, insbesondere durchgängig von der einen Seitenfläche zu der gegenüberliegenden Seitenfläche.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist der Trenngraben mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial befüllt. Beispielsweise enthält das elektrisch isolierende Material ein Polymermaterial, etwa ein Epoxid. Zur Anpassung des Längenausdehnungskoeffizienten kann das elektrisch isolierende Material mit Füllstoffen versetzt sein. Alternativ kann der Trenngraben frei von festem Material sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist der Träger, insbesondere der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper, metallisch. Beispielsweise enthält der Träger ein Metall oder eine metallische Legierung oder eine Verbindung mit zumindest einem Metall oder besteht aus einem solchen Material. Beispielsweise kann der Träger Molybdän, Wolfram, Kupfer, Stahl, Aluminium oder Eisen enthalten. Der Träger kann weiterhin einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Die genannten Materialien zeichnen sich neben der elektrischen Leitfähigkeit auch durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus, sodass im Betrieb des Halbleiterbauelements im Halbleiterkörper erzeugte Verlustwärme effizient über den Träger abgeführt werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger bezüglich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten an den Halbleiterkörper angepasst. Insbesondere weicht ein thermischer Ausdehnungskoeffizient des Trägers um höchstens 50 % vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterkörpers ab. Die Gefahr von mechanischen Spannungen infolge von Temperaturänderungen wird so vermindert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement ein Strahlungskonversionselement auf. Das Strahlungskonversionselement ist insbesondere zur zumindest teilweisen Konversion der im Betrieb im aktiven Bereich erzeugten Primärstrahlung in Sekundärstrahlung mit einer Peak-Wellenlänge, die von der Peak-Wellenlänge der Primärstrahlung verschieden ist, vorgesehen. Beispielsweise kann das Halbleiterbauelement als ein Bauelement ausgebildet sein, das im Betrieb für das menschliche Auge weiß erscheinendes Mischlicht abstrahlt.
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Bei dem beschriebenen Halbleiterbauelement können insbesondere die folgenden Effekte erzielt werden.
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Das Halbleiterbauelement zeichnet sich auf der Seite des Halbleiterkörpers, an dem der Träger befestigt ist, durch eine hohe mechanische Stabilität aus.
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Die konkrete Anordnung des ersten Kontakts und des zweiten Kontakts auf der Rückseite des Halbleiterbauelements ist in weiten Grenzen frei gestaltbar. Kundenspezifische Anforderungen können so auf einfache Weise umgesetzt werden.
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Der elektrisch leitfähige Träger zeichnet sich weiterhin durch gute thermische Eigenschaften aus, sodass die Verlustwärme effizient und großflächig abgeführt werden kann.
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Weiterhin kann der Träger optional mit einer Spiegelschicht versehen werden, mit der im Betrieb in Richtung des Trägers abgestrahlte Strahlung effizient umgelenkt werden kann. Absorptionsverluste am Träger können vermindert werden.
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Aufgrund der hohen mechanischen Stabilität kann der Träger auch das Strahlungskonversionselement mechanisch stabilisieren. Das Strahlungskonversionselement selbst muss also nicht mechanisch stabil ausgebildet sein.
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Weiterhin ist auch ein Aufwachssubstrat für die epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge nicht erforderlich und kann entfernt werden. Ein Halbleiterbauelement, bei dem das Aufwachssubstrat entfernt ist, wird auch als Dünnfilm-Halbleiterbauelement bezeichnet. Davon abweichend kann das Aufwachssubstrat aber auch im Halbleiterbauelement verbleiben. Der Herstellungsschritt zum Entfernen des Aufwachssubstrats kann also entfallen.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen weist gemäß zumindest einer Ausführungsform einen Schritt auf, in dem ein Trägerverbund mit einer Mehrzahl von Halbleiterkörpermontagebereichen bereitgestellt wird. Jeder Halbleiterkörpermontagebereich weist zumindest eine erste Kontaktierungsfläche und eine zweite Kontaktierungsfläche auf und in jedem Halbleiterkörpermontagebereich ist zwischen der ersten Kontaktierungsfläche und der zweiten Kontaktierungsfläche ein Trenngraben im Trägerverbund ausgebildet. Der Halbleiterkörpermontagebereich kann auch eine Mehrzahl von ersten Kontaktierungsflächen und/oder eine Mehrzahl von zweiten Kontaktierungsflächen aufweisen. Beispielsweise können die ersten Kontaktierungsflächen und/oder die zweiten Kontaktierungsflächen in einem matrixförmigen Muster auf dem Trägerverbund angeordnet sein.
