WO2018234103A1 - Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements und optoelektronisches bauelement - Google Patents

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Rainer BRADL
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optoelectronic component. Furthermore, the invention relates to an optoelectronic component. An object of the invention is to provide a method for
  • a further object of the invention is to provide an optoelectronic component with improved light extraction in comparison to conventional components.
  • the method for producing an optoelectronic component comprises the steps:
  • the invention further relates to an optoelectronic
  • Component also for the optoelectronic device and vice versa.
  • the method comprises a step A), providing a carrier.
  • the support may for example comprise one or more materials in the form of a layer, a plate, a foil or a laminate, which are selected from glass, quartz, plastic,
  • the carrier has glass, a
  • the carrier is preferably designed temporarily. In other words, the wearer will be in a later
  • Process step preferably after step C), again removed, so that the carrier is not part of the finished optoelectronic device.
  • the method comprises a step B), applying an adhesive to the
  • a layer or an element is arranged or applied "on” or “over” another layer or another element can mean here and below that the one layer or the one element is directly in direct mechanical and / or electrical contact is arranged on the other layer or the other element.
  • Layer or the other element is arranged. In this case, further layers and / or elements can then be arranged between the one and the other layer or between the one and the other element.
  • the adhesive is an inorganic and / or organic adhesive.
  • the adhesive is a silicone such as dimethylsiloxane, arylalkylsiloxane or diarylsiloxane.
  • the adhesive is silicone and has no scattering particles.
  • the glue is free of scattering particles or
  • the scattering particles or fillers can be any suitable scattering particles or fillers.
  • alumina aluminum nitride, titanium dioxide, silica, zirconia, other ceramic and glassy particles, metal oxides or other inorganic particles.
  • the adhesive may also be an epoxy resin.
  • the method comprises a step C), applying a
  • the adhesive covers the side surfaces of the semiconductor chip at least predominantly and / or obliquely.
  • “At least predominantly” may here and in the following mean that in particular the side surfaces are covered to a proportion of at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% or 100% of the adhesive.
  • “Tilted” here may mean that the glue is in the
  • Seen side cross-section forms an adhesive outer surface, which is arranged obliquely with respect to the side surfaces, so there is an angle between side surfaces and adhesive outer surface, so that the adhesive has at least partially an oblique configuration.
  • the adhesive has at least partially an oblique configuration.
  • Glue which is arranged on the side surfaces of the semiconductor chips seen in the side cross-section, one approximately
  • the semiconductor chip has at least one
  • Semiconductor layer sequence is preferably a III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material may preferably be based on a nitride compound semiconductor material.
  • "Based on a nitride compound semiconductor material” in the present context means that the semiconductor layer sequence or at least one layer thereof is a III-nitride compound semiconductor material, preferably In x AlyGa ] __ x _yN, where 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y
  • This material does not necessarily have a
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (In, Al, Ga, N), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
  • the optoelectronic component includes an active
  • a wavelength or a wavelength maximum of the radiation is preferably in the ultraviolet and / or visible range, in particular at wavelengths between 420 nm and 680 nm inclusive, for example between 440 nm and 480 nm inclusive.
  • the optoelectronic component is a light-emitting diode, or LED for short.
  • the component is then preferably configured to blue, red or green light or in conjunction with a
  • the semiconductor chip in each case has a radiation main surface.
  • the main radiation surface is preferably arranged perpendicular to the growth direction of the semiconductor layer sequence.
  • the main radiation surface is applied in particular to the support in step B). In other words, that is Radiation main surface of the respective semiconductor chip
  • Indirect means here in particular that, for example, an adhesive is arranged between the carrier and the radiation main surface. Immediately means here that no further layers or elements between the carrier and the
  • Radiation main surface are arranged.
  • a multiplicity of semiconductor chips are arranged on the carrier.
  • the semiconductor chips are arranged in a matrix, preferably as an array, on the carrier.
  • the semiconductor chips are preferably arranged on the carrier in such a way that they are laterally spaced apart in cross section.
  • Semiconductor chips are especially adapted to
  • the contact structures are in particular both arranged on the side opposite to the radiation main surface, that is to say the mounting surface.
  • the side surfaces are preferably perpendicular to
  • the semiconductor chip is formed as a cuboid, then the semiconductor chip has at least four side surfaces, a radiation main surface and the
  • the method comprises a step D), applying a reflector layer at least to an adhesive exterior.
  • the adhesive outer side is arranged in particular obliquely to the side surfaces of the semiconductor chip.
  • the carrier is removed again after step C).
  • the adhesive covers the main radiation side and the side surfaces of the
  • Reflector layer additionally arranged at least partially on the mounting surface of the semiconductor chip.
  • Reflector layer surrounds the semiconductor chip in the side cross-section frame or bowl-like. In other words, the reflector layer covers both the side surfaces of the
  • Reflective layer applied so that a short circuit is avoided.
  • the reflector layer may be formed of an insulating material.
  • the material may be inorganic. Alternatively or additionally, the material may also be reflective
  • the reflector layer can also be a
  • the dielectric mirror for example formed of aluminum. In principle, however, all other metals or materials that are capable of doing so are also suitable Reflecting light emitting semiconductor chip and thus decoupled from the device efficiently.
  • the reflector layer may be formed of silver.
  • the adhesive in or after step C) projects beyond the side cross-section
  • the adhesive may cover both the main radiation surface and the side surfaces of the semiconductor chip as a result of surface tension and / or volume displacement and thus surrounding the semiconductor chip like a frame on the side surfaces and on the main radiation surface.
  • a reflector layer can be applied, which reflects the light emitted by the semiconductor chip during operation and thus increases the light extraction via the radiation main surface.
  • Removal can be done for example by grinding.
  • the grinding is done after creating a housing to expose contact pads again.
  • a housing is produced after step D), which surrounds the reflector layer like a frame.
  • the material of the housing is different from the material of the reflector layer.
  • the reflector layer is preferably not produced with the material of the housing or component.
  • Housing material are generated separately from each other and can thus be optimized for the particular purpose.
  • the conventional components have, so that the light is deflected accordingly.
  • the conventional components have reflective layers of silicone, which are often filled with scattering particles, such as titanium dioxide or silicon dioxide.
  • the properties of the reflector layer are based on the material properties of the Filling material (silicone and filler such as
  • Titanium dioxide bound and thus restricted.
  • Components can emit both monochrome (red, blue, green, et cetera), but also white light, so that an additional conversion layer is necessary.
