WO2012130900A1 - Optoelektronischer halbleiterchip - Google Patents

Optoelektronischer halbleiterchip Download PDF

Info

Publication number
WO2012130900A1
WO2012130900A1 PCT/EP2012/055555 EP2012055555W WO2012130900A1 WO 2012130900 A1 WO2012130900 A1 WO 2012130900A1 EP 2012055555 W EP2012055555 W EP 2012055555W WO 2012130900 A1 WO2012130900 A1 WO 2012130900A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
optoelectronic
semiconductor chip
side contact
electrically
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/055555
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norwin Von Malm
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 CN201280017312.2A priority Critical patent/CN103477455B/zh
Priority to US14/009,265 priority patent/US9343642B2/en
Priority to JP2014501601A priority patent/JP2014509791A/ja
Publication of WO2012130900A1 publication Critical patent/WO2012130900A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Definitions

  • An optoelectronic semiconductor chip is specified.
  • Optoelectronic semiconductor chip a support for an optoelectronic structure.
  • the carrier can with a
  • At least one optoelectronic structure is electrically conductive and mechanically fixed to the carrier
  • Optoelectronic structure may be, for example, a structure comprising a semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor layer sequence preferably comprises at least one active region which during operation of the
  • Optoelectronic structure for generating and / or detection of electromagnetic radiation is suitable.
  • the carrier and the optoelectronic structure can together form an optoelectronic semiconductor chip, which can then be, for example, a light-emitting diode chip or a photodiode chip.
  • the carrier comprises an electrically insulating carrier element having a mounting side.
  • the optoelectronic structure is fixed mechanically fixed on a surface on the mounting side of the support element.
  • the surface is flat.
  • the surface has neither steps nor projections.
  • “Lateral direction” here means a direction parallel to the main extension direction of the carrier element.
  • Very direction is a direction perpendicular to the
  • the carrier comprises an electrically conductive n-wiring layer, which is arranged on the mounting side.
  • the electrically conductive n-wiring layer which is arranged on the mounting side.
  • the electrically conductive n-wiring layer applied to the surface on the mounting side, for example by means of printing and / or vapor deposition and / or lithographic processes.
  • the electrically conductive n-type wiring layer is formed with a metal and / or an electrically conductive adhesive. If the carrier is formed with an electrically conductive material, it is preferable to apply to the surface on the mounting side in the vertical direction between the n-
  • Wiring layer and the carrier element at least one electrically insulating intermediate layer arranged.
  • Example is the intermediate layer with silicon dioxide
  • the carrier comprises a structured, electrically conductive contact layer, which has at least one p-side contact region and at least one n-side contact region.
  • the electrically conductive contact layer is arranged on a side of the n-wiring layer facing away from the carrier element.
  • the n-wiring layer and the contact layer locally form external connection points for the
  • the two contact areas are arranged in the lateral direction next to one another and at a distance from one another.
  • the carrier comprises at least one isolation region, which electrically isolates the p-side contact region from the n-side contact region.
  • the isolation region interrupts the contact layer in a lateral direction, such that between the p-side contact region and the n-side
  • the carrier comprises at least one electrically insulating spacer layer, which on one side of the n-wiring layer facing away from the carrier element in the vertical direction between the p-side contact region and the n-wiring layer
  • the electrically insulating spacer layer is applied to a surface on the side of the n-wiring layer facing away from the carrier element, the p-side contact region of the contact layer
  • the spacer layer isolates the p-side contact region and the n-wiring layer
  • the p-side contact region and the n-wiring layer overlap at least in places.
  • the n-side contact region and the n-wiring layer are electrically conductively connected to one another. That is, the n-side contact region and the n-wiring layer are at the same electric potential.
  • the n-side contact region and the n-wiring layer are at the same electric potential.
  • n-wiring layer preferably a cathode of the semiconductor chip, while the p-side
  • Contact area can form an anode of the semiconductor chip.
  • the p-side contact region and the spacer layer completely surround the n-side contact region in the lateral direction. In other words, the n-side contact area is only over the
  • Optoelectronic semiconductor chip a support for an optoelectronic structure.
  • the carrier includes a
  • Carrier element having a mounting side, as well as
  • the carrier comprises a structured, electrically conductive
  • the carrier comprises at least one isolation region, which electrically isolates the p-side contact region from the n-side contact region, and at least one electrically
  • Carrier element facing away from the n-wiring layer is arranged in the vertical direction between the p-side contact region and the n-wiring layer.
  • the n-side contact region and the n-wiring layer are electrically conductively connected to one another, the p-side contact region and the spacer layer being the n-side
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises at least one optoelectronic structure which is electrically conductively and mechanically firmly connected to the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor chip described here is based inter alia on the recognition that in a
  • faultless electrical insulation can prevent current leakage in the electrical insulation.
  • the optoelectronic structure only electrically conductive with their contact elements on the contact elements associated contact areas of the carrier
  • Optoelectronic structure can be dispensed with. Also can be dispensed with by the AnAuthierung proposed here on such a complex electrical insulation, since the opto-electronic structure with their
  • the object set here can also be achieved by an optoelectronic semiconductor chip, in which the n-wiring layer and the
  • electrically insulating spacer layer is omitted.
  • the n-side contact area surrounds the p- lateral contact area in lateral direction only in places.
  • the n-side contact region is arranged in the lateral direction outside the p-side contact region.
  • “outside” means that in the lateral direction at a distance from the semiconductor chip, the n-side contact region locally edges the p-side contact region.
  • the carrier comprises at least one mirror layer, which is arranged on a mounting side of the carrier element opposite the mounting side and substantially completely covers a surface on the bearing side.
  • “Substantially” means here that the mirror layer covers the surface on the support side at least 80%, in particular more than 90%.
  • the radiation decoupling surface is that surface of the optoelectronic structure, through which primarily within the optoelectronic structure generated electromagnetic radiation leaves the semiconductor chip.
  • the carrier element is at least partially radiation-transmissive. That means that
  • Carrier element at these locations at least 80%, preferably more than 90%, is permeable to emitted from the active region in the direction of the carrier element electromagnetic radiation.
  • Insulation region formed at least in places with at least one cavity. This means that the isolation region in the region of the at least one cavity is formed by at least one recess and / or recess. The cavity is free of the material of the electrically conductive
  • the cavity is filled with air and / or another gas.
  • air and / or another gas Such a cavity leads to a stable electrical insulation between the p-side contact region and n-side contact region of cost-effective
  • the cavity is at least in places with at least one of the materials plastic, resin, silicon dioxide, silicon nitride,
  • the optoelectronic structure comprises the following components:
  • Opto-electronic structure comprises a
  • the active region is in the operation of the optoelectronic semiconductor chip for the generation or detection of electromagnetic
  • the semiconductor layer sequence may for example be based on an I I I-V compound semiconductor material, "n-type region” and “p-type region” in this context means that the
  • Semiconductor layer sequence has areas that are "n” or "p-type” in terms of their electrical conductivity
  • Optoelectronic structure at least one n-contact element, via which the n-type region through the p-type region is electrically contacted.
  • the n-type region is electrically contacted by the p-type region, that is, from the p-side of the semiconductor layer sequence.
  • the n-contact element may be a contact element which, for example
  • Semiconductor layer sequence extends and at least locally directly adjacent to the semiconductor material of the semiconductor layer sequence.
  • Optoelectronic structure at least one p-contact element, via which the p-type region is electrically contacted.
  • the p-contact element and the n-contact element are electrically insulated from one another by the insulation region.
  • the isolation region may extend continuously and contiguously from the carrier into the opto-electronic structure.
  • the n-contact element is provided with the n-side contact region and the p-contact element with the p-side contact region of the
  • Carrier element electrically connected For example, the optoelectronic structure is so on the carrier
  • Optoelectronic structure placed on the support and be connected to this electrically conductive and mechanically strong.
  • the n-contact element delimits the p-conducting region at least in places laterally.
  • the n-contact element bounds the p-conducting region at least in places. It is also conceivable that the n-contact element, the p-type region in
  • the n-contact element is "circumferential" in a plan view of the semiconductor chip and forms a coherent region.
  • the n-contact element is in an opening in the n-contact element
  • the p-type region limits the n-type contact element on all sides in the lateral direction.
  • the growth substrate may also be a part of the semiconductor layer sequence, or on the
  • p-side mirror element and n-side mean
  • the mirror elements are each associated with at least one p-contact element and an n-contact element, for example, uniquely or uniquely associated.
  • the p-side mirror element and the n-side mirror element are electrically conductive.
  • the p-side mirror element and the n-side are Mirror element in direct contact with its associated n-type region and p-type region of
  • associated conductive regions of the semiconductor layer sequence are and contact them electrically conductive.
  • the n-wiring layer is formed with at least one mirror element or it is in the vertical direction between the n-wiring layer and the semiconductor layer sequence