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Der Trenngraben erstreckt sich insbesondere in vertikaler Richtung, also senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Trägerverbunds, vollständig durch den Trägerverbund hindurch. In lateraler Richtung erstrecken sich die Trenngräben nur bereichsweise über den Trägerverbund, so dass die Trenngräben nicht den Trägerverbund als Ganzes durchtrennen. Der Trägerverbund mit den Trenngräben ist mit anderen Worten zusammenhängend ausgebildet.
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Der Trägerverbund ist insbesondere frei von elektrisch isolierendem Material zur elektrischen Isolation zwischen den ersten Kontaktierungsflächen und den zweiten Kontaktierungsflächen. Weiterhin sind die ersten Kontaktierungsflächen und die zweiten Kontaktierungsflächen elektrisch leitend mit dem Trägerverbund verbunden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren einen Schritt auf, in dem eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern auf den Halbleiterkörpermontagebereichen befestigt wird. Eine erste Anschlussfläche des Halbleiterkörpers wird mit der ersten Kontaktierungsfläche und eine zweite Anschlussfläche des Halbleiterkörpers mit der zweiten Kontaktierungsfläche elektrisch leitend verbunden. Der Halbleiterkörper kann auch eine Mehrzahl von ersten Anschlussflächen und/oder eine Mehrzahl von zweiten Anschlussflächen aufweisen.
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Beispielsweise ist die Anzahl der ersten Anschlussflächen gleich der Anzahl der ersten Kontaktierungsflächen und die Anzahl der zweiten Anschlussflächen gleich der Anzahl der zweiten Kontaktierungsflächen.
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Zur Befestigung der Halbleiterkörper werden diese jeweils so relativ zu den Halbleiterkörpermontagebereichen positioniert, dass die Halbleiterkörper in Draufsicht jeweils zumindest bereichsweise den Trenngraben des zugeordneten Halbleiterkörpermontagebereichs überdecken.
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Die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktierungsflächen und den Anschlussflächen erfolgt beispielsweise mittels einer Verbindungsschicht, etwa einer Lotschicht oder eine elektrisch leitfähigen Klebeschicht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens enthält das Verfahren einen Schritt, in dem der Trägerverbund in die Halbleiterbauelemente vereinzelt wird, wobei jedes Halbleiterbauelement zumindest einen Halbleiterkörper und einen Träger mit einem ersten Trägerkörper und einem zweiten Trägerkörper aufweist. Der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper sind insbesondere durch den Trenngraben elektrisch voneinander isoliert. Die Vereinzelung des Trägerverbunds erfolgt also erst, nachdem die Halbleiterkörper bereits an den Halbleiterkörpermontagebereichen befestigt sind.
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Die den Träger in lateraler Richtung begrenzenden Seitenflächen entstehen zumindest bereichsweise oder entlang des gesamten Umfangs des Trägers erst beim Vereinzeln des Trägerverbunds. Entsprechend weisen die aus dem Trägerverbund vereinzelten Träger, insbesondere die ersten Trägerkörper und die zweiten Trägerkörper, an den Seitenflächen Vereinzelungsspuren, beispielsweise aufgrund eines mechanischen Vereinzelungsverfahrens oder eines chemischen Vereinzelungsverfahrens oder eines Vereinzelungsverfahrens mittels kohärenter Strahlung, auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die erste Kontaktierungsfläche und die zweite Kontaktierungsfläche des Trägerverbunds beim Befestigen der Halbleiterkörper jeweils über den Trägerverbund kurzgeschlossen und werden beim Vereinzeln elektrisch voneinander isoliert. Mit anderen Worten erfolgt das Befestigen der Halbleiterkörper derart, dass die erste Anschlussfläche des Halbleiterkörpers und die zweite Anschlussfläche des Halbleiterkörpers kurzgeschlossen werden. Erst nach dem Vereinzeln sind die Anschlussflächen des Halbleiterkörpers getrennt voneinander elektrisch kontaktierbar.