  • the hitherto used highly reflective and aging-stable material such as silicone and titanium dioxide and optionally
  • Silicon dioxide is difficult to process and less resilient. Also the adhesion of the material is not very good.
  • the reflector layer is made of the material, as well as the housing is made. Therefore, a compromise must be found between processability of the material such as silicone and titanium dioxide, reflectivity and residual material properties such as temperature resistance, aging stability, thermal expansion coefficients, material strength and adhesion. The inventor has now recognized that by the separate
  • Housing can be omitted.
  • a housing may be used, wherein the material of the housing in particular different from the material of
  • Reflector layer is. This allows the layers
  • step D a conversion layer is applied at least to the
  • the conversion layer may be converter materials such as phosphors such as YAG, garnets, kalsins, orthosilicates or Have Erdalkalinitride. These phosphors can be embedded in a matrix material, for example silicone. The embedding can be homogeneous or inhomogeneous, ie with a concentration gradient.
  • Adhesive outer surfaces and the respective side surface one
  • the angle a and / or b can be generated by further processing steps.
  • contact structures are arranged on the mounting surface of the semiconductor chip. Before step D) is a masking element on the
  • the masking element is preferably a photoresist mask.
  • the reflector layer structured on the mounting surface and optionally on the
  • radiation is generated in the semiconductor chip during operation and passes over the
  • the component is free of a housing.
  • the Reflector layer Preferably then forms the Reflector layer, the end layer of the device, so surrounds the semiconductor chip like a frame, with no additional housing in which the semiconductor chip is embedded, is present.
  • the Reflector layer Preferably forms the Reflector layer, the end layer of the device, so surrounds the semiconductor chip like a frame, with no additional housing in which the semiconductor chip is embedded, is present.
  • Reflector layer produced by deposition in a vacuum.
  • a deposition technique for example, physical
  • PVD Physical Vapor Deposition, such as electron beam evaporation or sputtering
  • CVD chemical vapor deposition
  • chemical separation from a liquid is an option.
  • Reflector layer made of silver.
  • the reflector layer forms a silver mirror.
  • Reflector layer has a layer thickness of 100 nm to 10 ym.
  • the layer thickness depends on the type of
  • a silver mirror may have a layer thickness of a few tens of ym.
  • inorganic reflector layer for example a sequence of A1N and A1203, may have a layer thickness of less than 1 ⁇ m, for example 100 nm to 900 nm.
  • the adhesive is transparent to the radiation emitted by the semiconductor chip.
  • the adhesive is preferably silicone or has silicone, the adhesive being free of scattering particles.
  • a multiplicity of semiconductor chips are applied to the carrier in step C).
  • the Semiconductor chips are preferably formed in the form of a matrix as an array.
  • Glue for example, silicone without fillers produced.
  • This reflector layer is preferably due to the
  • Adhesive layer produced.
  • the reflector layer can be applied as an independent layer or element by means of CVD or PVD and optionally with the aid of mask techniques.
  • the reflector layer can be adapted to the given requirements. Is the reflector layer of one
  • a partial additional masking of the device may be necessary, for example, short circuits between the contact structures through the
  • the mask technique may also be necessary for non-conductive reflectors, as these otherwise isolate the contact pads.
  • an adhesion promoter is applied.
  • the bonding agent may be the liability of
  • the method described here can be carried out both in the front-offline and in the end-offline process. Because the reflector layer is applied as a self-contained layer, the housing material can also be applied separately and the material can be selected or adapted in accordance with the requirements. It But there is also the possibility that the housing is completely omitted. In the event that additional
  • Housing material is applied, the adhesion between the reflector layer and the housing by a
  • Adhesive layer or other adhesion promoter can be optimized.
  • the reflector layer can be adapted to the respective needs and optimized.
  • that can be adapted to the respective needs and optimized.
  • the device has no housing.
  • FIGS. 1A to IE and FIGS. 5A to 5D each show a method for producing an optoelectronic device
  • Figures 2A to 2D and 3A to 3C are each a schematic side view of an optoelectronic component according to an embodiment
  • Figures 4A and 4B are each a schematic side view of an optoelectronic device according to a
  • FIGS. 1A to IE show a method for producing an optoelectronic component according to FIG.
  • a carrier 1 is provided.
  • the carrier may for example be formed of glass, stainless steel or as a printed circuit board.
  • the adhesive 2 is applied to the carrier (FIG. 1B).
  • the adhesive 2 may for example be formed of silicone without filling and / or scattering particles.
  • the side surfaces 32 of the semiconductor chip 3 are also covered by the adhesive.
  • the reflector layer 5 can be applied.
  • the reflector layer 5 may, for example, have a layer thickness of 100 nm.
  • the reflector layer 5 may be formed of silver. Subsequently, optionally, as shown in Figure IE, the
  • Carrier 1 are removed again.
  • the carrier 1 is removed so that individual LED components are produced.
  • the device 100 has an obliquely shaped adhesive outer side 21, which differs from the
  • Reflector layer 5 is covered.
  • the device 100 may additionally comprise contact structures 4, which are used for
  • FIG. 2A shows a schematic side view of an optoelectronic component according to an embodiment.
  • the semiconductor chip 3 has the adhesive 2 on its side surfaces 32.
  • the adhesive is triangular shaped.
  • the adhesive 32 preferably projects beyond the chip side edges at a distance d of approximately 100 ym. In particular, the distance d corresponds approximately to the height h of the semiconductor chip.
  • the adhesive 2 is preferably formed transparent.
  • the adhesive outer side 21 and the respective side surface 32 have an angle a of less than or equal to 45 °.
  • FIG. 2B shows a schematic side view of a component according to an embodiment.
  • the component 100 has a masking element 8, preferably a
  • Photoresist mask on After applying the masking element 8, the reflector layer 5 can be applied. In a subsequent method step, the masking element 8 can be removed again. The result is a structured reflector layer 5, which is applied in particular structured on the mounting side surface 33. In particular, a conductive reflector layer 5 is spaced from the contact structures 4 to avoid a short circuit.
  • FIG. 2C shows the schematic side view of an optoelectronic component according to an embodiment, which additionally has a housing 7.
  • the housing 7 and the reflector layer 5 were produced here separately and
  • both the reflector layer 5 and the housing 7 can be optimally adapted to the different purposes or conditions
  • FIG. 2D shows a schematic side view of an optoelectronic component 100 according to FIG.