  • At least one mirror element for example an n-mirror element, arranged.
  • n-mirror element for example an n-mirror element
  • the isolation region extends in the vertical direction starting from the n-side contact region of the carrier through the electrically insulating spacer layer into the n-conducting region of the semiconductor layer sequence.
  • the insulation area bounds both the n-contact element and the n-side contact area in a lateral direction on all sides.
  • the side of the side facing away from the optoelectronic structure is on the side facing away from the optoelectronic structure
  • Carrier element a subcarrier on the support member mechanically fixed, wherein the subcarrier with at least one of the materials silicon oxide, aluminum oxide, silicon nitride, aluminum nitride, silicon, germanium, gallium arsenide,
  • Silicon carbide, sapphire, metal are formed or contain at least one of said materials.
  • the metals may be nickel, molybdenum, tungsten, copper or a stainless steel.
  • the carrier is then arranged in the vertical direction between the optoelectronic structure and the auxiliary carrier.
  • the optoelectronic structure led away.
  • the optoelectronic structure can be electrically contacted laterally via the contact regions and / or the n-wiring layer.
  • the n-wiring layer In other words, the
  • Contact areas and / or the n-wiring layer form external electrical connection points for the optoelectronic semiconductor chip.
  • the carrier element is permeable to radiation, at least for
  • the subcarrier For example, in then the subcarrier
  • the subcarrier can in this case the impinging
  • optoelectronic structures are the optoelectronic structures on the same side of the carrier and arranged side by side on the carrier in the lateral direction. According to at least one embodiment, the
  • the optoelectronic structures in a series circuit electrically contacted each other. This ensures that the optoelectronic semiconductor chip has a significantly lower current flow in operation at a predefinable brightness.
  • the optoelectronic semiconductor chip has a significantly lower current flow in operation at a predefinable brightness.
  • the n-conducting region of an optoelectronic structure is electrically conductively connected to the p-conducting region of an adjacent optoelectronic structure via a continuous intermediate contact layer.
  • the intermediate contact layer is either at least
  • the p-wiring layer is in
  • the contact areas and / or the wiring layers are "connected" together to form an intermediate contact layer so that an n-type region is at the same electrical potential as the p-type region adjacent to the n-type region by means of the intermediate contact layer.
  • FIGS. 1A to 2C respectively show schematic side and top views of exemplary embodiments of an optoelectronic device described here
  • FIG. 1A shows a schematic side view of an optoelectronic semiconductor chip 100 with a carrier 10 described here.
  • the carrier 10 comprises an electrically insulating carrier element 1, which is a
  • the carrier element 1 can be radiolucent.
  • the carrier element 1 can be radiolucent.
  • the carrier 10 comprises a structured, electrically conductive contact layer 2 which has at least one p-side contact region 21 and at least one n-side contact region 22. It is the electric
  • the electrically conductive contact layer 2 may be formed with a metal which may, for example, be sputtered onto the carrier element 1 and / or vapor-deposited.
  • the carrier 10 comprises an insulation region 4 which electrically isolates the p-side contact region 21 from the n-side contact region 22. It is present
  • Insulation region 4 is formed with a cavity 41 which may be completely or partially filled with at least one electrically insulating material, for example a plastic, resin, silica, alumina, or titanium dioxide. Further, on one of the mounting side 11
  • a mirror layer 6 is applied, which completely covers the surface 12A.
  • n-side contact region 21 surrounds the p-side contact region 22 in the lateral direction L
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises an optoelectronic structure 7, which is electrically conductively and mechanically fixedly connected to the carrier 10.
  • Opto-electronic structure 7 comprises a Semiconductor layer sequence 71 having at least one n-type region 74 and at least one p-type region 72 and at least one active region 73, in the vertical
  • the semiconductor layer sequence 71 is free from a growth substrate.
  • the active region 73 emits electromagnetic radiation during operation of the optoelectronic semiconductor chip 100.
  • the optoelectronic structure 7 comprises an n-contact element 8, via which the n-conducting region 74 passes through the p-conducting region 72 electrically
  • the is contactable.
  • opto-electronic structure 7 a p-contact element 9, via which the p-type region 72 is electrically contacted.
  • the n-contact element 8 and the p-contact element 9 form connection points of the optoelectronic
  • the p-contact element 9 has a p-side
  • Mirror element 91 and the n-contact element 8 on an n-side mirror element 81 are electrically insulated from one another by the insulation region 4, wherein the mirror elements 81 and 91 are provided inter alia for the reflection of electromagnetic radiation generated within the active region.
  • n-contact element 8 places the p-conducting region 72 in a lateral direction in places
  • the n-conducting region 74 is contacted from the lateral direction L, that is to say laterally, in an electrically conductive manner by means of the n-contact element 8. It runs the Insulation region 4 in the vertical direction V, starting from the n-side contact region 22 of the carrier 10 through the p-type region 72 therethrough.
  • Contact area 22 are arranged side by side in the lateral direction L. Furthermore, the p-side contact region 21 and the n-side contact region 22 are led away from the optoelectronic structure 7 in the lateral direction L. In other words, the p-side contact region 21 and the n-side contact region 22 are "laterally" electrically external
  • Passivation layer 16 applied, wherein on from the
  • Passivation layer 16 vacancies the contact areas 21 and 22 external connection points 30 and 50 of the
  • the passivation layer 16 may be connected to an electrical
  • insulating material for example silicon dioxide and / or aluminum oxide.
  • silicon dioxide for example, forms the
  • junction 30 an anode and the junction 50 is a cathode of the optoelectronic semiconductor chip 100 from.
  • an auxiliary carrier 20 is mechanically fixedly arranged on the carrier element 1, the auxiliary carrier 20 being provided with at least one of the materials aluminum oxide,
  • FIG. 1B shows, in a schematic side view, a further exemplary embodiment of one described here
  • Optoelectronic semiconductor chip 100 Again, the p-side contact region 21 and the n-side
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1B additionally comprises at least one electrically conductive n-wiring layer 3 which is connected to the mounting side 11
  • the n-wiring layer 3 is applied directly to a surface remote from the auxiliary carrier 20 on the mounting side 11 of the carrier element 1.
  • an electrically insulating spacer layer 5 is arranged on one side of the n-side facing away from the carrier element 1.
  • the spacer layer 5 spaces the p-side contact region 21 and the n-wiring layer 3 in the vertical direction V and electrically insulates them
  • the n-wiring layer is guided at least in places under the p-side contact region 21.
  • the external connection point 50 is through the n-wiring layer 3
  • the n-wiring layer 3 led away from the side of the optoelectronic structure 7 and forms at exposed points, the external connection point 50 from. Furthermore, in contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1A in FIG. 1B, the n-contact element 8 is formed by at least one breakdown in the p-type region 72. That is, the n-type region 74 is electrically conductively contacted from below and p-side. In this case, the isolation region 4 extends in the vertical direction V
  • the insulation region 4 therefore completely surrounds the n-contact elements 8 in the lateral direction L.
  • FIG. 2A shows in a schematic side view a further exemplary embodiment of one described here
  • Optoelectronic semiconductor chip 100 here comprises the carrier 10 according to that described in FIG. 1B
  • the optoelectronic structure 7 shown on the left is hereinafter referred to as a first optoelectronic structure 7A and the optoelectronic structure 7 shown on the right is shown below as a second optoelectronic structure 7B.
  • the two optoelectronic structures 7A and 7B are in one Series connection electrically contacted with each other and separated by a trench 1003.
  • Region 74 of the first optoelectronic structure 7A is electrically conductively connected to the p-type region 72 of the second optoelectronic structure 7B via a continuous intermediate contact layer 33.
  • a continuous intermediate contact layer 33 In the present case is the
  • Structure 7B is associated formed. In other words, the two wiring layers 3 and 31 become one
  • Each optoelectronic structure 7 is uniquely associated with an n-wiring layer 3. In the lateral direction L between each of an n-wiring layer 3 and a p-wiring layer 31, there is one between them
  • Break contact 86 arranged.
  • the contact break 86 isolated in the lateral direction L respectively adjacent wiring layers from each other.
  • Break contact 86 is at least one electrical
  • this is the material with which carrier element 1 is formed, or a material which is different therefrom, for example a polymer, in particular a BCB, or a sol-gel material.
  • a material which is different therefrom for example a polymer, in particular a BCB, or a sol-gel material.
  • the trench 1003 may be between the first
  • opto-electronic structure 7B are formed from the direction of the p-type region 72. This is done
  • edges F2 are in the opto-electronic
  • flanks Fl which can be detected in the formation of the trench 1003 from the direction of the n-type region 74, are shown schematically in FIG. 2A.
  • the formation of the trench 1003 from the direction of the p-type region 72 and from the direction of the n-type region 74 may be effected by etching.
  • the flanks F2 of the optoelectronic structures 7 form an angle with respect to the mounting side 11 of the carrier 1, wherein the angle is greater than 90 °.
  • FIG. 2B shows another side view
  • FIG. 2C shows a schematic plan view of the device
  • Embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100 according to the figure 2A Recognizable in plan view again are the external connection points 30 and 50, which are formed by the p-side contact region 21 and the n-side contact region 22.
  • the p-side contact region 21 is electrically conductively connected to the intermediate contact layer 33 by means of a recess 85 in the electrically insulating spacer layer 5, as a result of which the series connection of the two
  • the insulation region 4 has both the n-side contact region 22 of the carrier 10 and the n-contact element 8 of the optoelectronic structure 7 in FIG