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In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Trägerverbund mit einer Mehrzahl von Halbleiterkörpermontagebereichen bereitgestellt, wobei jeder Halbleiterkörpermontagebereich zumindest eine erste Kontaktierungsfläche und eine zweite Kontaktierungsfläche aufweist und in jedem Halbleiterkörpermontagebereich zwischen der ersten Kontaktierungsfläche und der zweiten Kontaktierungsfläche ein Trenngraben im Trägerverbund ausgebildet ist. Eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern wird auf den Halbleiterkörpermontagebereichen befestigt, wobei eine erste Anschlussfläche des Halbleiterkörpers jeweils mit der ersten Kontaktierungsfläche und eine zweite Anschlussfläche des Halbleiterkörpers jeweils mit der zweiten Kontaktierungsfläche elektrisch leitend verbunden werden. Der Trägerverbund wird in die Halbleiterbauelemente vereinzelt, wobei jedes Halbleiterbauelement zumindest einen Halbleiterkörper und einen Träger mit einem ersten Trägerkörper und einem zweiten Trägerkörper aufweist, bei dem der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper durch den Trenngraben elektrisch voneinander isoliert sind.
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Das Verfahren wird zweckmäßigerweise in der Reihenfolge der angegebenen Herstellungsschritte durchgeführt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Vereinzelung mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines gepulsten Lasers. Beispielsweise kann ein Laser mit einer Pulsdauer im Pikosekunden-Bereich, insbesondere zwischen einschließlich 1 ps und einschließlich 100 ps, Anwendung finden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Halbleiterkörper beim Befestigen auf den Halbleiterbauelementmontagebereichen in einem Waferverbund bereitgestellt. Eine Vielzahl von Halbleiterkörpern kann in dem Trägerverbund also gleichzeitig mit den jeweils zugeordneten Halbleiterkörpermontagebereichen verbunden werden. Die Vereinzelung der Halbleiterkörper aus dem Waferverbund kann erst nach dem Befestigen der Halbleiterkörper an dem Trägerverbund, insbesondere gleichzeitig mit dem Vereinzeln des Trägerverbunds, erfolgen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Halbleiterkörper beim Befestigen an den Halbleiterkörpermontagebereichen voneinander getrennt an dem Trägerverbund befestigt. Die Halbleiterkörper liegen also in diesem Herstellungsschritt bereits in vereinzelter Form vor.
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Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
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Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
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Es zeigen:
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die 1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement in Draufsicht (1B) und zugehöriger Schnittansicht (1A);
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht; und
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die 3A bis 3G ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen anhand von schematisch dargestellten Zwischenschritten in Schnittansicht (3A bis 3E und 3G) und in Draufsicht (3F).
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Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Das Halbleiterbauelement 1 gemäß dem in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispiel weist einen Halbleiterkörper 2 mit einer Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst einen aktiven Bereich 20, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht sind bezüglich des Leitungstyps voneinander verschieden. Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht n-leitend und die zweite Halbleiterschicht p-leitend oder umgekehrt. Die erste Halbleiterschicht, die zweite Halbleiterschicht und der aktive Bereich können jeweils einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Das Halbleiterbauelement ist exemplarisch als eine Lumineszenzdiode, insbesondere als eine Leuchtdiode ausgebildet, bei der der aktive Bereich zur Erzeugung von Strahlung vorgesehen ist. Das Halbleiterbauelement kann aber auch ein anderes optoelektronisches Bauelement, beispielsweise ein Strahlungsempfänger sein.
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Der Halbleiterkörper 2 ist mittels einer Verbindungsschicht 55, beispielsweise einer Lotschicht oder einer elektrisch leitfähigen Klebeschicht, an einem Träger 5 befestigt. Für die Verbindungsschicht eignet sich beispielsweise ein Gold-Zinn-Lot.
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Der Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich, basiert beispielsweise auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial auf.
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Auf „Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest der aktive Bereich und/oder das Aufwachssubstrat, ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlxInyGa1-x-yN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
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Der Träger 5 ist in einen ersten Trägerkörper 51 und einen zweiten Trägerkörper 52 unterteilt. In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement verlaufen der erste Trägerkörper 51 und der zweite Trägerkörper 52 überlappungsfrei nebeneinander. Der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper sind mittels eines Trenngrabens 59 elektrisch voneinander isoliert. In Draufsicht ragt der Trenngraben an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 23 des Halbleiterkörpers über den Halbleiterkörper hinaus. Der Trenngraben kann unbefüllt oder zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial 590, beispielsweise einem Polymermaterial, etwa einem Epoxid, befüllt sein. Zur Anpassung des Längenausdehnungskoeffizienten kann das Material für die Befüllung des Trenngrabens mit einem Füllstoff versetzt sein.