  • the masking is carried out with a photoresist mask 8 via the contact structures 4.
  • the reflector element 5 can be applied and thus covers the adhesive outer surface 21 as well as the mounting surface 33 of the semiconductor chip 3 in a material and form-fitting manner.
  • the photoresist mask 8 may only be arranged on the pedestal.
  • the masking element 8 can in a subsequent
  • the result is a component which has a reflector layer 5, which surrounds the semiconductor layer like a frame and additionally avoids short circuits in the case of a conductive reflector element.
  • FIG. 3A shows a schematic side view of an optoelectronic component according to an embodiment.
  • a finished device 100 is shown, which is free of a housing 7.
  • FIG. 3B shows a schematic side view of a method step according to an embodiment.
  • the respective semiconductor chip 3 has an adhesive 2 arranged between the carrier 1 and the semiconductor chip 3 and a respective reflector layer 5, which surrounds the side surfaces of the respective semiconductor chip 3, preferably like a frame.
  • Reflector layer 5 is preferably material and form-fittingly arranged on the adhesive 2.
  • the carrier 1 can be removed in a final process step, so that a plurality of
  • FIG. 3C shows a schematic side view of an optoelectronic component according to an embodiment.
  • the device of Figure 3C differs from that
  • Conversion layer is preferably directly downstream of the main radiation surface 31.
  • Conversion layer 6 also downstream of the adhesive 2.
  • the conversion layer 6 is configured to irradiate the radiation emitted by the semiconductor chip into radiation
  • white light leak For example, white light leak.
  • the semiconductor chip 3 can in all embodiments as
  • FIG. 4A shows a schematic side view of an optoelectronic component according to FIG.
  • the semiconductor chip 3 is preferably formed as a volume emitter and has contact structures 4.
  • the semiconductor chip 3 can be arranged in a housing 7. Between the housing 7 and the side surfaces of the
  • this component has no reflector layer 5, which can be selected independently of the material of the housing 7.
  • FIG. 4B shows a schematic side view of a component 100 according to a comparative example. This differs from the component of FIG. 4A
  • the conversion layer 6 is the radiation main surface 31 directly downstream.
  • Semiconductor chip 3 can emit blue light, for example, and the phosphors of conversion layer 6 can convert the blue-emitting light into green or red light.
  • the total light emerging from the component can be, for example, white, green, blue or red.
  • FIGS. 5A to 5D show a method for producing an optoelectronic component according to FIG.
  • FIG. 5A essentially corresponds to the embodiment of FIG. 3B. It is shown a schematic side view of a method step according to an embodiment.
  • a carrier 1 is shown on which a
  • the respective semiconductor chip 3 has an adhesive 2 arranged between the carrier 1 and the semiconductor chip 3 and a respective reflector layer 5 which preferably surrounds or surrounds the side surfaces of the respective semiconductor chip 3 like a frame.
  • the reflector layer 5 is preferably arranged in substance and form fit to the adhesive 2.
  • FIG. 5A therefore shows a carrier with LED arrays which have a reflector layer 5.
  • a further carrier 9 is applied to the LED arrays.
  • the same materials as described for the carrier 1 can be used.
  • the further carrier 9 is applied to the back of the LED arrays.
  • the carrier 1 can be removed from the front of the LED arrays, as shown in FIG. 5C.
  • the front side of the LED arrays can be coated with a conversion element 6.
  • the step according to FIG. 5D can be optional. Subsequently, optionally, the further carrier 9 can be removed again or left in the component. The LED arrays can then be singulated, producing a multiplicity of optoelectronic components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100) mit den Schritten: A) Bereitstellen eines Trägers (1), B) Aufbringen eines Klebers (2) auf den Träger (1), C) Aufbringen eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips (3) mit einer Strahlungshauptfläche (31) und Seitenflächen (32) auf den Träger (1), so dass der Kleber (2) die Strahlungshauptfläche (31) bedeckt und die Seitenflächen (32) des Halbleiterchips (3) zumindest überwiegend und schräg bedeckt, und D) Aufbringen einer Reflektorschicht (5) zumindest auf eine Kleberaußenfläche (21), die schräg zu den Seitenflächen (32) des Halbleiterchips (3) angeordnet ist, wobei der Träger (1) gegebenenfalls nach Schritt C) wieder entfernt wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS UND OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements. Ferner betrifft die Erfindung ein optoelektronisches Bauelement. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
bereitzustellen, das ein Bauelement mit einer verbesserten Lichtauskopplung erzeugt. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein optoelektronisches Bauelement mit einer verbesserten Lichtauskopplung im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner werden diese Aufgaben durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem Anspruch 19 gelöst.
In zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements die Schritte auf :
A) Bereitstellen eines Trägers,
B) Aufbringen eines Klebers auf den Träger, C) Aufbringen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips mit einer Strahlungshauptfläche und Seitenflächen auf den Träger, so dass der Kleber die Strahlungshauptfläche bedeckt und die Seitenflächen des Halbleiterchips zumindest
überwiegend und schräg bedeckt,
D) Aufbringen einer Reflektorschicht zumindest auf eine
Kleberaußenfläche, die schräg zu den Seitenflächen des
Halbleiterchips angeordnet sind,
wobei der Träger gegebenenfalls nach Schritt C) wieder entfernt wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein optoelektronisches
Bauelement, das aus diesem hier beschriebenen Verfahren mit den hier beschriebenen Ausgestaltungen erhältlich ist. Dabei gelten vorzugsweise alle Ausgestaltungen und Definitionen des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauelements auch für das optoelektronische Bauelement und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt A) auf, Bereitstellen eines Trägers. Der Träger kann beispielsweise ein oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat aufweisen, die ausgewählt sind aus Glas, Quarz, Kunststoff,
Metall, Edelstahl, Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) , Siliziumwafer . Insbesondere weist der Träger Glas, eine
Edelstahlplatte oder PCB auf oder besteht daraus. Der Träger ist vorzugsweise temporär ausgestaltet. Mit anderen Worten wird der Träger in einem späteren
Verfahrensschritt, vorzugsweise nach Schritt C) , wieder entfernt, so dass der Träger nicht Bestandteil des fertigen optoelektronischen Bauelements ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt B) auf, Aufbringen eines Klebers auf den
Träger .
Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.
Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar beziehungsweise über der anderen
Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen und dem anderen Element angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Kleber ein anorganischer und/oder organischer Kleber. Insbesondere ist der Kleber ein Silikon, wie beispielsweise Dimethylsiloxan, Arylalkylsiloxan oder Diarylsiloxan . Vorzugsweise ist der Kleber Silikon und weist keine Streupartikel auf. Mit anderen Worten ist der Kleber frei von Streupartikeln oder
Füllstoffen. Die Streupartikel oder Füllstoffe können
beispielsweise Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Titandioxid, Siliziumdioxid, Zirkoniumdioxid, andere keramische als auch glasartige Partikel, Metalloxide oder andere anorganische Partikel sein.
Alternativ kann der Kleber auch ein Epoxidharz sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt C) auf, Aufbringen eines
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips mit einer
Strahlungshauptfläche und Seitenflächen auf den Träger, so dass der Kleber die Strahlungshauptseite bedeckt. Alternativ oder zusätzlich bedeckt der Kleber die Seitenflächen des Halbleiterchips zumindest überwiegend und/oder schräg. "Zumindest überwiegend" kann hier und im Folgenden meinen, dass insbesondere die Seitenflächen zu einem Anteil von mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 % oder 100 % von dem Kleber bedeckt sind. "Schräg bedeckt" kann hier meinen, dass der Kleber im
Seitenquerschnitt gesehen eine Kleberaußenfläche bildet, die in Bezug auf die Seitenflächen schräg angeordnet ist, also einen Winkel zwischen Seitenflächen und Kleberaußenfläche vorliegt, so dass der Kleber zumindest bereichsweise eine schräge Ausgestaltung aufweist. Vorzugsweise weist der
Kleber, der im Seitenquerschnitt gesehen an den Seitenflächen der Halbleiterchips angeordnet ist, eine annähernd
dreieckförmige Ausgestaltung auf. Der Halbleiterchip weist mindestens eine
Halbleiterschichtenfolge auf. Bei der
Halbleiterschichtenfolge handelt es sich bevorzugt um ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial . Das Halbleitermaterial kann bevorzugt auf einem Nitridverbindungshalbleitermaterial basieren. "Auf einem Nitridverbindungshalbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein III-Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise InxAlyGa]__x_yN, umfasst, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y
< 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine
mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die
charakteristischen physikalischen Eigenschaften des
InxAlyGa]__x_yN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der
Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (In, AI, Ga, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Das optoelektronische Bauelement beinhaltet eine aktive
Schicht mit mindestens einem pn-Übergang und/oder mit einer oder mit mehreren Quantentopfstrukturen . Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements wird in der aktiven Schicht eine elektromagnetische Strahlung erzeugt. Eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenmaximum der Strahlung liegt bevorzugt im ultravioletten und/oder sichtbaren Bereich, insbesondere bei Wellenlängen zwischen einschließlich 420 nm und 680 nm, zum Beispiel zwischen einschließlich 440 nm und 480 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine Leuchtdiode, kurz LED. Das Bauelement ist dann bevorzugt dazu eingerichtet, blaues, rotes oder grünes Licht oder in Verbindung mit einer
Konversionsschicht weißes Licht zu emittieren.
Der Halbleiterchip weist jeweils eine Strahlungshauptfläche auf. Die Strahlungshauptfläche ist vorzugsweise senkrecht zur Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Die Strahlungshauptfläche wird insbesondere auf den Träger im Schritt B) aufgebracht. Mit anderen Worten ist die Strahlungshauptfläche des jeweiligen Halbleiterchips
mittelbar oder unmittelbar dem Träger nachgeordnet. Mittelbar meint hier insbesondere, dass beispielsweise ein Kleber zwischen dem Träger und der Strahlungshauptfläche angeordnet ist. Unmittelbar meint hier, dass keine weiteren Schichten oder Elemente zwischen dem Träger und der
Strahlungshauptfläche angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Halbleiterchips auf dem Träger angeordnet. Insbesondere werden die Halbleiterchips matrixförmig, vorzugsweise als Array, auf dem Träger angeordnet. Die Halbleiterchips werden vorzugsweise auf dem Träger derart angeordnet, dass sie im Querschnitt lateral zueinander beabstandet sind. Die
Halbleiterchips sind insbesondere dazu eingerichtet,
vorzugsweise Strahlung aus dem sichtbaren Bereich zu
emittieren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der
Halbleiterchip oder der jeweilige Halbleiterchip
Kontaktstrukturen auf. Insbesondere sind die
Kontaktstrukturen ein p-Kontakt zur Kontaktierung der
zumindest einen p-dotierten Halbleiterschicht und ein n- Kontakt zur Kontaktierung der zumindest einen n-dotierten Halbleiterschicht des Halbleiterchips. Die Kontaktstrukturen sind insbesondere beide auf der der Strahlungshauptfläche gegenüberliegenden Seite, also der Montagefläche, angeordnet.
Die Seitenflächen sind vorzugsweise senkrecht zur
Strahlungshauptfläche angeordnet. Ist der Halbleiterchip als Quader ausgeformt, so weist der Halbleiterchip zumindest vier Seitenflächen, eine Strahlungshauptfläche und die der
Strahlungshauptfläche gegenüberliegende Montagefläche auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt D) auf, Aufbringen einer Reflektorschicht zumindest auf eine Kleberaußenseite. Die Kleberaußenseite ist insbesondere schräg zu den Seitenflächen des Halbleiterchips angeordnet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Träger nach Schritt C) wieder entfernt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt der Kleber die Strahlungshauptseite und die Seitenflächen des
Halbleiterchips vollständig Stoffschlüssig . Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die
Reflektorschicht zusätzlich zumindest bereichsweise auf der Montagefläche des Halbleiterchips angeordnet. Die
Reflektorschicht umgibt im Seitenquerschnitt gesehen den Halbleiterchip rahmen- oder schüsselartig. Mit anderen Worten bedeckt die Reflektorschicht sowohl die Seitenflächen des
Halbleiterchips als auch die Montageunterseite mit Ausnahme der Bereiche, die von den Kontaktstrukturen des
Halbleiterchips bedeckt sind. Vorzugsweise ist die
Reflektorschicht derart aufgebracht, dass ein Kurzschluss vermieden wird.