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip (100), angegeben, mit einem Träger (10) für eine optoelektronische Struktur, mit einem elektrisch isolierenden Trägerelement (1), das eine Montageseite (11) aufweist; zumindest einer elektrisch leitfähigen n-Verdrahtungsschicht (3); einer strukturierten, elektrisch leitfähigen Kontaktschicht (2), welchezumindest einen p-seitigen Kontaktbereich (21) und zumindest einem n-seitigen Kontaktbereich (22) aufweist; zumindest einem Isolationsbereich (4); zumindest einer elektrisch isolierenden Abstandsschicht (5), wobei der n-seitige Kontaktbereich (22) und die n-Verdrahtungsschicht (3) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und der p-seitige Kontaktbereich (21) und die Abstandschicht (5) den n-seitigen Kontaktbereich (22) in lateraler Richtung (L) vollständig umranden; zumindest einer optoelektronischen Struktur (7), die elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger (10) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Optoelektronischer Halbleiterchip
Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen
optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, welcher kompakt im Aufbau und alterungsstabil ist.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip einen Träger für eine optoelektronische Struktur. Der Träger kann mit einem
elektrisch leitfähigen oder elektrisch isolierenden Material gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterchips ist zumindest eine optoelektronische Struktur elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger
verbunden. "Mechanisch fest" heißt in diesem Zusammenhang, dass die optoelektronische Struktur von dem Träger,
beispielsweise durch externe mechanische Kräfte, nicht zerstörungsfrei entfernt werden kann. Bei der
optoelektronischen Struktur kann es sich beispielsweise um eine Struktur handeln, welche eine Halbleiterschichtenfolge umfasst. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst vorzugsweise zumindest einen aktiven Bereich, der im Betrieb der
optoelektronischen Struktur zur Erzeugung und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Der Träger und die optoelektronische Struktur können zusammen einen optoelektronischen Halbleiterchip bilden, bei dem es sich dann beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip oder um einen Fotodiodenchip handeln kann. Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Träger ein elektrisch isolierendes Trägerelement, das eine Montageseite aufweist. Beispielsweise ist die optoelektronische Struktur mechanisch fest auf einer Fläche an der Montageseite des Trägerelements befestigt. Zum Beispiel ist die Fläche eben ausgebildet. In diesem Fall weist die Fläche im Rahmen der Herstellungstoleranz des Trägerelements in einer lateralen und/oder vertikalen Richtung weder Stufen noch Vorsprünge auf. "Laterale Richtung" bedeutet hierbei eine Richtung parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Trägerelements. "Vertikale Richtung" ist eine Richtung senkrecht zu der
Haupterstreckungsrichtung des Trägerelements. Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Träger eine elektrisch leitfähige n-Verdrahtungsschicht , welche an der Montageseite angeordnet ist. Beispielsweise ist die
elektrisch leitfähige n-Verdrahtungsschicht auf der Fläche an der Montageseite beispielsweise mittels Drucken und/oder Aufdampfen und/oder lithografischer Prozesse aufgebracht. Zum Beispiel ist die elektrisch leitfähige n-Verdrahtungsschicht mit einem Metall und/oder einem elektrisch leitfähigen Kleber gebildet. Falls der Träger mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, ist vorzugsweise auf die Fläche an der Montageseite in vertikaler Richtung zwischen der n-
Verdrahtungsschicht und dem Trägerelement zumindest eine elektrisch isolierende Zwischenschicht angeordnet. Zum
Beispiel ist die Zwischenschicht mit Siliziumdioxid,
Siliziumnitrid, Aluminiumoxid gebildet oder enthält zumindest eines der genannten Materialien.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Träger eine strukturierte, elektrisch leitfähige Kontaktschicht, welche zumindest einen p-seitigen Kontaktbereich und zumindest einen n-seitigen Kontaktbereich aufweist. Die elektrisch leitfähige Kontaktschicht ist an einer dem Trägerelement abgewandten Seite der n-Verdrahtungsschicht angeordnet. Beispielsweise bilden die n-Verdrahtungsschicht und die Kontaktschicht stellenweise externe Anschlussstellen für den
optoelektronischen Halbleiterchip aus. Vorzugsweise sind die beiden Kontaktbereiche in lateraler Richtung nebeneinander und beabstandet zueinander angeordnet. Über die
Anschlussstellen kann dann sowohl über die elektrisch
leitfähige Kontaktschicht als auch über die elektrisch leitfähige n-Verdrahtungsschicht elektrischer Strom entlang des Trägers verteilt beziehungsweise an die gewünschten
Stellen geleitet werden.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Träger zumindest einen Isolationsbereich, welcher den p-seitigen Kontaktbereich von dem n-seitigen Kontaktbereich elektrisch isoliert. Beispielsweise unterbricht der Isolationsbereich die Kontaktschicht in einer lateralen Richtung, sodass zwischen dem p-seitigen Kontaktbereich und n-seitigen
Kontaktbereich kein elektrischer Strom fließen kann.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Träger zumindest eine elektrisch isolierende Abstandsschicht, welche an einer der dem Trägerelement abgewandten Seite der n- Verdrahtungsschicht in vertikaler Richtung zwischen dem p- seitigen Kontaktbereich und der n-Verdrahtungsschicht
angeordnet ist. Beispielsweise ist die elektrisch isolierende Abstandsschicht auf eine Fläche an der dem Trägerelement abgewandten Seite der n-Verdrahtungsschicht aufgebracht, wobei der p-seitige Kontaktbereich der Kontaktschicht
wiederum auf einer dem Trägerelement abgewandten Fläche der elektrisch isolierenden Abstandsschicht aufgebracht sein kann. Das heißt, dass die elektrisch isolierende
Abstandsschicht die n-Verdrahtungsschicht und den p-seitigen Kontaktbereich in vertikaler Richtung voneinander
beabstandet. Vorzugsweise isoliert die Abstandsschicht den p- seitigen Kontaktbereich und die n-Verdrahtungsschicht
voneinander elektrisch. In lateraler Richtung überlappen der p-seitige Kontaktbereich und die n-Verdrahtungsschicht zumindest stellenweise.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind der n-seitige Kontaktbereich und die n-Verdrahtungsschicht elektrisch leitend miteinander verbunden. Das heißt, dass der n-seitige Kontaktbereich und die n-Verdrahtungsschicht auf dem gleichen elektrischen Potential liegen. Bei externer elektrischer
Kontaktierung bildet die n-Verdrahtungsschicht vorzugsweise eine Kathode des Halbleiterchips, während der p-seitige
Kontaktbereich eine Anode des Halbleiterchips ausbilden kann. Gemäß zumindest einer Aus führungs formen umrandet der p- seitige Kontaktbereich und die Abstandsschicht den n-seitigen Kontaktbereich in lateraler Richtung vollständig. Mit anderen Worten ist der n-seitige Kontaktbereich nur über die
Montageseite zugänglich.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip einen Träger für eine optoelektronische Struktur. Der Träger umfasst ein
Trägerelement, das eine Montageseite aufweist, sowie
zumindest eine elektrisch leitfähige n-Verdrahtungsschicht, welche an der Montageseite angeordnet ist. Weiter umfasst der Träger eine strukturierte, elektrisch leitfähige
Kontaktschicht, welche zumindest einen p-seitigen Kontaktbereich und zumindest einen n-seitigen Kontaktbereich aufweist, und an einer dem Trägerelement abgewandten Seite der n-Verdrahtungsschicht angeordnet ist. Zudem umfasst der Träger zumindest einen Isolationsbereich, welcher den p- seitigen Kontaktbereich von dem n-seitigen Kontaktbereich elektrisch isoliert, sowie zumindest eine elektrisch
isolierende Abstandsschicht, welche an einer der dem
Trägerelement abgewandten Seite der n-Verdrahtungsschicht in vertikaler Richtung zwischen dem p-seitigen Kontaktbereich und der n-Verdrahtungsschicht angeordnet ist. Dabei sind der n-seitige Kontaktbereich und die n-Verdrahtungsschicht elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei der p-seitige Kontaktbereich und die Abstandsschicht den n-seitigen
Kontaktbereich in lateraler Richtung vollständig umranden. Ferner umfasst der optoelektronische Halbleiterchip zumindest eine optoelektronische Struktur, die elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger verbunden ist.
Der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass bei einer
Ankontaktierung einer optoelektronischen Struktur mit einem Träger es oftmals nötig ist, um einen elektrischen
Kurzschluss zwischen der optoelektronischen Struktur und dem Träger zu vermeiden, zwischen der optoelektronischen Struktur und dem Träger eine elektrische Isolierung anzubringen, die jedoch in ihrer Ausführung fehlerfrei, das heißt ohne Löcher oder Unebenheiten, ausgeführt sein sollte. Durch eine
fehlerfreie elektrische Isolierung können Stromlecks in der elektrischen Isolierung vermieden werden. Derartige
elektrische Isolierungen können jedoch nach längerem Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips Risse und Brüche aufweisen oder entwickeln, durch die es zwischen dem Träger und der optoelektronischen Struktur zu elektrischen Kurzschlüssen kommen kann.
Um nun einen kompakten sowie alterungsstabilen
optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, liegt dem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip unter anderem die Idee zugrunde, eine Ankontaktierung einer
optoelektronischen Struktur, welche auf einem Träger
elektrisch leitend und mechanisch fest aufgebracht ist, statt in der optoelektronischen Struktur selbst auf dem Träger auszubilden. Mit anderen Worten weist ein derartiger Träger zu einer elektrisch funktionierenden Kontaktierung der optoelektronischen Struktur bereits entsprechende
Anschlussstellen und Kontaktbereiche auf, sodass
beispielsweise die optoelektronische Struktur nur noch mit ihren Kontaktelementen auf den Kontaktelementen zugeordneten Kontaktbereichen des Trägers elektrisch leitend und
mechanisch fest angeordnet zu werden braucht. Das heißt, dass auf zeitraubende und beispielsweise in einem
Fertigungsprozess des optoelektronischen Halbleiterchips aufwändige Ankontaktierungsverfahren innerhalb der
optoelektronischen Struktur verzichtet werden kann. Auch kann mittels der hier vorgeschlagenen Ankontaktierung auf eine derartige aufwändige elektrische Isolierung verzichtet werden, da die optoelektronische Struktur mit ihren
Kontaktelementen auf den Kontaktbereichen des Trägers
schlüssig und mechanisch fest aufgesetzt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die hier gestellte Aufgabe auch durch einen optoelektronischen Halbleiterchip gelöst werden, bei dem auf die n-Verdrahtungsschicht und die
elektrisch isolierende Abstandsschicht verzichtet ist.
Stattdessen umrandet der n-seitige Kontaktbereich den p- seitigen Kontaktbereich in lateraler Richtung nur stellenweise. Insbesondere heißt dies, das der p-seitige Kontaktbereich von dem n-seitigen Kontaktbereich in lateraler Richtung nicht vollständig umrandet, das heißt nicht
vollständig eingeschlossen ist. Mit anderen Worten ist im Unterschied zu der vorhergehenden Aus führungs form der n- seitige Kontaktbereich in lateraler Richtung außen zum p- seitigen Kontaktbereich angeordnet. "Außen" heißt in diesem Zusammenhang, dass in lateraler Richtung beabstandet zum Halbleiterchip der n-seitige Kontaktbereich den p-seitigen Kontaktbereich stellenweise berandet. Auch in einer
derartigen Aus führungs form des Trägers weist dieser die
Kontaktbereiche daher selbst auf, wodurch auf eine aufwendige Ankontaktierung der optoelektronischen Struktur am Träger verzichtet werden kann.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Träger zumindest eine Spiegelschicht, die an einer der Montageseite gegenüberliegenden Auflageseite des Trägerelements angeordnet ist und eine Fläche an der Auflageseite im Wesentlichen vollständig bedeckt. "Im Wesentlichen" heißt hierbei, dass die Spiegelschicht die Fläche an der Auflageseite zumindest zu 80 %, insbesondere zu mehr als 90 %, bedeckt. Die
Spiegelschicht reflektiert primär innerhalb des aktiven
Bereichs der Halbleiterschichtenfolge der optoelektronischen Struktur erzeugte elektromagnetische Strahlung in Richtung einer Strahlungsauskoppelfläche, das heißt weg von dem
Trägerelement und erhöht damit den Anteil von aus dem
Halbleiterchip ausgekoppelter elektromagnetischer Strahlung zu primär innerhalb des aktiven Bereichs erzeugter
elektromagnetischer Strahlung. Die Strahlungsauskoppelfläche ist dabei diejenige Fläche der optoelektronischen Struktur, durch welche primär innerhalb der optoelektronischen Struktur erzeugte elektromagnetische Strahlung den Halbleiterchip verlässt. Vorzugsweise ist das Trägerelement zumindest stellenweise strahlungsdurchlässig. Das heißt, dass das
Trägerelement an diesen Stellen zumindest zu 80 %, bevorzugt zu mehr als 90 %, durchlässig für von dem aktiven Bereich in Richtung des Trägerelements emittierte elektromagnetische Strahlung ist. Vorteilhaft kann so ein möglichst großer
Anteil der von dem aktiven Bereich emittierten
elektromagnetischen Strahlung auf die Spiegelschicht treffen, anstatt von dem Trägerelement absorbiert zu werden.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der
Isolationsbereich zumindest stellenweise mit zumindest einem Hohlraum gebildet. Das heißt, dass der Isolationsbereich im Bereich des zumindest einen Hohlraums durch zumindest eine Aussparung und/oder Ausnehmung gebildet ist. Der Hohlraum ist frei von dem Material der elektrisch leitfähigen
Kontaktschicht und dem Material des Trägerelements. Zum
Beispiel ist der Hohlraum mit Luft und/oder einem anderen Gas gefüllt. Ein derartiger Hohlraum führt zu einer stabilen elektrischen Isolation zwischen dem p-seitigen Kontaktbereich und n-seitigen Kontaktbereich der auch kostengünstig
herstellbar ist.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Hohlraum zumindest stellenweise mit zumindest einem der Materialien Kunststoff, Harz, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid,
Aluminiumoxid, Titandioxid gefüllt. Je nach Materialauswahl und/oder Füllgrad des Hohlraums kann der Isolationsbereich unterschiedliche und vorgebbar einstellbare elektrisch isolierende und thermisch leitende Eigenschaften aufweisen. Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Struktur folgende Komponenten: Die
optoelektronische Struktur umfasst eine
Halbleiterschichtenfolge mit zumindest einem n-leitenden Bereich und zumindest einem p-leitenden Bereich sowie
zumindest einem aktiven Bereich, der in vertikaler Richtung zwischen den beiden Bereichen angeordnet ist. Der aktive Bereich ist im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips zur Erzeugung oder Detektion von elektromagnetischer
Strahlung vorgesehen. Die Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise auf einem I I I-V-Verbindungs-Halbleitermaterial basieren, "n-leitender Bereich" und "p-leitender Bereich" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die
Halbleiterschichtenfolge Bereiche aufweist, die in Bezug auf ihre elektrische Leitfähigkeit "n-" oder "p-leitend"
ausgebildet sind.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die
optoelektronische Struktur zumindest ein n-Kontaktelement , über das der n-leitende Bereich durch den p-leitenden Bereich hindurch elektrisch kontaktierbar ist. Mit anderen Worten wird der n-leitende Bereich durch den p-leitenden Bereich, also von der p-Seite der Halbleiterschichtenfolge her, elektrisch kontaktiert. Bei dem n-Kontaktelement kann es sich um ein Kontaktelement handeln, welches beispielsweise
zusammenhängend und durchgehend innerhalb der
Halbleiterschichtenfolge erstreckt und zumindest stellenweise am Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge direkt angrenzt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die
optoelektronische Struktur zumindest ein p-Kontaktelement , über das der p-leitende Bereich elektrisch kontaktierbar ist. Dabei sind das p-Kontaktelement und das n-Kontaktelement durch den Isolationsbereich elektrisch voneinander isoliert. In diesem Fall kann sich der Isolationsbereich ausgehend von dem Träger in die optoelektronische Struktur durchgehend und zusammenhängend hinein erstrecken.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das n- Kontaktelement mit dem n-seitigen Kontaktbereich und das p- Kontaktelement mit dem p-seitigen Kontaktbereich des
Trägerelements elektrisch leitend verbunden. Zum Beispiel ist die optoelektronische Struktur derart auf dem Träger
angeordnet, dass die beiden Kontaktelemente der
optoelektronischen Struktur mit den jeweils den
Kontaktelementen zugeordneten Kontaktbereichen des Trägers zumindest stellenweise deckgleich sind. Dazu kann die
optoelektronische Struktur auf den Träger aufgesetzt und mit diesem elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form begrenzt das n- Kontaktelement den p-leitenden Bereich zumindest stellenweise lateral. Beispielsweise berandet das n-Kontaktelement den p- leitenden Bereich zumindest stellenweise. Ebenso ist denkbar, dass das n-Kontaktelement den p-leitenden Bereich in
lateraler Richtung allseitig begrenzt. Das n-Kontaktelement ist in einer Draufsicht auf den Halbleiterchip "umlaufend" und bildet ein zusammenhängendes Gebiet aus.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das n- Kontaktelement in einem Durchbruch in der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet, wobei der Durchbruch sich ausgehend vom Träger in vertikaler Richtung durch den leitenden Bereich vollständig hindurch in den n-leitenden Bereich hinein erstreckt. Vorzugsweise ist in lateraler Richtung innerhalb des Durchbruchs zwischen dem
Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge und dem n- Kontaktelement der Isolationsbereich angeordnet. In diesem Fall begrenzt der p-leitende Bereich das n-Kontaktelement in lateraler Richtung allseitig.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist die
Halbleiterschichtenfolge frei von einem Aufwachssubstrat. "Frei von einem Aufwachssubstrat" heißt in diesem
Zusammenhang, dass die beispielsweise epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge auf einem solchen Aufwachssubstrat abgeschieden sein kann, wobei nach dem erfolgten
epitaktischen Abscheiden das Aufwachssubstrat von der
Halbleiterschichtenfolge entfernt ist.
Alternativ kann das Aufwachssubstrat auch ein Teil von der Halbleiterschichtenfolge sein, oder auf der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet bleiben. Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das p-
