SEMICONDUCTOR COMPONENT, ILLUMINATING DEVICE, AND METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR COMPONENT
WIPO Patent Application WO/
The invention relates to a semiconductor component (1) comprising - a semiconductor chip (2) which has an active region (20) that is provided for
- a radiation outlet surface (10) which runs parallel
- a molded body (4) which is molded on the semiconductor chip in some areas and which forms at least one lateral surface (12) of the semiconductor component at l - an assembly surface (11) which is provided for securing the sem and - a spacer (3) which projects beyond the radiation outlet surface in a vertical direction that runs perpendicular to the radiation outlet surface. The invention further relates to an illuminating device (9) and to a method for producing a semiconductor component.
Inventors:
SPERL, Matthias (Brombeerweg 2, Mintraching, 93098, DE)
SINGER, Frank (Telemannstr. 104, Regenstauf, 93128, DE)
Application Number:
Publication Date:
02/04/2016
Filing Date:
07/08/2015
Export Citation:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (Leibnizstr. 4, Regensburg, 93055, DE)
International Classes:
H01L33/48; H01L33/50
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Foreign References:
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Schlossschmidstr. 5, München, 80639, DE)
Patentansprüche
1. Halbleiterbauelement (1) mit
- einem Halbleiterchip (2), der einen zur Erzeugung von
Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20)
- einer Strahlungsaustrittsfl?che (10), die parallel zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs verl?
- einem Formk?rper (4), der stellenweise an den Halbleiterchip angeformt ist und der zumindest bereichweise mindestens eine Seitenfl?che (12) des Halbleit
- einer Montagefl?che (11), die für die Befestigung des
Halbleiterbauele und
- einem Abstandshalter (3) , der die Strahlungsaustrittsfl?che in einer senkrecht zur Strahlungsaustrittsfl?che verlaufenden vertikalen Richtung überragt.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,
wobei der Abstandshalter die Strahlungsaustrittsfl?che um mindestens 5 ym und h?chstens 500 ym überragt.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Abstandshalter den Halbleiterchip in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che stellenweise überdeckt. 4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3,
wobei der Abstandshalter und der aktive Bereich in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che überlappungsfrei
nebeneinander angeordnet sind. 5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Abstandshalter und der Halbleiterchip in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che überlappungsfrei
nebeneinander angeordnet sind.
6. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Formk?rper eine der Strahlungsaustrittsfl?che abgewandte Rückseite (292) des Halbleiterchips zumindest bereichsweise bedeckt.
7. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Strahlungsaustrittsfl?che durch ein
Strahlungskonversionselement (6) gebildet ist, das auf dem Halbleiterchip angeordnet ist.
8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7,
wobei das Strahlungskonversionselement zumindest bereichsweise unmittelbar an den Abstandshalter angrenzt.
9. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
- das Halbleiterbauelement eine Kontaktstruktur (50) aufweist, die mit dem Halbleiterchip elektrisch l - die Kontaktstruktur eine erste Kontaktfl?che (51) und eine zweite Kontaktfl?che (52) für die externe elektrische
Kontaktierung des Halbleiter und
- die erste Kontaktfl?che und die zweite Kontaktfl?che
an der Montagefl?che zug?nglich sind.
10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9,
wobei die Kontaktstruktur über den Abstandshalter geführt ist.
11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9 oder 10,
wobei die erste Kontaktfl?che und die zweite Kontaktfl?che auf dem Abstandshalter ausgebildet sind.
12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Halbleiterbauelement in Draufsicht auf die
Strahlungsaustrittsfl?che eine rechteckige Grundform mit zumindest einer Einbuchtung (16) aufweist, wobei die
Kontaktstruktur eine Seitenfl?che (160) der Einbuchtung zumindest bereichsweise bedeckt.
13. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Formk?rper die Montagefl?che bildet und die
Montagefl?che schr?g oder senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che verl?uft .
14. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Montagefl?che parallel zum aktiven Bereich verl?uft.
15. Beleuchtungsvorrichtung (9) mit zumindest einem
Halbleiterbauelement (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche und mit einem Lichtleiter (91), wobei im Betrieb durch die Strahlungsaustrittsfl?che (10) des
Halbleiterbauelements austretende Strahlung in eine
Seitenfl?che (910) des Lichtleiters einkoppelt.
16. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15,
wobei das Halbleiterbauelement unmittelbar an den Lichtleiter angrenzt und die Strahlungsaustrittsfl?che vom Lichtleiter beabstandet ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von
Halbleiterbauelementen (1) mit den Schritten:
a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Halbleiterchips (2), die jeweils einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) b) Bereichsweises Umformen der Halbleiterchips mit einer Formmasse zur Ausbildung eines Formk?rperverbunds (40);
c) Ausbilden einer Abstandshalterstruktur (30) auf dem
Formk? und
d) Vereinzeln des Formk?rperverbunds in eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen, die jeweils einen Halbleiterchip und zumindest einen Abstandshalter (3) aufweisen, wobei der
Abstandshalter eine Strahlungsaustrittsfl?che (10) in einer senkrecht zur Strahlungsaustrittsfl?che verlaufenden
vertikalen Richtung überragt.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
bei dem der Abstandshalterverbund zumindest eine Kavit?t (35) , die mit einem der Halbleiterchips überlappt, bildet und die Kavit?t mit einem Strahlungskonversionsmaterial (60) befüllt wird .
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
- der Formk?rperverbund vor Schritt d) Ausnehmungen (42)
- auf dem Formk?rperverbund eine Beschichtung (5) zur
Ausbildung einer Kontaktstruktur ausgebildet wird, wobei die Seitenfl?chen der Ausnehmungen von der Beschic und
- beim Vereinzeln die Ausnehmungen durchtrennt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
bei dem ein Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt wird.
Description:
Beschreibung
Halbleiterbauelement, Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement, eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterbauelements .
Bei handgehaltenen elektronischen Ger?ten, wie beispielsweise Mobilfunkger?ten, finden oftmals hinterleuchtete
Flüssigkristallanzeigen Anwendung. Hierfür kann die Strahlung einer Lichtquelle seitlich in einen Lichtleiter eingekoppelt werden. Dies erfordert jedoch eine exakte Positionierung von Lichtquelle und Lichtleiter, da diese im Hinblick auf eine kompakte Bauform und gute Lichteinkopplung einerseits m?glichst nah zueinander angeordnet sein sollen. Andererseits k?nnen am Rand des Lichtleiters helle Bereiche und Farbfehler auftreten, wenn sich die Emissionsfl?che der Lichtquelle und der
Lichtleiter berühren.
Eine Aufgabe ist es, bei der Herstellung einer
Beleuchtungsvorrichtung die relative Positionierung von
Lichtquelle und Lichtleiter zu vereinfachen. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein Halbleiterbauelement einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein
Halbleiterbauelement beziehungsweise ein Verfahren gem?ss den unabh?ngigen Patentansprüchen gel?st. Weitere Ausgestaltungen und Zweckm?ssigkeiten sind Gegenstand der abh?ngigen
Patentansprüche . Ein Halbleiterbauelement weist gem?ss zumindest einer Ausführungsform zumindest einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Halbleiterchip auf. Der zumindest eine
Halbleiterchip weist einen zur Erzeugung von Strahlung
vorgesehenen aktiven Bereich auf. Der aktive Bereich ist insbesondere zur Erzeugung von Strahlung im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich vorgesehen.