Die Reflektorschicht kann aus einem isolierenden Material geformt sein. Das Material kann anorganisch sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Material auch reflektierend
ausgeformt sein. Die Reflektorschicht kann auch ein
dielektrischer Spiegel, beispielsweise aus Aluminium geformt, sein. Im Prinzip sind aber auch alle anderen Metalle oder Materialien geeignet, die dazu in der Lage sind, das von dem Halbleiterchip emittierende Licht zu reflektieren und somit aus dem Bauelement effizient auszukoppeln. Beispielsweise kann die Reflektorschicht aus Silber geformt sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt der Kleber im oder nach Schritt C) im Seitenquerschnitt gesehen die
Seitenflächen des Halbleiterchips lateral um maximal 100 nm bis 1 ym, 10 ym, 20 ym, 30 ym, 40 ym, 50 ym, 60 ym, 70 ym, 80 ym, 90 ym oder 100 ym.
Durch das Bereitstellen eines Trägers und Aufbringen eines Klebers vorzugsweise im Überschuss auf den Träger und
anschließendes Aufbringen des Halbleiterchips auf dem Kleber kann der Kleber in Folge von Oberflächenspannung und/oder Volumenverdrängung sowohl die Strahlungshauptfläche als auch die Seitenflächen des Halbleiterchips bedecken und damit den Halbleiterchip rahmenartig an den Seitenflächen und an der Strahlungshauptfläche umgeben. Im anschließenden
Verfahrensschritt kann eine Reflektorschicht aufgebracht werden, die im Betrieb das von dem Halbleiterchip emittierte Licht reflektiert und somit die Lichtauskopplung über die Strahlungshauptfläche erhöht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der auf der
Strahlungshauptfläche angeordnete Kleber entfernt. Das
Entfernen kann beispielsweise mittels Abschleifen erfolgen. Insbesondere erfolgt das Abschleifen nach dem Erzeugen eines Gehäuses, um Kontaktpads wieder freizulegen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der auf der
Strahlungshauptfläche angeordnete Kleber nicht entfernt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach Schritt D) ein Gehäuse erzeugt, das die Reflektorschicht rahmenartig umgibt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Material des Gehäuses verschieden von dem Material der Reflektorschicht.
Es wird hier also vorzugsweise die Reflektorschicht nicht mit dem Material des Gehäuses oder Bauteils erzeugt. Die
Funktionalitäten, also die Reflexionsfähigkeit und das
Gehäusematerial, werden voneinander getrennt erzeugt und können damit auf den jeweiligen Zweck optimiert werden.
Hier und im Folgenden meint Reflexion, dass das von dem
Halbleiterchip emittierte Licht mindestens zu 80 %, 90 %, 95 % an der Reflektorschicht reflektiert wird und somit aus dem Bauelement, insbesondere über die Strahlungshauptfläche gerichtet nach vorne ausgekoppelt wird. Bei der Herstellung von optoelektronischen Bauelementen, beispielsweise bei Halbleiterchips, die als Volumenemitter ausgeformt sind, hat der Erfinder erkannt, dass durch das hier beschriebene optoelektronische Bauelement eine
Verbesserung der Lichtauskopplung an den Seitenflächen in Richtung Strahlungshauptfläche erfolgen kann. Bisher sind nur Halbleiterbauelemente bekannt, die schräge Strukturen
aufweisen, so dass das Licht entsprechend umgelenkt wird. Dabei weisen die herkömmlichen Bauelemente reflektierende Schichten aus Silikon auf, die häufig mit Streupartikeln, wie Titandioxid oder Siliziumdioxid, gefüllt sind. Diese
gefüllten Silikone bilden gleichzeitig auch das
Bauteilgehäuse. Bei dieser Technik sind die Eigenschaften der Reflektorschicht jedoch an die Materialeigenschaften des Füllmaterials (Silikon und Füllstoff wie beispielsweise
Titandioxid) gebunden und somit eingeschränkt. Solche
Bauelemente können sowohl einfarbige (rot, blau, grün, et cetera) , aber auch weißes Licht emittieren, so dass noch eine zusätzliche Konversionsschicht notwendig ist.
Das bisher verwendete hochreflektive und alterungsstabile Material wie Silikon und Titandioxid und gegebenenfalls
Siliziumdioxid ist schlecht verarbeitbar und wenig belastbar. Auch die Haftung des Materials ist nicht sehr gut. Bei herkömmlichen Bauelementen wird die Reflektorschicht aus dem Material hergestellt, wie auch das Gehäuse hergestellt wird. Daher muss ein Kompromiss zwischen der Verarbeitbarkeit des Materials, wie beispielsweise Silikon und Titandioxid, der Reflektivität und den restlichen Materialeigenschaften, wie beispielsweise Temperaturbeständigkeit, Alterungsstabilität, thermische Ausdehnungskoeffizienten, Materialfestigkeit und Haftung gefunden werden. Der Erfinder hat nun erkannt, dass durch das separate
Ausgestalten des Reflektorelements auf ein zusätzliches
Gehäuse verzichtet werden kann. Alternativ kann auch ein Gehäuse verwendet werden, wobei das Material des Gehäuses insbesondere verschieden von dem Material der
Reflektorschicht ist. Damit können die Schichten
beziehungsweise das Gehäuse für den jeweiligen Zweck optimal separat angepasst werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach Schritt D) eine Konversionsschicht zumindest auf die
Strahlungshauptfläche aufgebracht. Die Konversionsschicht kann Konvertermaterialien, wie beispielsweise Leuchtstoffe, wie YAG, Granate, Kalsine, Orthosilikate oder Erdalkalinitride aufweisen. Diese Leuchtstoffe können in einem Matrixmaterial, beispielsweise Silikon, eingebettet sein. Die Einbettung kann homogen oder inhomogen, also mit einem Konzentrationsgradienten erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die
Kleberaußenflächen und die jeweilige Seitenfläche einen
Winkel a von kleiner oder gleich 45°, 30°, 25°, 20°, 10° auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Montagefläche des
Halbleiterchips und die Kleberaußenseite einen Winkel b von kleiner oder gleich 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10°, 5° auf. Gegebenenfalls kann der Winkel a und/oder b durch weitere Bearbeitungsschritte erzeugt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind Kontaktstrukturen an der Montagefläche des Halbleiterchips angeordnet. Vor Schritt D) wird ein Maskierungselement über die
Kontaktstrukturen angeordnet, das nach Schritt D) wieder entfernt wird. Das Maskierungselement ist vorzugsweise eine Fotolackmaske. Damit kann die Reflektorschicht strukturiert auf die Montagefläche und gegebenenfalls auf die
