DE19600306C1

DE19600306C1 - Halbleiter-Bauelement, insb. mit einer optoelektronischen Schaltung bzw. Anordnung

Info

Publication number: DE19600306C1
Application number: DE19600306A
Authority: DE
Inventors: Werner Spaeth
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2016-01-06
Also published as: EP0783183A3; US5814870A; TW329565B; JPH09199626A; KR970060468A; JP2991983B2; EP0783183A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiter-Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Halbleiter-Bauelement ist aus der JP 61-46053 A - in: Patents Abstracts of Japan, Sect. E, Vol. 10 (1986), Nr. 205 (E-420) bekannt geworden.

Aus der DE 37 32 075 A1 ist ein hermetisch dichtes Glas- Metallgehäuse für Halbleiter-Bauelemente und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt geworden, wobei das Gehäuse insbe sondere bei Opto-Detektoren und Sendern Anwendung findet.

Integrierte Halbleiterschaltungen werden heute mit unter schiedlichen Gehäuseformen gefertigt, beispielsweise Kunst stoff-Steckgehäusen mit beidseitigen Reihen von Elektrodenan schlußreihen, sogenannte Dual-Inline-Gehäuse, oder oberflä chenmontierbare Kunststoffgehäusen in sogenannter SMD-Techno logie ("Surface Mounted Design-Technology") . Insbesondere bei optoelektronischen Bauelementen, wie beispielsweise lichte mittierenden Infrarotdioden und dergleichen ist es bekannt, den die optoelektronische Schaltung tragenden Halbleiterchip in ein hermetisch dichtes TO-Metall-Bauteilgehäuse einzubau en. Hierbei werden als Chipträger aus Metall gefertigte Bo denplatten verwendet, die mit einer Metallkappe mit eingegla stem Filter montiert werden. Darüber hinaus sind in Massen stückzahlen gefertigte Kunststoff-Leuchtdioden mit geringeren Anforderungen an die optischen Qualitäten bekannt, bei denen das Gehäuse bestehend aus Bodenplatte und Kappe in einem Ver fahrensgang gegossen und somit einteilig hergestellt wird. Der Einsatz von Leuchtdioden als punktförmige Lichtquellen, insbesondere für die Hinterleuchtung von Symbolen oder Anzei gen erfordert immer kleinere Gehäuse. Den derzeit üblichen Gehäusen aus umspritzten Leiterbänden oder aus Kunststoff ge gossenen Gehäusen sind hinsichtlich der Miniaturisierung be reits aus Gründen der mechanischen und thermischen Stabili tätsanforderungen Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiter- Bauelement mit einem den Halbleiterchip abstützenden bzw. schützenden Bauelementgehäuse zur Verfügung zu stellen, des sen äußere Abmessungen gegenüber den bisher bekannten Gehäu sebauformen deutlich verringert sind, welches auch in hohen Stückzahlen kostengünstig herstellbar ist, und welches die vorbestimmten Anforderungen an die elektronischen und mecha nischen Eigenschaften erfüllt, dabei eine einfache Vorrats haltung und Handhabbarkeit des Halbleiter-Bauelementes ge währleistet.

Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiter-Bauelement gemäß An spruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist mit anderen Worten vorgesehen, daß das Trägerteil, an wel chem der Halbleiterchip befestigt ist, das Gehäuseoberteil des Bauelementgehäuses darstellt, und die wenigstens zwei mit Anschlußkontakten versehenen Elektrodenanschlußteile gleich zeitig wenigstens bereichsweise als Gehäuseseitenteile des Bauelementgehäuses ausgebildet sind. Dadurch, daß die Elek trodenanschlußteile des Halbleiter-Bauelementes, welche für den elektrischen Kontakt des Bauelementes mit einer Platine oder dergleichen vorgesehen sind, gleichzeitig als Bestand teile des Bauelementgehäuses ausgebildet werden, gelingt eine gegenüber den heute bekannten Gehäusebauformen wesentliche Verkleinerung des Bauelementgehäuses eines Halbleiter-Bauele mentes. Dabei wird das erfindungsgemäße Bauelementge häuse vermittels aus der Mikromechanik bekannten Methoden oder der aus der Fertigung des Halbleiterchips bekannten Ver fahren hergestellt, so daß das Bauelementgehäuse äußere Ab messungen besitzt, welche in derselben Größenordnung liegen wie die Abmessungen des Halbleiterchips selbst. Diese Lösung ermöglicht eine Miniaturisierung eines Bauelementgehäuses, und gewährleistet gleichzeitig die für den Betrieb und die Handhabung des Halbleiter-Bauelements er forderlichen mechanischen und thermischen Stabilitätseigen schaften.