Kontaktelement mit einem p-seitigen Spiegelelement und das n- Kontaktelement mit einem n-seitigen Spiegelelement gebildet. Die beiden Spiegelelemente sind durch den zumindest einen Isolationsbereich elektrisch voneinander isoliert, und die Spiegelelemente sind zur Reflexion von im aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Dabei bedeutet p-seitiges Spiegelelement und n-seitiges
Spiegelelement, dass die Spiegelelemente jeweils zumindest einem p-Kontaktelement und einem n-Kontaktelement zugeordnet, beispielsweise eindeutig oder eineindeutig zugeordnet sind. Vorzugsweise sind das p-seitige Spiegelelement und das n- seitige Spiegelelement elektrisch leitfähig. Beispielsweise stehen das p-seitige Spiegelelement und das n-seitige Spiegelelement in direktem Kontakt mit dem ihm zugeordneten n-leitenden Bereich und p-leitenden Bereich der
Halbleiterschichtenfolge. Mit anderen Worten können die
Spiegelelemente in direktem Kontakt mit den ihnen
zugeordneten leitenden Bereichen der Halbleiterschichtenfolge stehen und diese elektrisch leitend kontaktieren.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist die n- Verdrahtungsschicht mit zumindest einem Spiegelelement gebildet oder es ist in vertikaler Richtung zwischen der n- Verdrahtungsschicht und der Halbleiterschichtenfolge
zumindest ein Spiegelelement, beispielsweise ein n- Spiegelelement , angeordnet. Insbesondere kann das
Spiegelelement in vertikaler Richtung unterhalb des
Isolationsbereichs angeordnet sein und dann beispielsweise von der optoelektronischen Struktur in Richtung des Trägers, das heißt durch den Isolationsbereich hindurch und auf das n- Spiegelelement auftreffende elektromagnetische Strahlung zurück in Richtung der optoelektronischen Struktur
reflektieren .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form erstreckt sich der Isolationsbereich in vertikaler Richtung ausgehend von dem n- seitigen Kontaktbereich des Trägers durch die elektrisch isolierende Abstandsschicht hindurch bis in den n-leitenden Bereich der Halbleiterschichtenfolge. Dabei berandet der Isolationsbereich sowohl das n-Kontaktelement als auch den n- seitigen Kontaktbereich in lateraler Richtung allseitig. Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist an einer der optoelektronischen Struktur abgewandten Seite des
Trägerelements ein Hilfsträger am Trägerelement mechanisch fest angeordnet, wobei der Hilfsträger mit zumindest einem der Materialien Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Silizium, Germanium, Galliumarsenid,
Siliziumcarbid, Saphir, Metall gebildet sind oder zumindest eines der genannten Materialien enthalten. Bei den Metallen kann es sich um Nickel, Molibdän, Wolfram, Kupfer oder um einen Edelstahl handeln. Mit anderen Worten ist dann in vertikaler Richtung zwischen der optoelektronischen Struktur und dem Hilfsträger der Träger angeordnet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der p-seitige Kontaktbereich und der n-seitige Kontaktbereich und/oder die n-Verdrahtungsschicht in lateraler Richtung von der
optoelektronischen Struktur weggeführt. Mit anderen Worten kann die optoelektronische Struktur über die Kontaktbereiche und/oder die n-Verdrahtungsschicht "seitlich" elektrisch kontaktiert werden. Mit anderen Worten können die
Kontaktbereiche und/oder die n-Verdrahtungsschicht externe elektrische Anschlussstellen für den optoelektronischen Halbleiterchip ausbilden.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Trägerelement strahlungsdurchlässig zumindest für von der
optoelektronischen Struktur emittierte elektromagnetische Strahlung. Zum Beispiel ist in dann der Hilfsträger
reflektierend für durch das Trägerelement hindurch tretende und auf ihn auftreffende elektromagnetische Strahlung. Der Hilfsträger kann in diesem Fall die auftreffende
elektromagnetische Strahlung zurück in Richtung der
optoelektronischen Struktur reflektieren.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip zumindest zwei
optoelektronische Strukturen. Dabei sind die optoelektronischen Strukturen auf derselben Seite des Trägers und in lateraler Richtung nebeneinander auf dem Träger angeordnet . Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die
optoelektronischen Strukturen in einer Serienschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Damit wird erreicht, dass der optoelektronische Halbleiterchip in einem Betrieb bei vorgebbarer Helligkeit einen deutlich geringeren Stromfluss aufweist. Zum Beispiel kann der optoelektronische
Halbleiterchip spannungsgetrieben bei gleichzeitigen direkten Strömen gespeist werden. Dadurch lassen sich beispielsweise teure Treiberstufen sowie Hochstromquellen durch
entsprechende Hochspannungsquellen ersetzen, welche leicht zu fertigen sind.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der n-leitende Bereich einer optoelektronischen Struktur mit dem p-leitenden Bereich einer benachbarten optoelektronischen Struktur über eine durchgehende Zwischenkontaktschicht elektrisch leitend verbunden .
Die Zwischenkontaktschicht ist entweder zumindest
stellenweise durch die einer optoelektronischen Struktur zugeordnete n-Verdrahtungsschicht und durch eine p- Verdrahtungsschicht , die einer benachbarten
optoelektronischen Struktur zugeordnet ist, oder durch den einer optoelektronischen Struktur zugeordneten n-seitigen Kontaktbereich und durch den p-seitigen Kontaktbereich, der einer benachbarten optoelektronischen Struktur zugeordnet ist, gebildet. Dabei ist die p-Verdrahtungsschicht in
derselben Weise wie die n-Verdrahtungsschicht im Träger angeordnet und mit dem p-seitigen Kontaktbereich des Trägers elektrisch leitend verbunden. Mit anderen Worten sind die Kontaktbereiche und/oder die Verdrahtungsschichten zusammen zu einer Zwischenkontaktschicht "verbunden", sodass mittels der Zwischenkontaktschicht ein n-leitender Bereich auf demselben elektrischen Potential wie der zu dem n-leitenden Bereich benachbarte p-leitenden Bereich liegt.
Im Folgenden werden der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Die Figuren 1A bis 2C zeigen jeweils in schematischen Seiten- und Draufansichten von Ausführungsbeispielen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterchips.
In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne
Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
In der Figur 1A ist anhand einer schematischen Seitenansicht ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip 100 mit einem Träger 10 gezeigt. Der Träger 10 umfasst ein elektrisch isolierendes Trägerelement 1, das eine
Montageseite 11 aufweist. Insbesondere kann das Trägerelement 1 strahlungsdurchlässig sein. Zum Beispiel ist das
Trägerelement 1 mit zumindest einem elektrisch isolierenden Material wie zum Beispiel mit einem der Materialien
Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Titandioxid, Saphir gebildet oder enthält zumindest eines der genannten Materialien.
Zudem umfasst der Träger 10 eine strukturierte, elektrisch leitfähige Kontaktschicht 2, welche zumindest einen p- seitigen Kontaktbereich 21 und zumindest einen n-seitigen Kontaktbereich 22 aufweist. Dabei ist die elektrisch
leitfähige Kontaktschicht 2 auf einer Fläche an der
Montageseite 11 des Trägerelements 1 angeordnet. Insbesondere kann die elektrisch leitfähige Kontaktschicht 2 mit einem Metall gebildet sein, welches auf das Trägerelement 1 beispielsweise aufgesputtert und/oder aufgedampft sein kann.
Weiter umfasst der Träger 10 in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1A einen Isolationsbereich 4, welcher den p- seitigen Kontaktbereich 21 von dem n-seitigen Kontaktbereich 22 elektrisch isoliert. Dabei ist vorliegender
Isolationsbereich 4 mit einem Hohlraum 41 gebildet, der vollständig oder teilweise mit zumindest einem elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel einem Kunststoff, Harz, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, oder Titandioxid gefüllt sein kann. Ferner ist auf einer der Montageseite 11
gegenüberliegenden Auflageseite 12 des Trägerelements 1 auf einer Fläche 12A der Auflageseite 12 eine Spiegelschicht 6 aufgebracht, welche die Fläche 12A vollständig bedeckt.
Weiter umrandet der n-seitige Kontaktbereich 21 den p- seitigen Kontaktbereich 22 in lateraler Richtung L
stellenweise . Ferner umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine optoelektronische Struktur 7, die elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger 10 verbunden ist. Die
optoelektronische Struktur 7 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 71 mit zumindest einem n-leitenden Bereich 74 und zumindest einem p-leitenden Bereich 72 sowie zumindest einem aktiven Bereich 73, der in vertikaler
Richtung V zwischen den beiden Bereichen 72 und 74 angeordnet ist. Dabei ist die Halbleiterschichtenfolge 71 frei von einem Aufwachssubstrat. Der aktive Bereich 73 emittiert im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 100 elektromagnetische Strahlung. Weiter umfasst die optoelektronische Struktur 7 ein n-Kontaktelement 8, über das der n-leitende Bereich 74 durch den p-leitenden Bereich 72 hindurch elektrisch
kontaktierbar ist. Darüber hinaus umfasst die
optoelektronische Struktur 7 ein p-Kontaktelement 9, über das der p-leitende Bereich 72 elektrisch kontaktierbar ist. Mit anderen Worten bilden das n-Kontaktelement 8 und das p- Kontaktelement 9 Anschlussstellen der optoelektronischen