Kleberaußenfläche aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird Strahlung in dem Halbleiterchip im Betrieb erzeugt und gelangt über die
Seitenflächen zur Reflektorschicht und wird dort reflektiert. Damit wird ein Großteil der Strahlung des Bauelements über die Strahlungshauptfläche ausgekoppelt. Mit anderen Worten verlässt die Strahlung das Bauelement im Wesentlichen über die Strahlungshauptfläche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauelement frei von einem Gehäuse. Vorzugsweise bildet dann die Reflektorschicht die Abschlussschicht des Bauelements, umgibt also den Halbleiterchip rahmenartig, wobei kein zusätzliches Gehäuse, in dem der Halbleiterchip eingebettet ist, vorliegt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die
Reflektorschicht mittels Abscheidung im Vakuum erzeugt. Als Abscheidetechnik kann beispielsweise physikalische
Abscheidung im Vakuum (PVD, Physical Vapour Deposition, wie Elektronenstrahlverdampfen oder Sputtern) oder chemische Dampfabscheidung (CVD, Chemical Vapour Deposition) verwendet werden. Auch Chemische Abscheidung aus einer Flüssigkeit ist eine Option.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die
Reflektorschicht aus Silber geformt. Mit anderen Worten bildet die Reflektorschicht einen Silberspiegel aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Reflektorschicht eine Schichtdicke von 100 nm bis 10 ym auf. Insbesondere hängt die Schichtdicke von der Art der
Reflektorschicht ab. Ein Silberspiegel kann beispielsweise eine Schichtdicke von einigen 10 ym aufweisen. Eine
anorganische Reflektorschicht, beispielswiese eine Abfolge von A1N und A1203, kann eine Schichtdicke von unter 1 ym, beispielsweise 100 nm bis 900 nm aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Kleber für die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung transparent. Der Kleber ist vorzugsweise Silikon oder weist Silikon auf, wobei der Kleber frei von Streupartikeln ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt C) eine Vielzahl von Halbleiterchips auf dem Träger aufgebracht. Die Halbleiterchips sind vorzugsweise in Form einer Matrix als Array ausgeformt.
Um die geometrische Form der Reflektorschicht zu erzeugen, wird um den Halbleiterchip herum mit einem transparenten
Kleber beispielsweise Silikon ohne Füllstoffe erzeugt. Diese Reflektorschicht wird vorzugsweise aufgrund der
Meniskusbildung, aufgrund der Oberflächenspannung der
Kleberschicht, erzeugt.
Anschließend kann die Reflektorschicht als eigenständige Schicht oder Element mittels CVD oder PVD und gegebenenfalls mit Hilfe von Maskentechniken aufgebracht werden. Dadurch kann die Reflektorschicht an die gegebenen Anforderungen angepasst werden. Ist die Reflektorschicht aus einem
leitfähigen Material geformt, kann eine teilweise zusätzliche Maskierung des Bauelements notwendig sein, um beispielsweise Kurzschlüsse zwischen den Kontaktstrukturen durch die
leitende Reflektorschicht zu verhindern. Die Maskentechnik kann auch bei nichtleitenden Reflektoren nötig sein, da diese sonst die Kontaktpads isolieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Haftvermittler aufgebracht. Der Haftvermittler kann die Haftung der
Reflektorschicht am Gehäusematerial verbessern.
Das hier beschriebene Verfahren kann sowohl im Frontoffline- als auch im Endoffline-Prozess erfolgen. Dadurch, dass die Reflektorschicht als eigenständige Schicht aufgebracht wird, kann auch das Gehäusematerial separat aufgebracht werden und das Material dafür entsprechend den Anforderungen ausgewählt beziehungsweise angepasst werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Gehäuse komplett weggelassen wird. Für den Fall, dass zusätzliches
Gehäusematerial aufgebracht wird, kann die Haftung zwischen der Reflektorschicht und dem Gehäuse durch eine
Haftvermittlerschicht oder weiteren Haftvermittler optimiert werden .
Der Erfinder hat erkannt, dass mit dem hier beschriebenen Verfahren die Reflektorschicht an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst und optimiert werden kann. Zudem kann das
Gehäusematerial an die Bedürfnisse und die Verarbeitbarkeit unabhängig von den Anforderungen der Reflektorschicht
angepasst und optimiert werden. Es ist auch möglich, dass das Bauelement kein Gehäuse aufweist.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den in folgenden
Verbindungen mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen. Es zeigen: die Figuren 1A bis IE sowie die Figuren 5A bis 5D jeweils ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauelement, die Figuren 2A bis 2D und 3A bis 3C jeweils eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform, und die Figuren 4A und 4B jeweils eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß eines
Vergleichsbeispiels . In den Ausführungsbeispielen und in den Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt werden. Die Figuren 1A bis IE zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer
Ausführungsform.
Wie in Figur 1A gezeigt, wird ein Träger 1 bereitgestellt. Der Träger kann beispielsweise aus Glas, Edelstahl oder als Leiterplatte geformt sein.
Auf dem Träger wird ein Kleber 2 aufgebracht (Figur 1B) . Der Kleber 2 kann beispielsweise aus Silikon ohne Füll- und/oder Streupartikel geformt sein.
Auf dem Kleber 2 und/oder Träger 1 wird zumindest ein
Halbleiterchip 3 aufgebracht (Figur IC) . Dabei wird die
Strahlungshauptfläche 31 in den Kleber 2 getaucht
beziehungsweise auf den Kleber 2 angeordnet. In Folge von Oberflächenspannungen werden auch die Seitenflächen 32 des Halbleiterchips 3 von dem Kleber bedeckt.
Vorzugsweise wird die Strahlungshauptfläche 31 und die
Seitenflächen 32 vollständig von dem Kleber bedeckt. Es bildet sich an den Seitenflächen 32 eine Schräge, also eine Kleberaußenseite 21 aus. An der Kleberaußenseite 21 kann, wie in Figur 1D gezeigt, die Reflektorschicht 5 aufgebracht sein. Die Reflektorschicht 5 kann beispielsweise eine Schichtdicke von 100 nm aufweisen. Die Reflektorschicht 5 kann aus Silber geformt sein. Anschließend kann optional, wie in Figur IE gezeigt, der
Träger 1 wieder entfernt werden. Insbesondere wird der Träger 1 entfernt, so dass einzelne LED-Bauteile erzeugt werden.