Dem Prinzip der Erfindung folgend ist vorgesehen, daß die wenigstens zwei Gehäuseseitenteile des Bauelement-Gehäu ses als mikromechanische Stützpfosten mit einer die Bauhöhe des Halbleiterchips zumindest geringfügig überragenden Höhe ausgebildet sind, und an Randbereichen der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Trägerteiles befestigt sind. Die Anzahl und Anordnung der als mikromechanische Stützpfosten ausgebildeten Gehäuseseitenteile des Bauelementgehäuses rich tet sich nach der Art und dem Verwendungszweck der auf dem Halbleiterchip ausgebildeten elektronischen Schaltung und da mit der Anzahl der erforderlichen Anschlußkontakte. Obzwar eine vorzugsweise Anwendung der Erfindung die Fertigung eines optoelektronischen Halbleiter-Bauelementes, insbesondere ei ner Leuchtdiode mit lediglich zwei Anschlußkontakten beinhal tet, können insbesondere bei komplizierteren Schaltkreisen mit einer Vielzahl von notwendigen Anschlußkontakten, mit de nen die elektrische Verbindung zur Außenwelt hergestellt wer den muß, eine entsprechende Anzahl von elektrisch voneinander isolierter Stützpfosten für die Ausbildung der Gehäuseseiten teile des Bauelementes vorgesehen sein.

Bei einer bevorzugten Ausbildung eines erfindungsgemäßen Bau elementes kann vorgesehen sein, daß die wenigstens zwei Ge häuseseitenteile aus einem elektrisch leitenden Material her gestellt sind, und an ihrem freien, dem Trägerteil des Bau elementgehäuses abgewandten Ende mit Anschlußkontakten verse hen sind. Zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen den elektrisch leitenden Gehäuseseitenteilen sind diese entweder mit einem gewissen Abstand voneinander ange ordnet, so daß die zwischenliegende Luftschicht als Isolation wirkt, oder es ist eine zwischen den Gehäuseseitenteilen an geordnete, vorzugsweise dünne, elektrisch isolierende Schicht, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, vorge sehen. Die an dem freien Ende der Gehäuseseitenteile ange brachten Anschlußkontakte aus elektrisch leitendem Material können hierbei in der Form von Lötpolstern vorliegen, die vorzugsweise galvanisch oder durch Eintauchen des freien En des der Gehäuseseitenteile in ein Lötbad aufgebracht sind. Vermittels der Lötpolster kann das Halbleiter-Bauelement di rekt mit entsprechend geformten Lötstellen auf einer Platine verlötet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die wenigstens zwei Gehäuseseitenteile vermittels einer aus elektrisch leitendem Material hergestellten Anschlußver bindung elektrisch mit dem auf dem Trägerteil des Bauelement gehäuses befestigten Halbleiterchip verbunden sind. Dabei kann die aus elektrisch leitendem Material herge stellte Anschlußverbindung eine auf der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Trägerteiles ausgebildete metalli sche Leiterbahnschicht besitzen, etwa mit einer geringen Stärke von etwa bis zu 1 µm, welche vorzugsweise durch die aus der Fertigung von Halbleiterschaltungen bekannten photolithographischen Verfah ren hergestellt ist. Hierzu wird auf der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Trägerteils ganz flächig eine Ab deck- oder Maskierschicht abgeschieden, strukturiert, und ganzflächig eine Metallschicht abgeschieden. Nach Entfernen der Abdeck- oder Maskierungsschicht mit der kantenkonform darauf abgeschiedenen Metallisierung verbleiben die auf der Oberfläche des Trägerteiles verbleibenden Leiterbahnen mit der gewünschten Struktur. Diese ist insbesondere streifenför mig so angeordnet bzw. ausgebildet, daß eine elektrische Ver bindung mit den entsprechend auf der Oberfläche des Halblei terchips zugeordneten Kontaktanschlußstellen (Pads) auf ein fache Weise möglich ist. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß insbesondere auf der dem Trägerteil abgewandten Oberflä che des Halbleiterchips weitere Kontaktstellen (Bondpads) ausgebildet sind, welche vermittels Bonddrähten mit Kontakt stellen der Anschlußverbindung elektrisch verbunden werden.

Insbesondere bei optoelektronischen Halbleiterbauelementen kann es von Vorteil sein, sowohl die Leiterbahnen der auf der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Trägerteiles angeordneten Anschlußverbindung, als auch die auf der Ober fläche des Halbleiterchips entsprechend zugeordneten Kon taktanschlußstellen als dünne, vorzugsweise parallel verlau fende Streifen auszubilden, wobei die Streifen der Anschluß verbindung und die Streifen der Kontaktanschlußstellen des Halbleiterchips quer zueinander verlaufend ausgeführt sein können. Auf diese Weise kann eine sichere elektrische und me chanische Kontaktierung der Anschlußverbindung und des Halb leiterchips unter Berücksichtigung der Justagetoleranzen be werkstelligt werden, und gleichzeitig ein Verlust von in den Halbleiterchip eintretenden oder austretenden Licht aufgrund von Absorption in den elektrisch leitenden Schichten verrin gert werden.