Struktur 7, über welche die optoelektronische Struktur mit dem Träger 1 elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden ist . Ferner weist das p-Kontaktelement 9 ein p-seitiges
Spiegelelement 91 und das n-Kontaktelement 8 ein n-seitiges Spiegelelement 81 auf. Die beiden Spiegelelemente 91 und 81 sind durch den Isolationsbereich 4 elektrisch voneinander isoliert, wobei die Spiegelelemente 81 und 91 unter anderem zur Reflexion von innerhalb des aktiven Bereichs erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind.
Weiter ist der Figur 1A entnehmbar, dass das n-Kontaktelement 8 den p-leitenden Bereich 72 stellenweise in lateraler
Richtung L begrenzt. Mit anderen Worten ist gemäß der Figur 1A der n-leitende Bereich 74 aus lateraler Richtung L, das heißt seitlich, elektrisch leitend mittels des n- Kontaktelements 8 kontaktiert. Dabei verläuft der Isolationsbereich 4 in vertikaler Richtung V ausgehend vom n- seitigen Kontaktbereich 22 des Trägers 10 durch den p- leitenden Bereich 72 hindurch. Der p-seitige Kontaktbereich 21 und der n-seitige
Kontaktbereich 22 sind in lateraler Richtung L nebeneinander angeordnet. Weiter sind der p-seitige Kontaktbereich 21 und der n-seitige Kontaktbereich 22 in lateraler Richtung L von der optoelektronischen Struktur 7 weggeführt. Mit anderen Worten sind der p-seitige Kontaktbereich 21 und der n-seitige Kontaktbereich 22 von außen "seitlich" elektrisch
kontaktierbar . Zudem ist auf freiliegenden Stellen der
Kontaktbereiche 21 und 22 sowie auf freiliegenden Stellen der optoelektronischen Struktur 7 zumindest eine
Passivierungsschicht 16 aufgebracht, wobei an von der
Passivierungsschicht 16 freien Stellen der Kontaktbereiche 21 und 22 externe Anschlussstellen 30 und 50 des
optoelektronischen Halbleiterchips 100 ausgebildet sind. Die Passivierungsschicht 16 kann mit einem elektrisch
isolierenden Material, zum Beispiel Siliziumdioxid und/oder Aluminiumoxid gebildet sein. Beispielsweise bildet die
Anschlussstelle 30 eine Anode und die Anschlussstelle 50 eine Kathode des optoelektronischen Halbleiterchips 100 aus. Auf einem der optoelektronischen Struktur 7 abgewandten Seite des Trägerelements 1 ist ein Hilfsträger 20 am Trägerelement 1 mechanisch fest angeordnet, wobei der Hilfsträger 20 mit zumindest einem der Materialien Aluminiumoxid,
Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Silizium, Germanium,
Galliumarsenid, Siliziumcarbid, Saphir, Metall gebildet ist oder zumindest eines der genannten Materialien enthält. Die Figur 1B zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterchips 100. Dabei sind wiederum der p-seitige Kontaktbereich 21 und der n-seitige
Kontaktbereich 22 in lateraler Richtung L nebeneinander angeordnet. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1A umfasst jedoch das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1B zusätzlich zumindest eine elektrisch leitfähige n- Verdrahtungsschicht 3, welche an der Montageseite 11
angeordnet ist. Vorliegend ist die n-Verdrahtungsschicht 3 direkt auf eine dem Hilfsträger 20 abgewandte Fläche an der Montageseite 11 des Trägerelements 1 aufgebracht.
Weiter ist eine elektrisch isolierende Abstandsschicht 5 an einer der dem Trägerelement 1 abgewandten Seite der n-
Verdrahtungsschicht 3 in vertikaler Richtung V zwischen dem p-seitigen Kontaktbereich 21 und der n-Verdrahtungsschicht 3 angeordnet, wobei der n-seitige Kontaktbereich 22 und die n- Verdrahtungsschicht 3 elektrisch leitend miteinander
verbunden sind. Die Abstandsschicht 5 beabstandet den p- seitigen Kontaktbereich 21 und die n-Verdrahtungsschicht 3 in vertikaler Richtung V und isoliert diese elektrisch
voneinander. Mit anderen Worten ist in vertikaler Richtung V die n-Verdrahtungsschicht zumindest stellenweise unter dem p- seitigen Kontaktbereich 21 geführt.
Im Gegensatz jedoch zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1A ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1B die externe Anschlussstelle 50 durch die n-Verdrahtungsschicht 3
gebildet. Mit anderen Worten ist statt dem n-seitigen
Kontaktbereich 22 die n-Verdrahtungsschicht 3 seitlich von der optoelektronischen Struktur 7 weggeführt und bildet an freiliegenden Stellen die externe Anschlussstelle 50 aus. Ferner ist das n-Kontaktelement 8 im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1A in der Figur 1B durch zumindest einen Durchbruch in dem p-leitenden Bereich 72 gebildet. Das heißt, der n-leitende Bereich 74 wird von unten und p-seitig elektrisch leitend kontaktiert. Dabei erstreckt sich der Isolationsbereich 4 in vertikaler Richtung V
ausgehend von der n-Verdrahtungsschicht 3 durch die
elektrisch isolierende Abstandsschicht 5 und dem p-leitenden Bereich 72 hindurch bis in den n-leitenden Bereich 74 hinein. Der Isolationsbereich 4 umrandet daher die n-Kontaktelemente 8 in lateraler Richtung L vollständig.
In diesem Zusammenhang sei ferner angemerkt, dass die übrigen Merkmale des optoelektronischen Halbleiterchips 100 gemäß der Figur 1B bereits in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 gemäß der Figur 1A beschrieben und offenbart sind. In der Figur 2A ist in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterchips 100 gezeigt. Der
optoelektronische Halbleiterchip 100 umfasst vorliegend den Träger 10 gemäß der in der Figur 1B beschriebenen
Aus führungs form. Auf dem Träger 10 sind zwei in lateraler Richtung L nebeneinander angeordnete optoelektronische
Strukturen 7 elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger 10 verbunden. Zum besseren Verständnis sei die links dargestellte optoelektronische Struktur 7 im Folgenden als eine erste optoelektronische Struktur 7A und die rechts dargestellte optoelektronische Struktur 7 im Folgenden als eine zweite optoelektronische Struktur 7B geführt. Die beiden optoelektronischen Strukturen 7A und 7B sind in einer Serienschaltung miteinander elektrisch kontaktiert und durch einen Graben 1003 voneinander getrennt. Der n-leitende
Bereich 74 der ersten optoelektronischen Struktur 7A ist mit dem p-leitenden Bereich 72 der zweiten optoelektronischen Struktur 7B über eine durchgehende Zwischenkontaktschicht 33 elektrisch leitend verbunden. Vorliegend ist die
Zwischenkontaktschicht 33 vollständig durch die n- Verdrahtungsschicht 3, die der ersten optoelektronischen Struktur 7A zugeordnet ist, und durch eine p- Verdrahtungsschicht 31, die der zweiten optoelektronischen
Struktur 7B zugeordnet ist, gebildet. Mit anderen Worten sind die beiden Verdrahtungsschichten 3 und 31 zu einer
gemeinsamen Zwischenkontaktschicht 33 miteinander verbunden. Die Verdrahtungsschichten 3 und 31 und die
Zwischenkontaktschicht 33 überlappen daher nicht. Jeder optoelektronischen Struktur 7 ist eindeutig eine n- Verdrahtungsschicht 3 zugeordnet. In lateraler Richtung L zwischen jeweils einer n-Verdrahtungsschicht 3 und einer p- Verdrahtungsschicht 31 ist zwischen diesen eine
Kontaktunterbrechung 86 angeordnet. Die Kontaktunterbrechung 86 isoliert in lateraler Richtung L jeweils benachbarte Verdrahtungsschichten voneinander. In der
Kontaktunterbrechung 86 ist zumindest ein elektrisch
isolierendes Material angeordnet. Beispielsweise handelt es sich dabei um das Material, mit das Trägerelement 1 gebildet ist, oder um ein davon verschiedenes Material, zum Beispiel um einen Polymer, insbesondere um ein BCB, oder um ein Sol- Gel Material. Zudem ist, wie bereits in der Figur 1B
beschrieben, auf freiliegende Stellen des optoelektronischen Halbleiterchips 100 die Passivierungsschicht 16 aufgebracht.
Weiter können in lateraler Richtung L zwischen den beiden optoelektronischen Strukturen 7 elektrische Spannungs- und/oder Stromabgriffe angeordnet sein, mit denen jede der optoelektronischen Strukturen 7 separat und unabhängig voneinander angesteuert und elektrisch betrieben werden kann. Ferner kann der Graben 1003 zwischen der ersten
optoelektronischen Struktur 7A und der zweiten
optoelektronischen Struktur 7B aus der Richtung des p- leitenden Bereich 72 ausgebildet werden. Erfolgt das
Ausbilden des Grabens 1003 aus Richtung des p-leitenden
Bereichs 72 vor dem mechanische Verbinden der
optoelektronischen Strukturen 7 mit dem Träger 10 so ist neben der in Figur 2A dargestellten Wafer-to-Wafer
Übertragung eine Chip-to-Wafer Übertragung denkbar. Bei der Ausbildung des Grabens 1003 aus Richtung des p-leitenden Bereichs 72 sind Flanken F2 in den optoelektronischen
Strukturen 7, wie sie schematisch in der Figur 2A
eingezeichnet sind, nachweisbar. Die Flanken Fl, die sich bei der Ausbildung des Grabens 1003 aus Richtung des n-leitenden Bereichs 74 nachweisen lassen, sind schematisch in der Figur 2A eingezeichnet. Das Ausbilden des Grabens 1003 aus Richtung des p-leitenden Bereichs 72 und aus Richtung des n-leitenden Bereichs 74 kann durch Ätzen erfolgen. Die Flanken F2 der optoelektronischen Strukturen 7 bilden dabei im Bezug auf die Montageseite 11 des Trägers 1 einen Winkel aus, wobei der Winkel größer als 90° ist. Die Flanken Fl der
optoelektronischen Strukturen 7 bilden im Bezug auf die
Monatageseite 11 des Trägers 1 einen Winkel aus, wobei der Winkel kleiner als 90° ist. Mit anderen Worten weisen die Flanken F2 eine inverse Neigung zu den Flanken Fl auf.