Beispielsweise ist der aktive Bereich Teil eines
Halbleiterk?rpers mit einer Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterbauelements. Zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterchips weist der Halbleiterchip zweckm?ssigerweise einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf.
Beispielsweise weist der Halbleiterchip zwei vorderseitige Kontakte auf, wobei als Vorderseite diejenige Seite angesehen wird, an der im Betrieb die Abstrahlung erfolgt.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Strahlungsaustrittsfl?che auf. Als Strahlungsaustrittsfl?che wird eine Aussenfl?che des Halbleiterbauelements angesehen, wobei die im Betrieb des
Halbleiterbauelements im Halbleiterchip erzeugte Strahlung beim Durchtritt durch die Strahlungsaustrittsfl?che das
Halbleiterbauelement verl?sst. Mit anderen Worten bildet die Strahlungsaustrittsfl?che eine Grenzfl?che zur Umgebung des Halbleiterbauelements, beispielsweise zu Luft. Die
Strahlungsaustrittsfl?che kann durch den Halbleiterchip oder durch eine auf dem Halbleiterchip angeordnete Schicht gebildet sein. Die Strahlungsaustrittsfl?che verl?uft insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs. Insbesondere weist das optoelektronische Halbleiterbauelement genau eine Strahlungsaustrittsfl?che auf. Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Montagefl?che auf, die für die Befestigung des Halbleiterbauelements vorgesehen ist. Das Halbleiterbauelement ist beispielsweise als ein
oberfl?chenmontierbares Bauelement (surface mounted device, smd) ausgebildet.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Abstandshalter auf.
Beispielsweise weist der Abstandshalter in vertikaler Richtung eine Ausdehnung zwischen einschliesslich 15 ym und
einschliesslich 500 ym, bevorzugt zwischen einschliesslich 35 ym und einschliesslich 350 ym, besonders bevorzugt zwischen
einschliesslich 50 ym und einschliesslich 100 ym, auf.
Insbesondere überragt der Abstandshalter die
Strahlungsaustrittsfl?che in einer senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che verlaufenden vertikalen Richtung. Der Abstandshalter ist beispielsweise elektrisch isolierend ausgebildet. Zum Beispiel enth?lt der Abstandshalter ein dielektrisches Material, etwa Polymermaterial. Entlang der vertikalen Richtung erstreckt sich der Abstandshalter
beispielsweise zwischen einer Rückseite des Abstandshalters und einer Vorderseite des Abstandshalters. Die
Strahlungsaustritssfl?che ist zum Beispiel entlang der
vertikalen Richtung gesehen zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Abstandshalters angeordnet. Weiterhin verl?uft die Rückseite des Abstandshalters in vertikaler Richtung gesehen zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Strahlungsaustrittsfl?che. Der Abstandshalter grenzt
beispielsweise zumindest bereichsweise an den Halbleiterchip an. In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement sind der Abstandshalter und die Strahlungsaustrittsfl?che
beispielsweise überlappungsfrei nebeneinander angeordnet.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Formk?rper auf, der stellenweise an den Halbleiterchip angeformt ist. Insbesondere ist der Formk?rper an mindestens eine Seitenfl?che des
Halbleiterchips, beispielsweise an zwei insbesondere
gegenüberliegenden Seitenfl?che oder an allen Seitenfl?chen des Halbleiterchips, angeformt. An den Stellen, an denen der
Formk?rper an den Halbleiterchip angeformt ist, grenzt der Formk?rper insbesondere unmittelbar an den Halbleiterchip an. Der Formk?rper ist beispielsweise einstückig ausgebildet.
Weiterhin ist der Formk?rper beispielsweise elektrisch
isolierend ausgebildet. Der Formk?rper ist insbesondere für die von dem Halbleiterchip im Betrieb erzeugte Strahlung
undurchl?ssig ausgebildet. Der Formk?rper bildet insbesondere zumindest bereichsweise mindestens eine Seitenfl?che des
Halbleiterbauelements. Der Formk?rper kann auch zwei oder mehr, beispielsweise auch alle Seitenfl?chen des
Halbleiterbauelements bilden. Unter den Seitenfl?chen werden im Zweifel diejenigen ?usseren Fl?chen des Halbleiterbauelements verstanden, die schr?g oder senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che verlaufen. Mit anderen Worten
verlaufen die Seitenfl?chen zwischen einer der
Strahlungsaustrittsfl?che abgewandten Rückseite und einer der Rückseite gegenüberliegenden Vorderseite des Formk?rpers.
In mindestens einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterchip mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Eine Strahlungsaustrittsfl?che des Halbleiterbauelements verl?uft parallel zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs. Das Halbleiterbauelement weist einen Formk?rper auf, der stellenweise an den Halbleiterchip angeformt ist und der zumindest bereichweise mindestens eine Seitenfl?che des
Halbleiterbauelements bildet. Eine Montagefl?che des
Halbleiterbauelements ist für die Befestigung des
Halbleiterbauelements vorgesehen. Das Halbleiterbauelement weist einen Abstandshalter auf, der die
Strahlungsaustrittsfl?che in einer senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che verlaufenden vertikalen Richtung überragt.
Mittels des Abstandshalters ist gew?hrleistet, dass die
Strahlungsaustrittsfl?che auch bei einem unmittelbar an das Halbleiterbauelement angrenzend angeordneten optischen
Element, beispielsweise einem Lichtleiter, von diesem
beabstandet ist. Durch den Abstandshalter ist also ein
Mindestabstand zwischen Strahlungsaustrittsfl?che und
optischem Element vorgegeben. Dieser Mindestabstand ist insbesondere über die vertikale Ausdehnung des Abstandshalters bei der Herstellung des Halbleiterbauelements einfach und zuverl?ssig einstellbar. Mit anderen Worten stellt das
Halbleiterbauelement einen Anschlag für das optische Element bereit. Bei der Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem solchen Halbleiterbauelement und einem Lichtleiter kann so auf einfache und reproduzierbare Weise erzielt werden, dass der Lichtleiter an keiner Stelle unmittelbar an die
Strahlungsaustrittsfl?che angrenzt. Die Gefahr einer
Strahlungseinkopplung in den Lichtleiter unter vergleichsweise grossen Winkeln und eines damit einhergehenden Rands des
Lichtleiters mit zu grosser Helligkeit und/oder Farbfehlern kann so vermieden werden. Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements verl?uft die Strahlungsaustrittsfl?che senkrecht oder im
Wesentlichen senkrecht zur Montagefl?che. Unter im Wesentlichen senkrecht wird eine Abweichung von h?chstens 10° zur
senkrechten Ausrichtung verstanden.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements überragt der Abstandshalter die Strahlungsaustrittsfl?che um mindestens 5 ym und h?chstens 500 ym, bevorzugt um mindestens 10 ym und h?chstens 300 ym. In diesem Bereich ist ein
Luftspalt zwischen der Strahlungsaustrittsfl?che und einem an das Halbleiterbauelement angrenzenden Element, beispielsweise einem Lichtleiter oder einem optischen Element, bei
gleichzeitig kompakter Bauform realisiert.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements überdeckt der Abstandshalter den Halbleiterchip in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che stellenweise. Beispielsweise überdeckt ein Abstandshalter zumindest eine Kante des
Halbleiterchips vollst?ndig. Der Abstandshalter kann auch rahmenf?rmig um den Halbleiterchip verlaufen und alle vier Kanten des Halbleiterchips überdecken.