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Das Halbleiterbauelement 1 ist als ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement ausgebildet, bei dem ein erster Kontakt 61 und ein zweiter Kontakt 62 für die externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements auf der dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Rückseite 58 des Trägers 5 angeordnet sind. Die Kontaktierung des Halbleiterbauelements kann also bonddrahtfrei erfolgen. Weiterhin weist auch das Halbleiterbauelement selbst keinen Bonddraht auf.
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In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 bedecken der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper gemeinsam mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 90 %, einer Grundfläche des Halbleiterbauelements.
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Weiterhin überdecken der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper in einer Rückansicht des Halbleiterbauelements gemeinsam mindestens 80 % des Halbleiterkörpers, bevorzugt mindestens 90 % des Halbleiterkörpers. Je höher der Überdeckungsgrad, desto effizienter kann im Betrieb des Halbleiterbauelements entstehende Verlustwärme über den Träger 5 abgeführt werden.
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Der Träger 5, insbesondere der erste Trägerkörper 51 und der zweite Trägerkörper 52, sind elektrisch leitend, insbesondere metallisch ausgebildet. Durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung zwischen dem ersten Kontakt 61 und dem zweiten Kontakt 62 können die Ladungsträger durch den ersten Trägerkörper 51 beziehungsweise den zweiten Trägerkörper 52 hindurch in den Halbleiterkörper 2 injiziert werden, sodass die Ladungsträger von unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich 20 gelangen und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren.
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Der Träger 5 ist vorzugsweise bezüglich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterkörpers 2 angepasst. Vorzugsweise weicht der thermische Ausdehnungskoeffizient des Trägers um höchstens 50 % vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterkörpers ab. Epitaktisch gewachsenes Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial weist typischerweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 5,59 × 10–6 K–1 auf.
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Beispielsweise enthält der Träger Molybdän. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise Mo-Lanthanoxid, beispielsweise mit 0,3 % La2O3, rekristallisiertes Mo-Lanthanoxid (MLR), beispielsweise mit 0,7 % La2O3, spannungsfreies Lanthanoxid (MLS), beispielsweise mit 0,7 % La2O3, Molybdän-Lanthanoxid in Glühlampenqualität (MoILQ (ILQ = incandescent lamp quality), beispielsweise mit 0,03 % La2O3, Molybdän-Yttriumoxid (MY), beispielsweise mit 0,47 % Y2O3 und 0,08 % Ce2O3, Molybdän-Rhenium (MoRe), beispielsweise mit 5 % Rhenium (MoRe5) oder mit 41 % Rhenium (MoRe41), Molybdän-Wolfram (MoW), beispielsweise mit 20 % Wolfram (MW20), 30 % Wolfram (MW30) oder 50 % Wolfram (MW50), Molybdän-Kupfer (MoCu), beispielsweise mit 30 % Kupfer (MoCu30) oder 15 % Kupfer (MoCu15), Molybdän-Zirkoniumdioxid (MoZrO2), beispielsweise mit 1,7 % Zirkoniumdioxid (MZ17), Molybdän-Tantal (MoTa), beispielsweise mit 11 % Tantal (MT11), Titan-Zirkonium-Molybdän (TZM), Molybdän-Hafnium-Kohlenstoff (MHC), Molybdän-Lanthanoxid (ML), Molybdän-Yttrium-Ceroxid (MY).
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Alternativ kann der Träger eine Wolfram-Legierung oder eine Kupfer-Legierung enthalten. Weiterhin alternativ kann der Träger beispielsweise Kupfer, Stahl, Aluminium oder Eisen enthalten. Ein derartiger Träger kann insbesondere beschichtet sein, beispielsweise mit Aluminium, Silber oder Nickel. Insbesondere eignet sich eine Kupfer-Nickel-Beschichtung.
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Weiterhin eignen sich für den Träger duktile, plastisch verformbare Metalle oder Beschichtungen. Ferner kann für den Träger alternativ ein strukturiertes Metall-Kunststoff-Laminat verwendet werden.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Träger 5 auf der dem Halbleiterkörper 2 zugewandten Seite eine Beschichtung 53 auf. Die Beschichtung kann insbesondere als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung dienen. Beispielsweise zeichnen sich Silber, Nickel und Aluminium durch eine hohe Reflektivität im sichtbaren Spektralbereich aus. Auf eine solche Beschichtung kann davon abweichend aber auch verzichtet werden.
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Auf dem ersten Trägerkörper 51 ist auf der dem Halbleiterkörper 2 zugewandten Seite eine Mehrzahl von ersten Kontaktierungsflächen 65 angeordnet. Die ersten Kontaktierungsflächen sind in lateraler Richtung voneinander beabstandet, beispielsweise matrixförmig angeordnet. Die Kontaktierungsflächen 65 sind über den ersten Trägerkörper 51 elektrisch leitend miteinander und mit dem ersten Kontakt 61 verbunden.