Die Figur 2B zeigt in einer Seitenansicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterchips 100 mit einem Träger 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1A. Dabei erfolgt die Serienschaltung der beiden optoelektronischen Strukturen 7 wiederum mittels der Zwischenkontaktschicht 33, wobei im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2A die Zwischenkontaktschicht 33 durch den n-seitigen Kontaktbereich 22, welcher der optoelektronischen Struktur 7A zugeordnet ist, und durch den p-seitigen Kontaktbereich 21, welcher der optoelektronischen Struktur 7B zugeordnet ist, gebildet ist. Die Figur 2C zeigt in einer schematischen Draufsicht das
Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 gemäß der Figur 2A. Erkennbar sind in der Draufsicht wiederum die externen Anschlussstellen 30 und 50, welche durch den p-seitigen Kontaktbereich 21 und den n-seitigen Kontaktbereich 22 gebildet sind. Zudem ist aus der Figur 2C erkennbar, dass mittels einer Ausnehmung 85 in der elektrisch isolierenden Abstandsschicht 5 der p-seitige Kontaktbereich 21 elektrisch leitend mit der Zwischenkontaktschicht 33 verbunden ist, wodurch die Serienschaltung der beiden
optoelektronischen Strukturen 7 hergestellt ist. Zudem ist erkennbar, dass der Isolationsbereich 4 sowohl den n-seitigen Kontaktbereich 22 des Trägers 10 als auch das n- Kontaktelement 8 der optoelektronischen Struktur 7 in
lateraler Richtung L allseitig berandet und von dem p- leitenden Bereich 72 der Halbleiterschichtenfolge 71
elektrisch isoliert.
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 .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutsche Patentanmeldung 102011015821.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
Optoelektronischer Halbleiterchip (100), mit
- einem Träger (10) für eine optoelektronische Struktur, mit
- einem elektrisch isolierenden Trägerelement (1), das eine Montageseite (11) aufweist;
- zumindest einer elektrisch leitfähigen n- Verdrahtungsschicht (3), welche an der Montageseite (11) angeordnet ist;
- einer strukturierten, elektrisch leitfähigen
Kontaktschicht (2), welche zumindest einen p-seitigen Kontaktbereich (21) und zumindest einen n-seitigen
Kontaktbereich (22) aufweist, und an einer dem
Trägerelement (1) abgewandten Seite der n- Verdrahtungsschicht (3) angeordnet ist;
- zumindest einem Isolationsbereich (4), welcher den p- seitigen Kontaktbereich (21) von dem n-seitigen
Kontaktbereich (22) elektrisch isoliert;
- zumindest einer elektrisch isolierenden
Abstandsschicht (5), welche an einer der dem
Trägerelement (1) abgewandten Seite der n- Verdrahtungsschicht (3) in vertikaler Richtung (V) zwischen dem p-seitigen Kontaktbereich (21) und der n- Verdrahtungsschicht (3) angeordnet ist, wobei
- der n-seitige Kontaktbereich (22) und die n- Verdrahtungsschicht (3) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und
- der p-seitige Kontaktbereich (21) und die
Abstandschicht (5) den n-seitigen Kontaktbereich (22) in lateraler Richtung (L) vollständig umranden; - zumindest einer optoelektronischen Struktur (7), die elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger (10) verbunden ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (100), mit
- einem Träger (10) für eine optoelektronische Struktur, mit
- einem elektrisch isolierenden Trägerelement (1), das eine Montageseite (11) aufweist;
- einer strukturierten, elektrisch leitfähigen
Kontaktschicht (2), welche zumindest einen p-seitigen Kontaktbereich (21) und zumindest einen n-seitigen
Kontaktbereich (22) aufweist, und an der Montageseite (11) des Trägerelements (1) angeordnet ist;
- zumindest einem Isolationsbereich (4), welcher den p- seitigen Kontaktbereich (21) von dem n-seitigen
Kontaktbereich (22) elektrisch isoliert,
wobei
- der n-seitige Kontaktbereich (21) den p-seitigen
Kontaktbereich (22) in lateraler Richtung (L)
stellenweise umrandet;
- zumindest einer optoelektronischen Struktur (7), die elektrisch leitend und mechanisch fest mit dem Träger (10) verbunden ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
- das elektrisch isolierende Trägerelement (1) an seiner der optoelektronischen Struktur (7) zugewandten Seite als ebene Fläche ausgebildet ist und auf einem der
optoelektronischen Struktur (7) abgewandten Seite des elektrisch isolierenden Trägerelements (1) ein Hilfsträger (20) am elektrisch isolierenden Trägerelement (1) mechanisch fest angeordnet ist.
4. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 2, mit zumindest einer Spiegelschicht (6), die an einer der Montageseite (11) gegenüberliegenden Auflageseite (12) des Trägerelements (1) angeordnet ist und eine Fläche (12A) an der Auflageseite (12) im Wesentlichen
vollständig bedeckt.
5. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Isolationsbereich (4) zumindest stellenweise mit zumindest einem Hohlraum (41) gebildet ist.
6. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach dem
vorhergehenden Anspruch,
bei dem der Hohlraum (41) zumindest stellenweise mit zumindest einem der folgenden Materialien gefüllt ist: Kunststoff, Harz, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid,
Aluminiumoxid, Titandioxid.
7. Optoelektronischer Halbleiterchip nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die optoelektronische Struktur (7) folgende Komponenten umfasst:
- eine Halbleiterschichtenfolge (71) mit zumindest einem n-leitenden Bereich (74) und zumindest einem p-leitenden Bereich (72) sowie zumindest einem aktiven Bereich (73), der in vertikaler Richtung (V) zwischen den beiden
Bereichen (72, 74) angeordnet ist; - zumindest einem n-Kontaktelement (8), über das der n- leitende Bereich (74) durch den p-leitenden Bereich (72) hindurch elektrisch kontaktierbar ist;
- zumindest einem p-Kontaktelement (9), über das der p- leitende Bereich (72) elektrisch kontaktierbar ist, wobei
- das n-Kontaktelement (8) mit dem n-seitigen
Kontaktbereich (22) und das p-Kontaktelement (9) mit dem p-seitigen Kontaktbereich (21) des Trägerelements (1) elektrisch leitend verbunden ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip nach dem
vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Halbleiterschichtfolge (71) frei von einem Aufwachsubstrat ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
bei dem das p-Kontaktelement (9) mit einem p-seitigen Spiegelelement (91) und das n-Kontaktelement (8) mit einem n-seitigen Spiegelelement (81) gebildet ist, wobei die beiden Spiegelelemente (81, 91) durch den zumindest einen Isolationsbereich (4) elektrisch voneinander isoliert sind, und die Spiegelelemente (81, 91) zur Reflexion von im aktiven Bereich (73) erzeugter
elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind.
Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
bei dem der Isolationsbereich (4) sich in vertikaler Richtung (V) ausgehend von dem n-Kontaktbereich (22) des Trägers (1) durch die elektrisch isolierende
Abstandsschicht (5) hindurch bis in den n-leitenden Bereich (21) der Halbleiterschichtenfolge (71)
erstreckt, wobei der Isolationsbereich (4) sowohl das n- Kontaktelement (8) als auch den n-Kontaktbereich (22) in lateraler Richtung (L) allseitig berandet.
11. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem an einer der optoelektronischen Struktur (7) abgewandten Seite des Trägerelements (1) ein Hilfsträger (20) am Trägerelement (1) mechanisch fest angeordnet ist, wobei der Hilfsträger (20) mit zumindest einem der Materialien gebildet sind oder zumindest eines der
Materialien enthalten: Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Aluminiumnitrid, Silizium, Germanium, Gallium-Arsenid, Siliziumcarbid, Saphir, Metall.
12. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der p-seitige Kontaktbereich (21) und der n- seitige Kontaktbereich (22) und/oder die n- Verdrahtungsschicht (3) in lateraler Richtung (L) von der optoelektronischen Struktur (7) weggeführt sind.
13. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
- zumindest zwei optoelektronischen Strukturen (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die optoelektronischen Strukturen (7) in einer
Serienschaltung miteinander elektrisch kontaktiert sind.
14. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) gemäß dem
vorhergehenden Anspruch, bei dem - der n-leitende Bereich (74) einer optoelektronischen Struktur (7) mit dem p-leitenden Bereich (72) einer benachbarten optoelektronischen Struktur (7) über eine durchgehende Zwischenkontaktschicht (33) elektrisch leitend verbunden ist, wobei
- die Zwischenkontaktschicht (33) entweder zumindest stellenweise
- durch die einer optoelektronischen Struktur (7) zugeordnete n-Verdrahtungsschicht (3) und durch eine p- Verdrahtungsschicht (31), die einer benachbarten optoelektronischen Struktur (7) zugeordnet ist, oder
- durch den einer optoelektronischen Struktur (7) zugeordneten n-seitigen Kontaktbereich (22) und durch den p-seitigen Kontaktbereich (21), der einer
benachbarten optoelektronischen Struktur (7) zugeordnet ist, gebildet ist.
PCT/EP2012/055555 2011-04-01 2012-03-28 Optoelektronischer halbleiterchip WO2012130900A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280017312.2A CN103477455B (zh) 2011-04-01 2012-03-28 光电子半导体芯片
US14/009,265 US9343642B2 (en) 2011-04-01 2012-03-28 Optoelectronic semiconductor chip
JP2014501601A JP2014509791A (ja) 2011-04-01 2012-03-28 オプトエレクトロニクス半導体チップ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011015821.9A DE102011015821B4 (de) 2011-04-01 2011-04-01 Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102011015821.9 2011-04-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012130900A1 true WO2012130900A1 (de) 2012-10-04