Das Halbleiterbauelement kann auch mehr als einen
Abstandshalter aufweisen. Beispielsweise weist das
Halbleiterbauelement zwei lateral voneinander beabstandete Abstandshalter auf, die zum Beispiel gegenüberliegende Kanten des Halbleiterchips vollst?ndig oder zumindest bereichsweise überdecken .
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind der Abstandshalter und der aktive Bereich in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che überlappungsfrei nebeneinander angeordnet. Der Abstandshalter bewirkt also keine Abschattung des aktiven Bereichs. Insbesondere kann der Abstandshalter auch strahlungsundurchl?ssig sein. Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind der Abstandshalter und der Halbleiterchip in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che überlappungsfrei
nebeneinander angeordnet. Der Abstandshalter überdeckt den Halbleiterchip in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che also an keiner Stelle.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements bildet der Formk?rper die Montagefl?che. Die Montagefl?che verl?uft beispielsweise schr?g oder senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che.
Die Montagefl?che kann aber auch parallel zum aktiven Bereich verlaufen. Beispielsweise bildet die Rückseite des Formk?rpers die Montagefl?che.
An der Strahlungsaustrittsfl?che des Halbleiterbauelements ist der Halbleiterchip zweckm?ssigerweise vollst?ndig oder zumindest bereichsweise frei von dem Formk?rper. Der Halbleiterchip ist in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che also nicht oder nur stellenweise von dem Formk?rper bedeckt. Der Formk?rper ist insbesondere für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung undurchl?ssig ausgebildet. Beispielsweise ist der Formk?rper für die erzeugte Strahlung reflektierend ausgebildet, etwa mit einer Reflektivit?t von mindestens 60 %, beispielsweise
mindestens 80 %. Der Formk?rper kann jedoch auch für die
Strahlung transparent oder zumindest transluzent ausgebildet sein . Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements bedeckt der Formk?rper eine der Strahlungsaustrittsfl?che abgewandte Rückseite des Halbleiterchips zumindest
bereichsweise. Insbesondere kann der Formk?rper die gesamte Rückseite des Halbleiterchips bedecken.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist die Strahlungsaustrittsfl?che durch ein
Strahlungskonversionselement gebildet, das auf dem
Halbleiterchip angeordnet ist. Das
Strahlungskonversionselement ist dafür vorgesehen, im
Halbleiterchip erzeugte Prim?rstrahlung vollst?ndig oder zumindest teilweise in Sekund?rstrahlung mit einer von der Prim?rstrahlung verschiedenen Peak-Wellenl?nge umzuwandeln.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements grenzt das Strahlungskonversionselement zumindest
bereichsweise unmittelbar an den Abstandshalter an.
Beispielsweise bildet der Abstandshalter an zumindest zwei Seiten oder an allen Seiten des Strahlungskonversionselements eine laterale Begrenzung. Davon abweichend kann das
Strahlungskonversionselement auch vom Abstandshalter
beabstandet ausgebildet sein. Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Kontaktstruktur auf. Die Kontaktstruktur ist mit dem Halbleiterchip elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise weist die Kontaktstruktur eine erste Kontaktfl?che und eine zweite Kontaktfl?che für die externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements auf.
Insbesondere sind die erste Kontaktfl?che und die zweite
Kontaktfl?che an der Montagefl?che zug?nglich. Die
Kontaktstruktur ist insbesondere auf dem Formk?rper angeordnet, beispielsweise auf der Vorderseite des Formk?rpers.
Beispielsweise ist die Kontaktstruktur als eine elektrisch leitf?hige, etwa metallische Beschichtung ausgebildet. Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist die Kontaktstruktur über den Abstandshalter geführt. Die Kontaktstruktur verl?uft also bereichsweise auf der der
Rückseite des Halbleiterbauelements abgewandten Seite des
Abstandshalters. Insbesondere ist der Abstandshalter in
vertikaler Richtung bereichsweise zwischen dem Halbleiterchip und der Kontaktstruktur angeordnet, insbesondere an der Kante des Halbleiterchips. Mittels des Abstandshalters kann die
Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses durch die
Kontaktstruktur an der Kante des Halbleiterchips auf einfache und zuverl?ssige Weise vermieden werden.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind die erste Kontaktfl?che und die zweite Kontaktfl?che auf dem Abstandshalter ausgebildet. Der Abstandshalter kann
insbesondere die Montagefl?che bilden.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement in Draufsicht auf die
Strahlungsaustrittsfl?che eine rechteckige Grundform mit zumindest einer Einbuchtung auf. Insbesondere bedeckt die
Kontaktstruktur eine Seitenfl?che der Einbuchtung zumindest bereichsweise. Beispielsweise ist zumindest eine der
Seitenfl?chen von der Montagefl?che her für eine elektrische Kontaktierung zug?nglich. Das Halbleiterbauelement kann auch mehrere solche Einbuchtungen aufweisen. Die Einbuchtung weist beispielsweise im Wesentlichen die Form eines Teils einer
Ellipse oder eines Kreises auf. Derartige Einbuchtungen sind einfach herstellbar. Es kann aber auch eine andere Grundform für die Einbuchtung Anwendung finden. Die zumindest eine
Einbuchtung ist beispielsweise am Rand oder in einer Ecke der rechteckigen Grundform ausgebildet. Die in Draufsicht gerade verlaufenden Bereiche der rechteckigen Grundform sind
insbesondere frei von dem Material der Kontaktstruktur.
Eine Beleuchtungsvorrichtung weist gem?ss zumindest einer
Ausführungsform zumindest ein Halbleiterbauelement und einen Lichtleiter auf, wobei das Halbleiterbauelement mindestens eines der vorstehend beschriebenen Merkmale aufweist. Im
Betrieb koppelt durch die Strahlungsaustrittsfl?che des
Halbleiterbauelements austretende Strahlung beispielsweise in eine Seitenfl?che des Lichtleiters ein. Beispielsweise ist die Beleuchtungsvorrichtung zur Hinterleuchtung einer
Anzeigevorrichtung, etwa einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD), vorgesehen. Die
Beleuchtungsvorrichtung ist beispielsweise in einem
insbesondere mobilen elektronischen Ger?t, etwa einem
Mobiltelefon oder einem mobilen Computer, angeordnet. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch mehr als ein solches
Halbleiterbauelement aufweisen.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungsvorrichtung grenzt das Halbleiterbauelement unmittelbar an den Lichtleiter an und die
Strahlungsaustrittsfl?che ist vom Lichtleiter beabstandet. Der Abstand zwischen der Strahlungsaustrittsfl?che und dem
Lichtleiter ist somit - abgesehen von einer auf dem
Abstandshalter aufgebrachten Beschichtung, etwa einer
Kontaktstruktur - dadurch vorgegeben, wie weit der
Abstandshalter die Strahlungsaustrittsfl?che in vertikaler Richtung überragt. Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements weist gem?ss zumindest einer Ausführungsform einen Schritt auf, in dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips bereitgestellt wird, die jeweils einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweisen.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem die Halbleiterchips mit einer Formmasse zur Ausbildung eines Formk?rperverbunds
bereichsweise umformt werden. Das Umformen kann beispielsweise mittels eines Giess-Verfahres erfolgen, wobei der Begriff Giess? verfahren allgemein Verfahren zum Aufbringen einer Formmasse bezeichnet und insbesondere Spritzgiessen (Injection Molding), Spritzpressen (Transfer Molding) , Formpressen (Compression Molding) und Giessen (Casting) umfasst.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine
Abstandshalterstruktur auf dem Formk?rperverbund ausgebildet wird. Beim Ausbilden der Abstandshalterstruktur sind die
Halbleiterchips also bereits von dem Formk?rperverbund
umformt. Insbesondere überragt die Abstandshalterstruktur die Halbleiterchips in einer senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che verlaufenden vertikalen Richtung. Die Abstandhalterstruktur kann beispielsweise durch ein Giessverfahren oder durch Drucken aufgebracht werden.