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Der zweite Trägerkörper 52 weist analog auf der dem Halbleiterkörper 2 zugewandten Seite eine Mehrzahl von zweiten Kontaktierungsflächen 66 auf. In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 sind die ersten Kontaktierungsflächen 65 und die zweiten Kontaktierungsflächen 66 durch den Trenngraben 59 voneinander getrennt. Der erste Trägerkörper 51 und der zweite Trägerkörper 52 bilden jeweils bereichsweise eine das Halbleiterbauelement 1 in lateraler Richtung begrenzende Seitenfläche 57.
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Der Halbleiterkörper 2 weist auf der dem Träger 5 zugewandten Seite eine Mehrzahl von ersten Anschlussflächen 35 auf. Die ersten Anschlussflächen 35 sind elektrisch leitend mit der ersten Halbleiterschicht 21 verbunden. Die ersten Anschlussflächen 35 sind in lateraler Richtung voneinander beabstandet angeordnet und weiterhin derart angeordnet, dass jede erste Anschlussfläche 35 jeweils mit einer ersten Kontaktierungsfläche 65 überlappt. Zweckmäßigerweise ist die Anzahl der ersten Anschlussflächen 35 größer oder gleich der Anzahl der Kontaktflächen 65 auf dem Träger 5.
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Der Halbleiterkörper 2 weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 27 auf, die sich durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken. In jeder Ausnehmung ist die erste Halbleiterschicht 21 über eine erste Anschlussschicht 31 mit einer der ersten Anschlussflächen 35 verbunden. Die erste Anschlussschicht 31 ist also in voneinander beabstandete Teilbereiche unterteilt, die jeweils nur im Bereich der Ausnehmungen 27 vorgesehen sind. Davon abweichend kann die erste Anschlussschicht auch so ausgebildet sein, dass die erste Anschlussschicht auf der dem Träger 5 zugewandten Seite des Halbleiterkörpers 2 die in den Ausnehmungen 27 angeordneten Teile der ersten Anschlussschicht miteinander verbindet (vergleiche 3D).
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Die Seitenflächen der Ausnehmungen 27 sind mit einer Isolationsschicht 4 bedeckt. Ein elektrischer Kurzschluss zwischen der ersten Anschlussschicht 31 und dem aktiven Bereich 20 wird so verhindert.
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Die zweite Anschlussfläche 36 ist über eine zweite Anschlussschicht 32 elektrisch leitend mit der zweiten Halbleiterschicht 22 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die zweite Anschlussschicht 32 eine Teilschicht 321 auf.
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In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement überlappt die Teilschicht 321 mit dem ersten Trägerkörper 51. Die Teilschicht 321 bedeckt die zweite Halbleiterschicht 22, abgesehen von den Ausnehmungen 27, großflächig, beispielsweise mit einem Bedeckungsgrad von mindestens 60 %, bevorzugt von mindestens 80 %. Je höher der Bedeckungsgrad der zweiten Halbleiterschicht 22, desto besser kann eine in lateraler Richtung homogene Ladungsträgerinjektion in die zweite Halbleiterschicht erzielt werden.
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Die Teilschicht 321 ist als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung ausgebildet. Vorzugsweise beträgt die Reflektivität der Spiegelschicht mindestens 60 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung. Insbesondere durch die großflächige Bedeckung mittels der Teilschicht 321 kann in Richtung des Trägers 5 abgestrahlte Strahlung des Halbleiterbauelements effizient zurückreflektiert werden.
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Von einer reflektierenden Ausgestaltung abweichend kann die Teilschicht 321 auch für die erzeugte Strahlung durchlässig sein. Beispielsweise kann die Teilschicht ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO, Transparent Conductive Oxide) aufweisen.
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Die zweite Anschlussschicht weist eine Mehrzahl von Aussparungen 325 auf, in denen die erste Halbleiterschicht 21 über die erste Anschlussschicht 31 mit dem ersten Trägerkörper des Trägers verbunden ist. Die erste Anschlussschicht verläuft in vertikaler Richtung also durch die Aussparungen der zweiten Anschlussschicht hindurch. In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement überlappen die Aussparungen 325 mit dem ersten Trägerkörper. Insbesondere verlaufen alle Aussparungen in Draufsicht innerhalb des ersten Trägerkörpers.