Family

ID=45954636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/055555 WO2012130900A1 (de) 2011-04-01 2012-03-28 Optoelektronischer halbleiterchip

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9343642B2 (de)
JP (1) JP2014509791A (de)
CN (1) CN103477455B (de)
DE (1) DE102011015821B4 (de)
WO (1) WO2012130900A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2562815A3 (de) * 2011-08-22 2014-08-27 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung und lichtemittierende Vorrichtungsverpackung
JP2014170776A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
US20150049510A1 (en) * 2012-03-13 2015-02-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation-emiting semiconductor component, lighting device and display device

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012105176B4 (de) 2012-06-14 2021-08-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102013103409A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und optoelektronisches Modul
DE102013212294A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102013111977A1 (de) * 2013-10-30 2015-04-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Anordnung mit mindestens einem solchen optoelektronischen Halbleiterchip
DE102014100773A1 (de) * 2014-01-23 2015-07-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102014101492A1 (de) * 2014-02-06 2015-08-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
JP2016146389A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
DE102015211185A1 (de) * 2015-06-18 2016-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102015111046B9 (de) * 2015-07-08 2022-09-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102015113310B4 (de) 2015-08-12 2022-08-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterchip
DE102015115812A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung eines Bauelements
DE102015116495A1 (de) * 2015-09-29 2017-03-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102016106831A1 (de) * 2016-04-13 2017-10-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
JP6645486B2 (ja) * 2017-02-13 2020-02-14 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
DE102019101544A1 (de) * 2018-01-24 2019-07-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren
DE102018128692A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit ersten Verbindungsbereichen und optoelektronische Vorrichtung
WO2020198930A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. Apparatuses for radiation detection and methods of making them
DE102019126026A1 (de) * 2019-09-26 2021-04-01 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierender halbleiterchip

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070096130A1 (en) * 2005-06-09 2007-05-03 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-Off of Growth Substrate
DE102007022947A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008011848A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008016525A1 (de) * 2008-03-31 2009-11-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102009037186A1 (de) * 2009-08-12 2011-02-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauteil
EP2290689A2 (de) * 2009-08-31 2011-03-02 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung und lichtemittierendes Vorrichtungspaket damit

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2157609A3 (de) * 2002-08-29 2014-05-07 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung mit lichtemittierenden Dioden
JP4721691B2 (ja) * 2004-11-26 2011-07-13 京セラ株式会社 発光素子およびその発光素子を用いた照明装置
JP2007288097A (ja) 2006-04-20 2007-11-01 Showa Denko Kk フリップチップ型半導体発光素子用の実装基板、フリップチップ型半導体発光素子の実装構造及び発光ダイオードランプ
KR100714638B1 (ko) 2006-02-16 2007-05-07 삼성전기주식회사 단면 발광형 ｌｅｄ 및 그 제조방법
KR101571577B1 (ko) * 2008-02-29 2015-11-24 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 모놀리식 광전자 반도체 본체 및 그 제조 방법
JP5345363B2 (ja) * 2008-06-24 2013-11-20 シャープ株式会社 発光装置
DE102008051050A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Modul mit optoelektronischen Halbleiterelementen
US8008683B2 (en) * 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
DE202009017981U1 (de) * 2009-02-25 2010-10-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd., Suwon Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung und Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungs-Baugruppe, die diese verwendet
DE102010013494A1 (de) * 2010-03-31 2011-10-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102010027679A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102010046792A1 (de) * 2010-09-28 2012-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010048159B4 (de) 2010-10-11 2023-10-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtdiodenchip
DE102011011140A1 (de) * 2011-02-14 2012-08-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
DE102011013821B4 (de) * 2011-03-14 2024-05-23 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102011016302A1 (de) * 2011-04-07 2012-10-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102011112000B4 (de) * 2011-08-31 2023-11-30 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtdiodenchip
DE102011115659A1 (de) * 2011-09-28 2013-03-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Photovoltaischer Halbleiterchip
DE102011114670A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
DE102012101409A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070096130A1 (en) * 2005-06-09 2007-05-03 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-Off of Growth Substrate
DE102007022947A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008011848A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008016525A1 (de) * 2008-03-31 2009-11-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102009037186A1 (de) * 2009-08-12 2011-02-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauteil
EP2290689A2 (de) * 2009-08-31 2011-03-02 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung und lichtemittierendes Vorrichtungspaket damit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2562815A3 (de) * 2011-08-22 2014-08-27 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung und lichtemittierende Vorrichtungsverpackung
US9564422B2 (en) 2011-08-22 2017-02-07 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device and light emitting device package
US20150049510A1 (en) * 2012-03-13 2015-02-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation-emiting semiconductor component, lighting device and display device
DE102012102114B4 (de) 2012-03-13 2021-09-16 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierendes Halbleiterbauteil, Beleuchtungsvorrichtung und Anzeigevorrichtung
JP2014170776A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011015821A1 (de) 2012-10-04
CN103477455B (zh) 2017-09-08
US9343642B2 (en) 2016-05-17
JP2014509791A (ja) 2014-04-21
DE102011015821B4 (de) 2023-04-20
CN103477455A (zh) 2013-12-25
US20140061703A1 (en) 2014-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012130900A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
EP2499668B9 (de) Dünnfilm-halbleiterbauelement mit schutzdiodenstruktur und verfahren zur herstellung eines dünnfilm-halbleiterbauelements
EP2351079B1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterchip
WO2016113032A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement und dessen herstellungsverfahren
EP2596532B1 (de) Optoelektronisches bauelement
EP2606511A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterchips
WO2009039805A1 (de) Optoelektronisches bauelement sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102009032486A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
WO2011120775A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
DE112015002796B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip
WO2009079983A1 (de) Leuchtdiodenchip mit überspannungsschutz
DE102015111558A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102012105772A1 (de) Halbleiter-Leuchtdiodenvorrichtungs-Verpackung
WO2020074351A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil
WO2016135024A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement, verfahren zur herstellung eines elektrischen kontakts und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
DE112012001078B4 (de) Träger für eine optoelektronische Struktur und optoelektronischer Halbleiterchip mit solch einem Träger
WO2017009292A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip
WO2018184842A1 (de) Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen halbleiterchip und optoelektronischer halbleiterchip
WO2012013500A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils und optoelektronisches halbleiterbauteil
WO2016023807A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zu dessen herstellung
WO2019025206A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
WO2018215265A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102015108056A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil, optoelektronische Anordnung und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
WO2018007320A1 (de) Lumineszenzdiode und verfahren zu deren herstellung
WO2018024914A1 (de) Filament mit einem träger

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12714269

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014501601

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14009265

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12714269

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1