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem der Formk?rperverbund in eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen vereinzelt wird, wobei eine beim Vereinzeln entstehende Seitenfl?che der vereinzelten Formk?rper beispielsweise eine Montagefl?che des
Halbleiterbauelements bildet. Das Vereinzeln kann zum Beispiel durch ein mechanisches Verfahren, beispielsweise S?gen, oder mittels koh?renter Strahlung, etwa mittels Lasertrennens, erfolgen . In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens zur
Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen wird eine Mehrzahl von Halbleiterchips, die jeweils einen zur
Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich
aufweisen, bereitgestellt. Die Halbleiterchips werden
bereichsweise mit einer Formmasse zur Ausbildung eines
Formk?rperverbunds umformt. Eine Abstandshalterstruktur wird auf dem Formk?rperverbund ausgebildet. Der Formk?rperverbund wird in eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen vereinzelt, die jeweils einen Halbleiterchip und zumindest einen
Abstandshalter aufweisen, wobei der Abstandshalter die
Strahlungsaustrittsfl?che in einer senkrecht zur
Strahlungsaustrittsfl?che verlaufenden vertikalen Richtung überragt . Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens bildet der Abstandshalterverbund zumindest eine Kavit?t, die mit einem der Halbleiterchips überlappt. Die Kavit?t wird mit einem Strahlungskonversionsmaterial befüllt. Die Kavit?t kann in Draufsicht auf den Abstandshalterverbund genau einen
Halbleiterchip oder mehrere Halbleiterchips umgeben. Bei einer matrixf?rmigen Anordnung der Halbleiterchips mit Zeilen und Spalten umgibt beispielsweise jeweils eine Kavit?t alle
Halbleiterchips einer Zeile oder alle Halbleiterchips einer Spalte .
Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine insbesondere
elektrisch leitf?hige Beschichtung auf dem Formk?rperverbund zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips ausgebildet wird. Die Beschichtung wird für die Kontaktierung der
Halbleiterchips strukturiert, also nicht vollfl?chig,
ausgebildet. Die Beschichtung kann beispielsweise durch
Aufdampfen oder Sputtern ausgebildet werden. In einem sp?teren Schritt kann die Dicke der elektrisch leitf?higen Beschichtung insbesondere zur Steigerung der elektrischen Leitf?higkeit, erh?ht werden, beispielsweise mittels galvanischer oder
stromloser Abscheidung.
Das Ausbilden der Beschichtung erfolgt insbesondere erst nach dem Ausbilden der Abstandshalterstruktur . Die Beschichtung kann die Abstandshalterstruktur bereichsweise überdecken. Das Vereinzeln erfolgt insbesondere erst nach dem Aufbringen der Beschichtung, so dass die beim Vereinzeln entstehenden Bereiche der Seitenfl?chen der Halbleiterbauelemente frei von Material für die Beschichtung sind. Gem?ss zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Formk?rperverbund vor dem Ausbilden der Beschichtung zumindest zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips eine Ausnehmung auf, die mit der Beschichtung versehen wird. Die Ausnehmungen k?nnen sich vollst?ndig oder nur teilweise durch den Formk?rperverbund hindurch erstrecken. Der Formk?rperverbund kann so ausgebildet werden, dass der Formk?rperverbund bereits die Ausnehmungen aufweist. Alternativ k?nnen die Ausnehmungen durch
Materialabtrag nach dem Ausbilden des Formk?rperverbunds und vor dem Aufbringen der Beschichtung in den Formk?rperverbund eingebracht werden, beispielsweise mittels koh?renter Strahlung oder mechanisch, etwa mittels Bohrens. Insbesondere werden die Ausnehmungen beim Vereinzeln des
Formk?rperverbunds durchtrennt. Beispielsweise erfolgt das Vereinzeln derart, dass die vereinzelten Halbleiterbauelemente eine rechteckige Grundform mit zumindest einer Einbuchtung aufweisen. Insbesondere k?nnen die Halbleiterbauelemente an einer Ecke oder an mehreren Ecken und/oder an der Montagefl?che eine Einbuchtung oder mehrere Einbuchtungen aufweisen.
Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines weiter oben beschriebenen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement genannte Merkmale k?nnen daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .
Bei dem beschriebenen Verfahren k?nnen die Montagefl?che und weiterhin auch die der Montagefl?che gegenüberliegende
Seitenfl?che des Halbleiterbauelements beim
Vereinzelungsschritt entstehen. Die Bauteilh?he, also die
Ausdehnung vertikal zur Montagefl?che, ist also in diesem Fall durch den Abstand paralleler Trennlinien beim
Vereinzelungsschritt bestimmt und kann daher auch besonders niedrige Werte annehmen. Insbesondere kann die Bauteilh?he gr?sser oder gleich 100 ym und kleiner oder gleich 600 ym sein. Bevorzugt betr?gt die Bauteilh?he zwischen einschliesslich
200 ym und einschliesslich 400 ym. Dadurch kann ein besonders kompaktes Halbleiterbauelement bereitgestellt werden, das im Betrieb einen ausreichenden Lichtstrom zur Verfügung stellt.
Das Ausbilden der Formk?rper kann grossfl?chig für eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen in einem gemeinsamen
Vereinzelungsschritt erfolgen. Hierbei entstehen insbesondere die einzelnen Formk?rper erst, nachdem die Halbleiterchips bereits innerhalb des herzustellenden Formk?rpers angeordnet sind. Die Halbleiterchips müssen also nicht in vorgefertigten Geh?usen platziert und elektrisch kontaktiert werden. Vielmehr wird der das Geh?use bildende Formk?rper erst durch die
Vereinzelung des Formk?rperverbunds mit den darin eingebetteten Halbleiterchips gebildet. Die bei der Herstellung des
Halbleiterbauelements entstehenden Seitenfl?chen zum Beispiel auch eine durch eine Seitenfl?che gebildete Montagefl?che, k?nnen Vereinzelungsspuren, beispielsweise S?gespuren oder Spuren eines Lasertrennverfahrens aufweisen.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckm?ssigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:
Die Figuren 1A bis IC ein Ausführungsbeispiel für ein
Halbleiterbauelement in Draufsicht (Figur 1B) , in zugeh?riger Schnittansicht (Figur 1A) und in perspektivischer Darstellung (Figur IC) ;
Figur 1D ein Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterchip in
S Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für eine
Beleuchtungsvorrichtung in schematischer D die Figuren 3A bis 31 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen anhand von jeweils in schematischer Draufsicht dargestellten Z und die Figuren 4 und 5 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement in schematischer
Schnittansicht . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt massstabsgetreu. Vielmehr k?nnen vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur
Verdeutlichung übertrieben gross dargestellt sein.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement 1 ist in Figur 1B in Draufsicht und in Figur 1A in Schnittansicht entlang der Linie AA' gezeigt. Der Begriff ,,Draufsicht" bezieht sich im Folgenden auf eine Draufsicht auf diejenige Seite des Halbleiterbauelements, an der eine Strahlungsaustrittsfl?che 10 des Halbleiterbauelements 1 angeordnet ist, sofern nicht explizit anders angegeben.