Es resultiert daher ein optoelektronisches Bauelement 100, das einen Halbleiterchip 3 aufweist, der an seinen
Seitenflächen 32 und an der Strahlungshauptfläche 31 von dem Kleber 2 bedeckt ist. Zudem weist das Bauelement 100 eine schräg ausgeformte Kleberaußenseite 21 auf, die von der
Reflektorschicht 5 bedeckt ist. Das Bauelement 100 kann zusätzlich Kontaktstrukturen 4 aufweisen, die zur
Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterchips 3 dienen.
Die Figur 2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform. Der Halbleiterchip 3 weist an seinen Seitenflächen 32 den Kleber 2 auf. Hier ist der Kleber dreieckförmig ausgeformt. Der Kleber 32 überragt vorzugsweise die Chipseitenkanten in einem Abstand d von ungefähr 100 ym. Insbesondere entspricht der Abstand d in etwa der Höhe h des Halbleiterchips.
Der Kleber 2 ist vorzugsweise transparent ausgeformt. Die Kleberaußenseite 21 und die jeweilige Seitenfläche 32 weisen einen Winkel a von kleiner oder gleich 45°auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Montagefläche 33 des
Halbleiterchips 3 und die Kleberaußenfläche 21 einen Winkel b von kleiner oder gleich 45° oder größer oder gleich 45° auf. Die Winkel a und b ergeben in der Summe 90°. Die Figur 2B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauelements gemäß einer Ausführungsform. Das Bauelement 100 weist ein Maskierungselement 8, vorzugsweise eine
Fotolackmaske auf. Nach Aufbringen des Maskierungselements 8 kann die Reflektorschicht 5 aufgebracht werden. In einem anschließenden Verfahrensschritt kann das Maskierungselement 8 wieder entfernt werden. Es resultiert eine strukturierte Reflektorschicht 5, die insbesondere strukturiert auf der Montageseitenfläche 33 aufgebracht wird. Insbesondere ist eine leitfähige Reflektorschicht 5 von den Kontaktstrukturen 4 beabstandet, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
Die Figur 2C zeigt die schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform, das zusätzlich ein Gehäuse 7 aufweist. Das Gehäuse 7 und die Reflektorschicht 5 wurden hier separat erzeugt und
vorzugsweise mit unterschiedlichen Materialien erzeugt. Daher kann sowohl die Reflektorschicht 5 als auch das Gehäuse 7 an die unterschiedlichen Zwecke oder Bedingungen optimal
angepasst werden.
Die Figur 2D zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 100 gemäß einer
Ausführungsform. In dieser schematischen Seitenansicht erfolgt die Maskierung mit einer Fotolackmaske 8 über die Kontaktstrukturen 4. Anschließend kann das Reflektorelement 5 aufgebracht werden und bedeckt somit die Kleberaußenfläche 21 als auch die Montagefläche 33 des Halbleiterchips 3 stoff- und formschlüssig. Wenn die Fotolackmaske 8 die
Kontaktstrukturen umformt, kann es zwischen Reflektor- und Padkante eine Lücke geben. Ist das nicht gewollt, darf die Fotolackmaske 8 nur auf dem Päd angeordnet sein. Das Maskierungselement 8 kann in einem anschließenden
Verfahrensschritt wieder entfernt werden. Es resultiert ein Bauelement, das eine Reflektorschicht 5 aufweist, die die Halbleiterschicht rahmenartig umgibt und zusätzlich im Falle eines leitfähigen Reflektorelements Kurzschlüsse vermeidet.
Die Figur 3A zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform. Hier ist ein fertiges Bauelement 100 gezeigt, das frei von einem Gehäuse 7 ist. Mit anderen Worten bildet die
Reflektorschicht 5 das Abschlusselement des
optoelektronischen Bauelements. Im Hinblick auf die anderen Elemente oder Schichten des Bauelements wird auf die
vorhergehenden Ausführungen zu den Figuren verwiesen.
Die Figur 3B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Verfahrensschritts gemäß einer Ausführungsform. In diesem Beispiel ist das Aufbringen einer Vielzahl von
Halbleiterchips 3 auf einen Träger 1 gezeigt. Der jeweilige Halbleiterchip 3 weist einen zwischen dem Träger 1 und dem Halbleiterchip 3 angeordneten Kleber 2 auf und eine jeweilige Reflektorschicht 5, die die Seitenflächen des jeweiligen Halbleiterchips 3, vorzugsweise rahmenartig umgibt. Die
Reflektorschicht 5 ist vorzugsweise Stoff- und formschlüssig an dem Kleber 2 angeordnet.
Der Träger 1 kann in einem abschließenden Verfahrensschritt wieder entfernt werden, so dass eine Vielzahl von
Halbleiterchips mit der hier beschriebenen Ausgestaltung erzeugt werden kann. Die Figur 3C zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform. Das Bauelement der Figur 3C unterscheidet sich von dem
Bauelement der Figur 3A dadurch, dass das Bauelement
zusätzlich eine Konversionsschicht 6 aufweist. Die
Konversionsschicht ist vorzugsweise der Strahlungshauptfläche 31 direkt nachgeordnet. Insbesondere ist die
Konversionsschicht 6 auch dem Kleber 2 direkt nachgeordnet. Die Konversionsschicht 6 ist dazu eingerichtet, die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung in Strahlung mit
veränderter, meist längerer Wellenlänge vollständig oder teilweise zu konvertieren. Aus dem Bauelement kann
beispielsweise weißes Licht austreten.
Der Halbleiterchip 3 kann in allen Ausgestaltungen als
Volumenemitter ausformt sein.
Die Figur 4A zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß eines
Vergleichsbeispiels. Der Halbleiterchip 3 ist vorzugsweise als Volumenemitter ausformt und weist Kontaktstrukturen 4 auf. Der Halbleiterchip 3 kann in einem Gehäuse 7 angeordnet sein. Zwischen dem Gehäuse 7 und der Seitenflächen des
Halbleiterchips 3 kann ein Kleber 2 angeordnet sein. Im
Vergleich zu dem hier beschriebenen Verfahren weist dieses Bauelement keine Reflektorschicht 5 auf, die unabhängig von dem Material des Gehäuses 7 gewählt werden kann.
Die Figur 4B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauelements 100 gemäß eines Vergleichsbeispiels. Im Vergleich zu dem Bauelement der Figur 4A unterscheidet sich das
Bauelement der Figur 4B dadurch, dass es zusätzlich eine Konversionsschicht 6 aufweist. Die Konversionsschicht 6 ist der Strahlungshauptfläche 31 direkt nachgeordnet. Der
Halbleiterchip 3 kann beispielsweise blaues Licht emittieren, wobei die Leuchtstoffe der Konversionsschicht 6 das blau emittierende Licht in grünes oder rotes Licht konvertieren können. Das aus dem Bauelement austretende Gesamtlicht kann beispielsweise weiß, grün, blau oder rot sein.