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Die zweiten Anschlussflächen 36 sind elektrisch leitend mit den zweiten Kontaktierungsflächen 66 verbunden.
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Auf der vom Träger 5 abgewandten Seite ist der Halbleiterkörper 2 frei von metallischen Elementen für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers. Die Gefahr einer Abschattung der im Halbleiterbauelement erzeugten Strahlung wird dadurch vermieden. Zwischen den ersten Anschlussflächen 35 und den zweiten Anschlussflächen 36 ist eine weitere Isolationsschicht 41 angeordnet. Für die weitere Isolationsschicht eignet sich beispielsweise ein Kunststoff.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Halbleiterbauelement 1 als ein Dünnfilm-Halbleiterbauelement ausgebildet, bei dem ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers 2 entfernt ist. Auf der dem Träger 5 abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 2 ist ein Strahlungskonversionselement 81 angeordnet. Das Strahlungskonversionselement ist dafür vorgesehen, im aktiven Bereich 20 erzeugte Primärstrahlung einer ersten Peak-Wellenlänge zumindest teilweise in Sekundärstrahlung mit einer von der ersten Peak-Wellenlänge verschiedenen zweiten Peak-Wellenlänge umzuwandeln. Insbesondere ist das Halbleiterbauelement 1 zur Erzeugung von Mischlicht, etwa für das menschliche Auge weiß erscheinendes Licht, vorgesehen.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Strahlungskonversionselement 81 mittels einer Befestigungsschicht 82 am Halbleiterkörper 2 befestigt. Für das Strahlungskonversionselement eignet sich beispielsweise ein keramisches Strahlungskonversionselement, das in Form eines vorgefertigten Plättchens vorliegt.
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Alternativ kann das Strahlungskonversionselement auch durch ein Matrixmaterial gebildet sein, in das ein Leuchtstoff zur Strahlungskonversion eingebettet ist. Als Matrixmaterial eignet sich beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxid oder ein Hybridmaterial mit zumindest einem Silikon und einem Epoxid.
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Das Strahlungskonversionselement kann weiterhin von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend auch die Seitenflächen des Halbleiterkörper vollständig oder zumindest bereichsweise bedecken.
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Auf der dem Träger 5 abgewandten Seite weist der Halbleiterkörper 2 eine Strukturierung 25 auf. Die Strukturierung ist zur Erhöhung der Auskoppeleffizienz der im Betrieb erzeugten Strahlung vorgesehen. Beispielsweise eignet sich als Strukturierung eine Aufrauhung.
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Der erste Trägerkörper 51 und der zweite Trägerkörper 52 ragen in lateraler Richtung jeweils über den Halbleiterkörper 2 hinaus. Eine derartige Ausgestaltung ähnelt dem Verlauf von Metallstreifen eines Leiterrahmens. Die konkrete Ausgestaltung des Trägers 5 ist jedoch in weiten Grenzen variierbar.
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Bei der Herstellung können die Seitenflächen 57 aus der Vereinzelung des Trägers 5 aus einem Trägerverbund entstehen. Entsprechend können die Seitenflächen 57 Spuren eines Vereinzelungsschritts aufweisen, beispielsweise Spuren eines mechanischen Verfahrens, eines chemischen Verfahrens oder eines Materialabtrags mittels kohärenter Strahlung.
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Das Halbleiterbauelement zeichnet sich aufgrund des insbesondere metallischen Trägers durch eine hohe mechanische Stabilität und eine gleichzeitig einfache Herstellbarkeit aus. Die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 kann durch den ersten Trägerkörper 51 und den vom ersten Trägerkörper 51 elektrisch isolierten zweiten Trägerkörper 52 hindurch erfolgen. Auf aufwändig herzustellende Durchkontaktierungen durch den Träger 5 kann verzichtet werden. Vielmehr erfolgt die elektrische Kontaktierung durch das Material der voneinander getrennten Trägerkörper hindurch.
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Weiterhin zeichnet sich ein insbesondere metallischer Träger durch eine hohe thermische Leitfähigkeit aus, sodass im Betrieb entstehende Verlustwärme effizient über den Träger 5 abgeführt werden kann.