Das Halbleiterbauelement 1 weist einen Halbleiterchip 2 auf, der zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung im Betrieb des Halbleiterbauelements vorgesehen sind. Die Strahlungsaustrittsfl?che 10 verl?uft parallel zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs 20 der
Halbleiterchips 2. Die Strahlungsaustrittsfl?che ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein
Strahlungskonversionselement 6 gebildet, das auf dem
Halbleiterchip angeordnet ist. Mittels des
Strahlungskonversionselements kann im Halbleiterchip erzeugte Prim?rstrahlung, beispielsweise im blauen Spektralbereich oder im infraroten Spektralbereich, teilweise oder vollst?ndig in Sekund?rstrahlung umgewandelt werden, so dass das Halbleiterbauelement im Betrieb insgesamt für das menschliche Auge weiss erscheinendes Mischlicht erzeugt. Ein solches
Strahlungskonversionselement ist jedoch nicht zwingend
erforderlich. In diesem Fall kann der Halbleiterchip 2 selbst die Strahlungsaustrittsfl?che 10 bilden.
Das Halbleiterbauelement 1 umfasst weiterhin einen
Abstandshalter 3. In vertikaler Richtung erstreckt sich der Abstandshalter zwischen einer Vorderseite 301 und einer
Rückseite 302. Als Vorderseite wird die abstrahlungsseitige Oberfl?che des Abstandshalters angesehen. Der Abstandshalter überragt die Strahlungsaustrittsfl?che 10 in vertikaler
Richtung. In vertikaler Richtung gesehen verl?uft die
Strahlungsaustrittsfl?che 10 zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Abstandshalters 3. Beispielsweise überragt der Abstandshalter die Strahlungsaustrittsfl?che um mindestens 5 ym und h?chstens 500 ym, bevorzugt um mindestens 10 ym und h?chstens 300 ym. Weiterhin verl?uft die Rückseite 302 des Abstandshalters in vertikaler Richtung gesehen zwischen der Rückseite 292 des Halbleiterchips und der
Strahlungsaustrittsfl?che 10.
Beispielsweise weist der Abstandshalter in vertikaler Richtung eine Ausdehnung zwischen einschliesslich 20 ym und
einschliesslich 500 ym, bevorzugt zwischen einschliesslich 35 ym und einschliesslich 350 ym, besonders bevorzugt zwischen einschliesslich 50 ym und einschliesslich 100 ym, auf.
Insbesondere sind die vertikale Ausdehnung des
Strahlungskonversionselements 6 und die vertikale Ausdehnung des Abstandshalters so aneinander angepasst, dass der
Abstandshalter das Strahlungskonversionselement überragt. Bei einer Ausgestaltung des Halbleiterbauelements 1 ohne ein Strahlungskonversionselement kann der Abstandshalter entsprechend dünner ausgebildet sein.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel grenzt das
Strahlungskonversionselement 6 unmittelbar an den
Abstandshalter 3 an. Insbesondere begrenzt der Abstandshalter 3 die laterale Ausdehnung des Strahlungskonversionselements. Die Herstellung des Strahlungskonversionselements wird dadurch vereinfacht. Davon abweichend kann das
Strahlungskonversionselement 6 aber auch vom Abstandshalter beabstandet angeordnet sein.
Das Halbleiterbauelement 1 umfasst weiterhin einen Formk?rper 4, der an den Halbleiterchip 2 angeformt ist und stellenweise unmittelbar an den Halbleiterchip angrenzt. In vertikaler
Richtung, also senkrecht zur Strahlungsaustrittsfl?che 10, erstreckt sich der Formk?rper zwischen einer der
Strahlungsaustrittsfl?che 10 zugewandten Vorderseite 45 und eine von der Vorderseite abgewandten Rückseite 46.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel grenzt der Formk?rper an alle vier Seitenfl?chen des Halbleiterchips an. Der
Halbleiterchip 2 ist weiterhin auf einer der
Strahlungsaustrittsfl?che 10 abgewandten Rückseite 292 mit Material des Formk?rpers bedeckt. Eine der Rückseite 292 gegenüberliegende Vorderseite des Halbleiterchips 2 ist frei von Material des Formk?rpers 4.
Der Formk?rper 4 kann ein Polymermaterial enthalten oder aus einem solchen Material bestehen. Beispielsweise kann das
Polymermaterial ein Epoxid, ein Silikon, PPA oder Polyester enthalten. Das Polymermaterial kann mit insbesondere
anorganischen Partikeln gefüllt sein, beispielsweise zur Steigerung der Reflektivit?t des Materials des Formk?rpers und/oder zur Einstellung des thermischen
Ausdehnungskoeffizienten. Die Partikel k?nnen beispielsweise Glas, Ti02, A1203 oder ZrO enthalten oder aus einem solchen Material bestehen.
In Draufsicht überdeckt der Abstandshalter 3 bereichsweise den Halbleiterchip 2 und den Formk?rper 4. Der Abstandshalter grenzt weiterhin stellenweise an den Halbleiterchip 2 an.
Insbesondere verl?uft der Abstandshalter 3 über eine den
Halbleiterchip 2 in lateraler Richtung begrenzende Kante hinaus. Der Abstandshalter kann so gleichzeitig einer
vereinfachten elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips 2 dienen. Insbesondere ist der Halbleiterchip mittels einer planaren Kontaktierung, also einer Kontaktierung, die frei von Drahtbond-Verbindungen ist, kontaktiert.
Davon abweichend kann der Abstandshalter aber auch in
Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che seitlich des Halbleiterchips 2 angeordnet sein.
Entlang einer L?ngsrichtung erstreckt sich das
Halbleiterbauelement 1 in Draufsicht zwischen einer ersten Endfl?che 13 und einer zweiten Endfl?che 14.
Das Halbleiterbauelement 1 umfasst Seitenfl?chen 12, die die Vorderseite 45 mit der Rückseite 46 verbinden. Eine der
Seitenfl?chen ist als Montagefl?che 11 ausgebildet. Bei der Befestigung an einem Anschlusstr?ger, beispielsweise einer Leiterplatte oder einem Geh?useteil, ist die Montagefl?che als eine Auflagefl?che ausgebildet, sodass senkrecht durch die Strahlungsaustrittsfl?che 10 emittierte Strahlung parallel zur Hauptfl?che des Anschlusstr?gers verl?uft. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das
Halbleiterbauelement zwei Abstandshalter 3 auf, die jeweils entlang einer Kante des Halbleiterchips verlaufen und sich in Draufsicht von der Montagefl?che 11 zur gegenüberliegenden Seitenfl?che 12 erstrecken. Davon abweichend kann aber auch eine andere geometrische Ausgestaltung und/oder Anordnung des Abstandshalters zweckm?ssig sein. Beispielsweise kann auch ein Abstandshalter vorgesehen sein, der rahmenf?rmig um den
Halbleiterchip 2 herum verl?uft.