Die Figuren 5A bis 5D zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer
Ausführungsform.
Die Figur 5A entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform der Figur 3B. Es ist eine schematische Seitenansicht eines Verfahrensschritts gemäß einer Ausführungsform gezeigt. In diesem Beispiel ist ein Träger 1 gezeigt, auf dem eine
Vielzahl von Halbleiterchips 3 angeordnet ist. Der jeweilige Halbleiterchip 3 weist einen zwischen dem Träger 1 und dem Halbleiterchip 3 angeordneten Kleber 2 und eine jeweilige Reflektorschicht 5 auf, die die Seitenflächen des jeweiligen Halbleiterchips 3 vorzugsweise rahmenartig umgibt oder umgeben. Die Reflektorschicht 5 ist vorzugsweise Stoff- und formschlüssig an den Kleber 2 angeordnet. Die Figur 5A zeigt also einen Träger mit LED-Arrays, die eine Reflektorschicht 5 aufweisen .
Wie in Figur 5B gezeigt, wird auf den LED-Arrays ein weiterer Träger 9 aufgebracht. Als weiterer Träger 9 können die gleichen Materialien wie zum Träger 1 beschrieben verwendet werden. Der weitere Träger 9 wird auf die Rückseite der LED- Arrays aufgebracht.
Anschließend kann der Träger 1 von der Vorderseite der LED- Arrays, wie in Figur 5C gezeigt, entfernt werden. Anschließend kann, wie in Figur 5D gezeigt, die Vorderseite der LED-Arrays mit einem Konversionselement 6 beschichtet werden. Vorzugsweise wird die gesamte Anzahl der LEDs oder der optoelektronischen Bauelemente mit einem
Konversionselement oder einer Konversionsschicht beschichtet.
Der Schritt gemäß Figur 5D kann optional sein. Anschließend kann optional der weitere Träger 9 wieder entfernt werden oder in dem Bauelement belassen werden. Die LED-Arrays können anschließend vereinzelt werden, wobei eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen erzeugt wird.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im Allgemeinteil aufweisen .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 113 388.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugs zeichenliste
100 optoelektronisches Bauelement
1 Träger
2 Kleber
21 Kleberaußenfläche
3 Halbleiterchip
31 Strahlungshauptfläche
32 Seitenflächen
33 Montagefläche
4 Kontaktstrukturen
5 Reflektorschicht
6 Konversionselement oder Konversionsschicht
7 Gehäuse
8 Maskierungselement
9 weiterer Träger
a Winkel zwischen Kleberaußenflächen und jeweiliger
Seitenfläche
b Winkel zwischen Montagefläche des Halbleiterchips und der Kleberaußenfläche

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauelements (100) mit den Schritten:
A) Bereitstellen eines Trägers (1),
B) Aufbringen eines Klebers (2) auf den Träger (1),
C) Aufbringen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (3) mit einer Strahlungshauptfläche (31) und Seitenflächen (32) auf den Träger (1), so dass der Kleber (2) die
Strahlungshauptfläche (31) bedeckt und die Seitenflächen (32) des Halbleiterchips (3) zumindest überwiegend und schräg bedeckt,
D) Aufbringen einer Reflektorschicht (5) zumindest auf eine Kleberaußenfläche (21), die schräg zu den Seitenflächen (32) des Halbleiterchips (3) angeordnet sind,
wobei der Träger (1) gegebenenfalls nach Schritt C) wieder entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei der Kleber (2) die Strahlungshauptfläche (31) und die Seitenflächen (32) des Halbleiterchips (3) vollständig stoffschlüssig bedeckt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Reflektorschicht (5) zusätzlich zumindest
bereichsweise auf einer Montagefläche (33) des
Halbleiterchips (3) angeordnet wird, die der
Strahlungshauptfläche (31) gegenüberliegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Kleber im oder nach Schritt C) im Seitenquerschnitt gesehen die Seitenflächen des Halbleiterchips lateral um maximal 100 ym überragt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der auf der Strahlungshauptfläche (31) angeordnete Kleber (2) entfernt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei nach Schritt D) ein Gehäuse (7) erzeugt wird, das die Reflektorschicht (5) rahmenartig umgibt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Material des Gehäuses (7) verschieden von dem
Material der Reflektorschicht (5) ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei nach Schritt D) eine Konversionsschicht (6) zumindest auf die Strahlungshauptfläche (31) aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Kleber eine Kleberaußenfläche (21) aufweist, wobei die Kleberaußenfläche (21) und die jeweilige Seitenfläche (32) einen Winkel (a) von kleiner oder gleich 45° bilden, und/oder wobei die Montagefläche (33) des Halbleiterchips (3) und die Kleberaußenfläche (21) einen Winkel (b) von kleiner oder gleich 45° bilden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kontaktstrukturen (4) an der Montagefläche (33)
angeordnet sind, wobei vor Schritt D) ein Maskierungselement (8) zumindest über die Kontaktstrukturen (4) angeordnet wird, das nach Schritt D) wieder entfernt wird, wobei das
Maskierungselement (8) eine Fotolackmaske ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Strahlung in dem Halbleiterchip (3) im Betrieb erzeugt wird und über die Seitenflächen (32) zur Reflektorschicht (5) gelangt und an der Reflektorschicht (5) reflektiert wird, so dass ein Großteil der Strahlung das Bauelement (100) über die Strahlungshauptfläche (31) verlässt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 oder 8 bis 11,
wobei das Bauelement (100) frei von einem Gehäuse (7) ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorschicht (5) mittels Dampfabscheidung erzeugt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorschicht (5) aus einem Metall geformt ist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorschicht (5) aus Silber geformt ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorschicht (5) eine Schichtdicke von 100 nm bis 10 ym aufweist.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kleber (2) für die von dem Halbleiterchip (3) emittierte Strahlung transparent ist, wobei der Kleber (2) Silikon aufweist, wobei der Kleber frei von Streupartikeln ist .
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt C) eine Vielzahl von Halbleiterchips (3) auf den Träger (1) aufgebracht wird.
19. Optoelektronisches Bauelement (100), das aus einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 erhältlich ist.
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