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Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist das Halbleiterbauelement 1 ein Aufwachssubstrat 29 der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers 2 auf. Im Unterschied zu dem in 1A dargestellten Dünnfilm-Halbleiterbauelement ist das Aufwachssubstrat also nicht entfernt. Als Aufwachssubstrat eignet sich beispielsweise Saphir, insbesondere ein Saphir-Substrat mit einer strukturierten Grenzfläche zum Halbleiterkörper. Die Lichtauskopplung aus dem Halbleiterbauelement wird dadurch erhöht. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Trägers 5 ist in diesem Fall vorzugsweise an den Ausdehnungskoeffizienten des Aufwachssubstrats angepasst. Ein Saphir-Aufwachssubstrat weist zum Beispiel typischerweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 6,5 und 7,5 × 10–6 K–1 auf.
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Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ist anhand der 3A bis 3G gezeigt, wobei exemplarisch ein Halbleiterbauelement hergestellt wird, das wie im Zusammenhang mit den 1A und 1B beschrieben ausgebildet ist.
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Wie in 3A gezeigt, wird eine Halbleiterschichtenfolge 200 auf einem Aufwachssubstrat 29 bereitgestellt. Die Halbleiterschichtenfolge 200 weist vom Aufwachssubstrat aus gesehen eine erste Halbleiterschicht 21, einen aktiven Bereich 20 und eine zweite Halbleiterschicht 22 auf.
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Von der dem Aufwachssubstrat 29 abgewandten Seite her wird eine Mehrzahl von Ausnehmungen 27 ausgebildet, wobei sich die Ausnehmungen durch den aktiven Bereich 20 und die zweite Halbleiterschicht 22 hindurch erstrecken. Weiterhin werden aus der Halbleiterschichtenfolge 200 Halbleiterkörper 2 ausgebildet, die durch Mesa-Gräben 201 voneinander getrennt sind. Die Mesa-Gräben durchtrennen zumindest die aktiven Bereiche der benachbarten Halbleiterkörper voneinander.
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In den 3C und 3D sind zwei verschiedene Varianten für die elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 gezeigt. Bei der in 3C gezeigten Variante wird eine erste Anschlussschicht 31 derart ausgebildet, dass diese einzelne Teilbereiche aufweist, die jeweils in den Ausnehmungen 27 angeordnet sind. Die Teilbereiche sind voneinander beabstandet und nur über die erste Halbleiterschicht miteinander elektrisch leitend verbunden. Weiterhin wird eine zweite Anschlussschicht 32 ausgebildet, die mit der zweiten Halbleiterschicht 22 elektrisch leitend verbunden ist. Die erste Anschlussschicht 31 und die zweite Anschlussschicht 32 bilden auf der dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite eine zugängliche erste Anschlussfläche 35 beziehungsweise eine zweite Anschlussfläche 36.
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Im Unterschied hierzu wird bei der in 3D dargestellten Variante die erste Anschlussschicht 31 so ausgebildet, dass die erste Anschlussschicht auf der dem Aufwachssubstrat 29 abgewandten Seite der Halbleiterkörper 2 zusammenhängend verläuft und die in den Ausnehmungen 27 angeordneten Teilbereiche elektrisch miteinander verbindet. Bei beiden Varianten stellen die Halbleiterkörper 2 jeweils auf einer Seite der Halbleiterkörper zwei Anschlussflächen unterschiedlicher Polarität für die elektrische Kontaktierung zur Verfügung.
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Nachfolgend erfolgt, wie in 3E dargestellt, ein Vereinzelungsschritt, bei dem die Halbleiterkörper 2 vollständig voneinander getrennt werden.
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Die Vereinzelung aus einem Waferverbund 290 erfolgt entlang der Mesa-Gräben 201. Beispielsweise eignet sich für das Vereinzeln ein mechanisches Verfahren, etwa Sägen oder Brechen und/oder Bestrahlung mittels kohärenter Strahlung. Beispielsweise kann ein Stealth-Dicing-Verfahren Anwendung finden. Die Vereinzelung ist in 3E anhand der Pfeile 91 veranschaulicht.
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Nachfolgend werden die Halbleiterkörper 2 an einem Trägerverbund befestigt. Der bereitgestellte Trägerverbund 50 ist in 3F in Draufsicht gezeigt.