Das Halbleiterbauelement 1 umfasst weiterhin eine
Kontaktstruktur 50. Die Kontaktstruktur umfasst eine erste Kontaktfl?che 51 und eine zweite Kontaktfl?che 52. Die erste Kontaktfl?che und die zweite Kontaktfl?che sind zur externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements 1 vorgesehen. Die Kontaktfl?chen sind von der Montagefl?che 11 her für eine externe elektrische Kontaktierung zug?nglich. Das Halbleiterbauelement 1 ist weiterhin als ein
oberfl?chenmontierbares Bauelement ausgebildet. An der ersten Endfl?che 13 und an der zweiten Endfl?che 14 weist das
Halbleiterbauelement jeweils an der der Montagefl?che 11 zugewandten Seite eine Einbuchtung 16 auf. Eine Seitenfl?che 160 der Einbuchtungen ist mit der Kontaktstruktur versehen. Diese Seitenfl?chen bilden die erste Kontaktfl?che 51 und die zweite Kontaktfl?che 52.
Ein erster Kontakt 23 und ein zweiter Kontakt 24 des
Halbleiterchips sind jeweils über eine Kontaktbahn 55 mit der ersten Kontaktfl?che 51 beziehungsweise der zweiten
Kontaktfl?che 52 elektrisch leitend verbunden. Die
Kontaktbahnen bilden eine planare Kontaktierung des
Halbleiterchips. An den Kanten des Halbleiterchips, über die die Kontaktbahnen geführt sind, verl?uft die Kontaktbahn auf dem Abstandshalter 3. In vertikaler Richtung gesehen ist der Abstandshalter 3 also zwischen der Kante des Halbleiterchips und der Kontaktstruktur 50 angeordnet. Der Abstandshalter dient gleichzeitig der Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen den Kontaktbahnen und nicht elektrisch zu
kontaktierenden Bereichen des Halbleiterchips 2.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rückseite 46 des Formk?rpers 4 frei von der Kontaktstruktur. Eine rückseitige Bearbeitung des Formk?rpers zu Kontaktierungszwecken ist also nicht erforderlich.
Figur 1D zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen besonders geeigneten Halbleiterchip. Der Halbleiterchip 2 umfasst einen Halbleiterk?rper mit einer Halbleiterschichtenfolge 200, der auf einem Tr?ger 29 angeordnet ist. Der Halbleiterk?rper mit der Halbleiterschichtenfolge umfasst einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20. Der aktive Bereich 20 ist zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet, wobei die erste
Halbleiterschicht 21 und die zweite Halbleiterschicht 22 zumindest stellenweise bezüglich des Ladungstyps voneinander verschieden sind, sodass sich der aktive Bereich 20 in einem pn-?bergang befindet. Beispielweise ist die erste
Halbleiterschicht p-leitend und die zweite Halbleiterschicht n- leitend oder umgekehrt. Die erste Halbleiterschicht 21 ist zwischen dem aktiven Bereich 20 und dem Tr?ger 29 angeordnet.
Der in Figur 1D dargestellte Halbleiterchip ist als ein
Dünnfilm-Halbleiterchip ausgebildet, bei dem ein
Aufwachssubstrat für die insbesondere epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge 200 des Halbleiterk?rpers entfernt ist und der Tr?ger 29 die Halbleiterschichtenfolge 200 mechanisch stabilisiert. Die Halbleiterschichtenfolge 200 ist mittels einer Verbindungsschicht 28, beispielsweise einer Lotschicht oder einer Klebeschicht an dem Tr?ger 29 befestigt. Die erste Halbleiterschicht ist über eine erste
Anschlussschicht 25 elektrisch leitend mit dem ersten Kontakt 23 verbunden. Die erste Anschlussschicht verl?uft bereichsweise zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und dem Tr?ger 29. Die erste Anschlussschicht oder zumindest eine Teilschicht davon ist insbesondere als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung ausgebildet. Beispielsweise enth?lt die erste Anschlussschicht Silber, Aluminium, Palladium oder Rhodium oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Materialien.
Der Halbleiterk?rper mit der Halbleiterschichtenfolge 200 umfasst eine Mehrzahl von Ausnehmungen 27, die sich durch die erste Halbleiterschicht 21 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die zweite Halbleiterschicht 22 hinein erstrecken. In den Ausnehmungen 27 ist die zweite Halbleiterschicht 22 über eine zweite Anschlussschicht 26 mit dem zweiten Kontakt 24
elektrisch leitend verbunden. Die erste Anschlussschicht 25 verl?uft in vertikaler Richtung gesehen bereichsweise zwischen der zweiten Anschlussschicht 26 und der
Halbleiterschichtenfolge 200. Der erste Kontakt 23 und der zweite Kontakt 24 sind jeweils auf der Vorderseite 291 des Tr?gers 29 ausgebildet. Die Kontakte sind seitlich des
Halbleiterk?rpers mit der Halbleiterschichtenfolge 200
angeordnet. Eine Abschattung des aktiven Bereichs 20 durch metallische Schichten zur elektrischen Kontaktierung kann so vermieden werden. Der Halbleiterchip 2 umfasst weiterhin eine Isolationsschicht 256 zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der ersten Anschlussschicht 25 und der zweiten Anschlussschicht 26.
Alternativ kann auch ein Halbleiterchip Anwendung finden, bei dem der Tr?ger durch das Aufwachssubstrat 29 gebildet ist. Eine Verbindungsschicht zwischen Halbleiterschichtenfolge 200 und Tr?ger 29 ist also nicht erforderlich.
Der Halbleiterchip 2 kann, wie in Figur 1D gezeigt, in
vertikaler Richtung aus dem Formk?rper 4 heraus ragen. So kann vereinfacht erzielt werden, dass der Halbleiterchip auf der Abstrahlungsseite frei von Material des Formk?rpers 4 ist. Der Halbleiterchip kann jedoch auch bündig mit dem Formk?rper abschliessen oder in vertikaler Richtung gesehen unter der Vorderseite 45 des Formk?rpers 4 enden.
Bei der Herstellung des Halbleiterbauelements 1 entstehen die Seitenfl?chen 12, insbesondere die Montagefl?che 11, die erste Endfl?che 13 und die zweite Endfl?che 14 bei der Vereinzelung eines Verbunds in die Halbleiterbauelemente. Die Seitenfl?chen k?nnen daher zumindest bereichsweise Vereinzelungsspuren, beispielsweise S?gespuren oder Spuren eines
Lasertrennverfahrens aufweisen. Im Vergleich zu einem Halbleiterbauelement, bei dem
Halbleiterchips in einem vorgefertigten Geh?use platziert werden, entsteht der Formk?rper 4 bei der Herstellung durch ein Anformen einer Formmasse an den Halbleiterchip 2. So kann eine besonders kompakte Bauform erzielt werden.