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In 3F ist ein Ausschnitt des Trägerverbunds 50 gezeigt, bei dem exemplarisch acht Einheitszellen 501 nebeneinander matrixartig angeordnet sind. In jeder Einheitszelle ist ein Halbleitermontagebereich 505 angeordnet. Jedem Halbleitermontagebereich 505 ist eine Mehrzahl von ersten Kontaktierungsflächen 65 und zweiten Kontaktierungsflächen 66 zugeordnet. Zwischen den ersten Kontaktierungsflächen 65 und den zweiten Kontaktierungsflächen 66 eines Halbleitermontagebereichs ist jeweils ein Trenngraben 59 angeordnet. In dem Trägerverbund 50 sind die ersten Kontaktierungsflächen 65 und die zweiten Kontaktierungsflächen 66 noch über den Trägerverbund 50 elektrisch leitend miteinander verbunden. Eine elektrische Isolation zwischen den ersten Kontaktierungsflächen 65 und den zweiten Kontaktierungsflächen 66 erfolgt erst bei der Vereinzelung des Trägerverbunds 50 entlang der in 3F dargestellten Vereinzelungslinien 95, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Trenngräben 59 verlaufen.
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Bei dem Trägerverbund kann es sich beispielsweise um ein Blech handeln, das abgesehen von den Trenngräben unstrukturiert ist und das abgesehen von einem optional vorhandenen Füllmaterial in den Trenngräben frei von elektrisch isolierendem Material ist.
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Die Befestigung der einzelnen Halbleiterkörper 2 ist in 3G dargestellt. Die Halbleiterkörper 2 werden jeweils so relativ zum Trägerverbund 50 positioniert, dass die ersten Anschlussflächen 35 mit den ersten Kontaktierungsflächen 61 und die zweiten Anschlussflächen 36 mit den zweiten Kontaktierungsflächen 62 eines Halbleitermontagebereiche 505 überlappen. Nach dem Befestigen der Halbleiterkörper an dem Trägerverbund 50 wird der Trägerverbund vereinzelt, beispielsweise mittels kohärenter Strahlung, etwa mittels eines gepulsten Lasers mit Pulsdauern im Pikosekunden-Bereich.
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Bei der Befestigung der Halbleiterkörper werden die ersten Anschlussflächen 35 mit den zweiten Anschlussflächen über den Trägerverbund 50 elektrisch kurzgeschlossen. Erst bei der Vereinzelung entlang der Trennlinien 95 (3F) werden diese voneinander elektrisch isoliert. 3G zeigt den Fall, dass die Halbleiterkörper 2 bereits aus dem Waferverbund vereinzelt sind, wenn sie am Trägerverbund 50 befestigt werden. Davon abweichend können sich die Halbleiterkörper bei der Befestigung noch im Waferverbund befinden. Das Aufwachssubstrat 29 kann vor oder nach dem Befestigen an dem Trägerverbund 50 entfernt werden oder in den fertiggestellten Halbleiterbauelementen verbleiben (vergleiche 2).
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Weiterhin kann das Strahlungskonversionselement 81 auch weggelassen werden oder am Halbleiterkörper 2 erst befestigt oder ausgebildet werden, nachdem der Halbleiterkörper am Trägerverbund befestigt ist.
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Das fertiggestellte Halbleiterbauelement 1 ist in 1A in Schnittansicht gezeigt. Die den jeweiligen Träger 5 begrenzenden Seitenflächen 57 entstehen bei der Vereinzelung des Trägerverbunds 50.
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Mit dem beschriebenen Verfahren können auf einfache und zuverlässige Weise oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente mit zwei rückseitigen Kontakten hergestellt werden, ohne dass Durchkontaktierungen durch den Träger 5 des Halbleiterbauelements erforderlich sind. Beispielsweise können die Halbleiterkörper direkt auf einen Träger in Form eines strukturierten Blechs befestigt, beispielsweise gelötet, werden.
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Die elektrische Trennung zwischen dem ersten Kontakt 61 und dem zweiten Kontakt 62 erfolgt über eine Unterteilung des Trägers in zwei Trägerkörper. Eine elektrisch isolierende Beschichtung der Hauptflächen des Trägers ist nicht erforderlich. Für eine Erhöhung der Reflektivität des Trägers kann dieser mit einem reflektierenden Material, beispielsweise Silber, beschichtet sein. Zur Verstärkung des Halbleiterbauelements, insbesondere bei einem Halbleiterbauelement, bei dem das Aufwachssubstrat entfernt ist, können auf den Träger Verstärkungsstege, insbesondere aus nicht leitendem Material, aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Strahlungskonversionselement 81 mechanisch stabil ausgebildet sein, beispielsweise als ein Keramikplättchen.
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Die Montage der Halbleiterbauelemente kann beispielsweise durch konventionelle Oberflächenmontagetechnik erfolgen. Alternativ kann eine invertierte Oberflächenmontagetechnik Anwendung finden. Ein derartiges Verfahren ist in der Anmeldung
DE 10 2013 111 977.8 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern explizit durch Rückbezug aufgenommen wird.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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