Die Querausdehnung des Halbleiterbauelements 1 senkrecht zur L?ngsrichtung in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfl?che 10 gesehen ist vorzugsweise um h?chstens 50 %, besonders bevorzugt um h?chstens 30 %, gr?sser als die Ausdehnung des Halbleiterchips 2 entlang dieser Richtung. Bei einer Montage des Halbleiterbauelements an der Montagefl?che 11 entspricht die Querausdehnung der H?he des Halbleiterbauelements. Die H?he des Halbleiterbauelements 1 betr?gt vorzugsweise zwischen einschliesslich 0,1 mm und einschliesslich 1 mm, bevorzugt zwischen einschliesslich 0,2 mm und einschliesslich 0,6 mm.
Auch in vertikaler Richtung k?nnen die Dimensionen des
Halbleiterbauelements 1 besonders gering sein. Beispielsweise betr?gt die vertikale Ausdehnung zwischen einschliesslich 0,1 mm und einschliesslich 2 mm, besonders bevorzugt zwischen
einschliesslich 0,5 mm und einschliesslich 1,5 mm. Bei Verwendung eines solchen Halbleiterbauelements für die Einkopplung in einen Lichtleiter kann der Platzbedarf seitlich des
Lichtleiters bei gleichzeitig guten Einkoppeleigenschaften minimiert werden. Dies wird im Zusammenhang mit Figur 2 n?her beschrieben . In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine
Beleuchtungsvorrichtung 9 gezeigt. Die Beleuchtungsvorrichtung ist beispielsweise für ein elektronisches Ger?t, etwa ein
Mobiltelefon oder einen mobilen Computer vorgesehen. Die
Beleuchtungsvorrichtung 9 umfasst ein Halbleiterbauelement 1, das wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis 1D beschrieben ausgebildet sein kann. Die Beleuchtungsvorrichtung 9 umfasst weiterhin einen Lichtleiter 91 zur Hinterleuchtung einer
Anzeigevorrichtung, etwa einer Flüssigkristallanzeige, wobei im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung die von dem Halbleiterchip 2 emittierte Strahlung durch eine Seitenfl?che 910 des
Lichtleiters eingekoppelt wird. Der Abstandshalter 3 oder gegebenenfalls eine auf dem Abstandshalter angeordnete Schicht, beispielsweise die Kontaktstruktur 50, bildet bei der Herstellung der Beleuchtungsvorrichtung einen Anschlag für den Lichtleiter 91. Zwischen der Seitenfl?che 910 und der
Strahlungsaustrittsfl?che 10 ist ein Luftspalt ausgebildet. Dadurch wird vermieden, dass Strahlung unter vergleichsweise grossen Winkeln in den Lichtleiter 91 eingekoppelt wird und aus diesem nahe der Seitenfl?che ohne eine vorhergehende Umlenkung innerhalb des Lichtleiters wieder ausgekoppelt wird. Ein zu heller Rand oder Farbfehler am Rand des Lichtleiters k?nnen so vermieden werden. Im Unterschied zu einem Halbleiterbauelement ohne einen solchen Abstandshalter muss bei der Herstellung der Beleuchtungsvorrichtung 9 also für diesen Zweck kein Abstand zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Lichtleiter
vorgesehen werden. Die Beleuchtungsvorrichtung kann
selbstverst?ndlich auch zwei oder mehr Halbleiterbauelemente 1 aufweisen, die in den Lichtleiter 91 einkoppeln.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ist in den Figuren 3A bis 31 gezeigt, wobei in den Figuren 3B, 3D, 3F, 3H und 31 eine Draufsicht auf die sp?tere Strahlungsaustrittsfl?che gezeigt ist. Die Figuren 3A, 3C, 3E und 3G zeigen zugeh?rige Schnittansichten.
Wie in den Figuren 3A und 3B gezeigt, wird eine Mehrzahl von Halbleiterchips 2 bereitgestellt, beispielsweise auf einem Hilfstr?ger, etwa einer Folie oder einem starren Tr?ger. Die Halbleiterchips sind beispielsweise matrixf?rmig in Zeilen und Spalten angeordnet. Die Figuren zeigen zur vereinfachten
Darstellung einen Ausschnitt mit zwei Zeilen und einer Spalte. Die Halbleiterchips 2 weisen jeweils einen Halbleiterk?rper mit einer Halbleiterschichtenfolge 200 auf. In der
Halbleiterschichtenfolge ist ein zur Erzeugung von Strahlung vorgesehener aktiver Bereich 20 angeordnet. Die Halbleiterchips 2 weisen jeweils einen ersten Kontakt 23 und einen zweiten Kontakt 24 auf, vorzugsweise seitlich der Halbleiterk?rper mit der Halbleiterschichtenfolge 200. Die Halbleiterchips 2 werden von einer Formmasse zur Ausbildung eines Formk?rperverbunds 40 umformt. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Giess-Verfahren . Die Vorderseite der
Halbleiterchips bleibt frei von der Formmasse. Der Formk?rperverbund 40 wird derart ausgebildet, dass dieser Ausnehmungen 42 aufweist. Vorzugsweise erstrecken sich die Ausnehmungen 42 in vertikaler Richtung vollst?ndig durch den Formk?rperverbund 40 hindurch. Die Ausnehmungen k?nnen bereits beim Ausbilden des Formk?rperverbunds, etwa durch eine
entsprechende Giessform, oder nachtr?glich im Formk?rperverbund ausgebildet werden, beispielsweise mittels koh?renter
Strahlung, mechanisch oder chemisch.
Nachfolgend wird, wie in den Figuren 3C und 3D dargestellt, eine Abstandshalterstruktur 30 ausgebildet, beispielsweise mittels eines Giess-Verfahrens oder Druckens. Die
Abstandshalterstruktur enth?lt beispielsweise ein
Polymermaterial, etwa ein Silikon oder ein Epoxid. Die
Abstandshalterstruktur 30 grenzt unmittelbar an den
Formk?rperverbund 40 an. Beim Ausbilden der
Abstandshalterstruktur 30 sind die Halbleiterchips 2 also bereits in den Formk?rperverbund eingebettet.
Die Abstandshalterstruktur 30 verl?uft in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel streifenf?rmig zwischen den Spalten der Halbleiterchips 2 über den Formk?rperverbund 40. In Draufsicht verlaufen die Streifen über die Kanten der Halbleiterchips 2, so dass diese jeweils den Formk?rperverbund und bereichsweise die Halbleiterchips überdecken. Die Halbleiterk?rper 200 mit den aktiven Bereichen 20 bleiben frei von der
Abstandshalterstruktur 30. Die Gefahr einer Abschattung der aktiven Bereiche wird so vermieden. Zwei entlang
gegenüberliegenden Kanten der Halbleiterchips 2 verlaufende Streifen der Abstandshalterstruktur bilden eine Kavit?t 35 über den jeweiligen Halbleiterchips. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ist den Halbleiterchips 2, die in einer Spalte angeordnet sind, jeweils eine Kavit?t zugeordnet. Davon abweichend kann die Abstandshalterstruktur jedoch auch jeweils einzelne Halbleiterchips umlaufende Rahmen bilden, so dass jedem Halbleiterchip eine separate Kavit?t 35 zugeordnet ist.
Zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips wird eine Beschichtung 5 aufgebracht (Figuren 3E und 3F) . Die
Beschichtung 5 kann beispielsweise mittels Aufdampfens oder Sputterns aufgebracht und gegebenenfalls nachfolgend verst?rkt werden, beispielsweise mittels galvanischer Abscheidung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Formk?rperverbund lediglich von der Vorderseite her mit der Beschichtung
versehen. Die Beschichtung bedeckt auch die Seitenfl?chen der Ausnehmungen 42 und bildet dort im fertiggestellten
Halbleiterbauelement von aussen zug?ngliche Kontaktfl?chen. ?ber die Kanten der Halbleiterchips 2, die von der
Abstandshalterstruktur 30 überdeckt sind, werden Kontaktbahnen 55 der Kontaktstruktur 50 geführt. Diese Kontaktbahnen bilden eine planare Kontaktierung der Halbleiterchips 2. Zwischen den Kanten der Halbleiterchips und den Kontaktbahnen ist in
vertikaler Richtung die Abstandshalterstruktur ausgebildet. Die Abstandshalterstruktur erfüllt so gleichzeitig die Funktion einer elektrischen Isolation der Kontaktbahnen von nicht elektrisch zu kontaktierenden Bereichen der Halbleiterchips. Die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips 2 mittels der Kontaktstruktur 50 erfolgt also erst nach dem Ausbilden der Abstandshalterstruktur 30.
Auf die Halbleiterchips 2 wird nachfolgend ein
Strahlungskonversionsmaterial 60 aufgebracht (Figuren 3G und 3H) . Die Abstandshalterstruktur 30 mit den Kavit?ten 35 kann hierbei als Giess-Form dienen. Das Strahlungskonversionsmaterial kann insbesondere in flüssiger Form aufgebracht werden.
Alternativ kann das Strahlungskonversionsmaterial
beispielsweise durch Sprühbeschichten aufgebracht werden, etwa durch eine Schattenmaske hindurch. In diesem Fall kann die Abstandshalterstruktur die Schattenmaske abstützen. Die Gefahr eines Untersprühens oder Unterwanderns der Schattenmaske kann also mittels der Abstandshalterstruktur vermieden oder
zumindest vermindert werden.
Die beim sp?teren Vereinzeln entstehenden
Strahlungskonversionselemente 6 grenzen unmittelbar an die Abstandshalter 3 an. Die Kavit?ten 35 werden nur teilweise mit dem Strahlungskonversionsmaterial gefüllt, so dass die
Abstandshalterstruktur 30 das Strahlungskonversionsmaterial 60 in vertikaler Richtung überragt.
Zur Ausbildung der einzelnen Halbleiterbauelemente 1 wird der Formk?rperverbund 40 entlang von ersten Trennlinien 491 und senkrecht dazu verlaufenden zweiten Trennlinien 492 vereinzelt (Figur 3H) . Die vereinzelten Halbleiterbauelemente sind in Figur 31 gezeigt. Beim Vereinzeln entstehen die Seitenfl?chen der Halbleiterbauelemente 1, insbesondere die Montagefl?che 11 und die der Montagefl?che gegenüberliegende Seitenfl?che 12. Die Bauh?he der Halbleiterbauelemente 1 ist also bei der
Herstellung der Halbleiterbauelemente durch den Mittenabstand der ersten Trennlinien 491 zueinander und die Spurbreite beim Vereinzeln vorgegeben.
Das Vereinzeln kann mechanisch, beispielsweise mittels S?gens, chemisch, beispielsweise mittels nasschemischen oder
trockenchemischen ?tzens, oder mittels koh?renter Strahlung erfolgen .
Das Vereinzeln erfolgt, wie in Figur 3H dargestellt, derart, dass die Vereinzelung entlang der ersten Trennlinien 491 und/oder der zweiten Trennlinien 492 durch die Ausnehmungen 42 verl?uft. In Figur 3H verlaufen exemplarisch die ersten
Trennlinien und die zweiten Trennlinien 492 durch die
Ausnehmungen 42, sodass die Halbleiterbauelemente in Draufsicht eine rechteckige Grundform mit jeweils einer durch die
Ausnehmung 42 gebildete Einbuchtung 16 in den Ecken aufweisen.
Beim Vereinzeln wird auch die Abstandshalterstruktur 30 durchtrennt. Die so entstehenden Abstandshalter 3 erstrecken sich über die gesamte Bauteilh?he des Halbleiterbauelements, also von der Montagefl?che 11 zur gegenüberliegenden
Seitenfl?che 12.
Weiterhin wird auch das Strahlungskonversionsmaterial 60 beim Vereinzeln durchtrennt. Die so entstehenden
Strahlungskonversionselemente 6 und damit die
Strahlungsaustrittsfl?chen 10 erstrecken sich über die gesamte Bauteilh?he des Halbleiterbauelements. Mit dem beschriebenen Verfahren k?nnen auf einfache und
zuverl?ssige Weise Halbleiterbauelemente hergestellt werden, die sich durch eine besonders kompakte Bauform, insbesondere eine geringe Bauh?he, auszeichnen und gleichzeitig eine effiziente Einkopplung vergleichsweise hoher
Strahlungsleistungen auch in dünne Lichtleiter erlauben.
Insbesondere ist mittels der Abstandshalter 3 bereits bei der Vereinzelung in Halbleiterbauelemente der minimale Abstand zwischen der Strahlungsaustrittsfl?che 10 und einem dem
Halbleiterbauelement in Abstrahlrichtung nachgeordneten
Element, beispielsweise einem Lichtleiter vorgegeben. Der
Abstandshalter 3 oder eine auf dem Abstandshalter 3 angeorndete Schicht, beispielsweise die Kontaktstruktur 50, kann also als Anschlag bei der relativen Positionierung von
Halbleiterbauelement und optischem Element dienen.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein
Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis 1D beschriebenen
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu verl?uft die
Montagefl?che 11 parallel zum aktiven Bereich 20. Die
Montagefl?che ist durch die Abstandshalter 3 gebildet. Die erste Kontaktfl?che 51 und die zweite Kontaktfl?che 52 sind jeweils auf einem Abstandshalter angeordnet. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist das Halbleiterbauelement also
abstrahlungsseitig elektrisch kontaktierbar . In diesem
Ausführungsbeispiel k?nnen die Seitenfl?chen 12 des Formk?rpers 4 v?llig frei von der Kontaktstruktur 50 sein.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein
Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere verl?uft die Montagefl?che 11 parallel zum aktiven Bereich 20. Das Halbleiterbauelement ist jedoch an der der Strahlungsaustrittsfl?che 10 abgewandten Seite über die erste Kontaktfl?che 51 und die zweite Kontaktfl?che 52 elektrisch kontaktierbar . Die Montagefl?che ist durch die Rückseite 46 des Formk?rpers gebildet. Die Montagefl?che 11 und die
Strahlungsaustrittsfl?che 10 sind also gegenüberliegende
Fl?chen des Halbleiterbauelements 1.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorit?t der deutschen Patentanmeldung 10 .5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch Beschreibung anhand der
Ausführungsbeispiele beschr?nkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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