Von Vorteil kann vorgesehen sein, daß die wenigstens zwei Ge häuseseitenteile des Bauelementgehäuses aus einem Material hergestellt sind, welches einen wenigstens annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Material des Trägerteiles besitzt. Auf diese Weise können Probleme hinsichtlich der me chanischen Stabilität des Bauelementes bei der Kontaktierung auf eine Platine oder dergleichen oder beim Betrieb des Bau elementes, welcher in der Regel mit einer Wärmeerzeugung ver bunden ist, vermieden werden.

Günstigerweise besteht das Trägerteil aus einem Material, wel ches ein Hartlöten mit den Elektrodenanschlußteilen ermög licht. Als besonders vorteilhaft kann als Material für das Trägerteil Glas verwendet werden; darüber hinaus ist jedoch auch ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein hochtemperatur stabiles Kunststoffmaterial für das Trägerteil möglich. Für das Material der Elektrodenanschlußteile wird insbesondere ein Halbleitermaterial, namentlich Silizium bevorzugt, wel ches durch Dotierung elektrisch leitende Eigenschaften besit zen kann. Im Prinzip geeignet als Material für die Elektro denanschlußteile ist aber auch ein anderes elektrisch leitfä higes Material, welches insbesondere den gleichen oder wenig stens annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Ma terial des Trägerteiles besitzt.

Der Verwendung von Glas oder einem optisch transparenten oder wenigstens durchscheinenden Kunststoffmaterial für das Trä gerteil wird insbesondere dann der Vorzug gegeben, wenn der auf seiner dem Trägerteil des Bauelementgehäuses zugewandten Oberfläche befestigte Halbleiterchip eine optoelektronische Schaltung umfaßt. In diesem Fall kann vorteilhafterweise das Trägerteil auf seiner dem Halbleiterchip abgewandten Oberflä che mit einer optischen Abbildungseinrichtung versehen sein, beispielsweise einer Bulk-, Fresnel-, oder diffraktiven Lin se. Zur Ausbildung der Abbildungseinrichtung auf der Träger oberseite kann eine Kunststoffschicht mit einer Stärke von einigen µm aufgebracht sein, in welche vermittels eines Prä gestempels die geeigneten optischen Strukturen zur Abbildung eines Lichtstrahls eingeprägt sein können. Daneben kann die Abbildungseinrichtung auch vermittels einer Form- oder Guß technik auf die Oberseite des Trägerteils aufgebracht sein.

Vorzugsweise besteht das Trägerteil des Bauelementgehäuses aus einem elektrisch isolierendem Material. Bei besonderen Anwendungen kann das Material des Trägerteiles auch elek trisch leitend sein; in diesem Fall muß zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses vor dem Auftrag der Anschlußver bindung auf der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Trägerteils eine dünne Isolationsschicht aufgebracht sein. Beispielsweise bei der Anwendung eines optoelektronischen Halbleiterchips mit einer IRED-Schaltung mit einer Wellenlän ge des Lichtstrahles von typischerweise λ < 1100 nm kann das Trägerteil aus einem Halbleitermaterial, insbesondere Silizi um bestehen, in welches gegebenenfalls geeignete Linsen (refraktiv oder diffraktiv) geätzt sind. Die elektrische Trennung von Anode und Kathode der IRED-Schaltung kann hier bei vorzugsweise durch Auftragen einer Oxidisolation auf dem Siliziummaterial des Trägerteils erfolgen. Solche Bauelemente können insbesondere als Sendebauelemente in optoelektroni schen Nachrichtenübertragungssystemen eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Halbleiter-Bauelement kann dabei durch folgende Verfahrensschritte hergestellt werden:

- Herstellen einer Trägerplatte aus elektrisch isolierendem Material,
- Ausbilden einer strukturierten Leiterbahnschicht mit Lei terbahnen auf der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche der Trägerplatte,
- separat von der Herstellung der Trägerplatte, Herstellung einer Elektrodenanschlußplatte,
- Fertigen von Vertiefungen im Bereich der den Leiterbahnen zugeordneten Oberfläche der Elektrodenanschlußplatte,
- Verbinden der mit der Leiterbahnschicht versehenen Oberflä che der Trägerplatte mit der mit den Vertiefungen versehenen Oberfläche der Elektrodenanschlußplatte.

Dabei erfolgt die elektrische und mechanische Verbin dung von Trägerplatte und Elektrodenanschlußplatte durch ei nen Lötschritt. Hierbei wird die Trägerplatte und die Elek trodenanschlußplatte so zueinander justiert ausgerichtet, daß die auf der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche der Trägerplatte ausgebildeten Leiterbahnen an der richtigen Stelle bezüglich der Vertiefungen der Elektrodenanschlußplat te zu liegen kommen. Daran anschließend werden die beiden Platten unter Druck auf eine bestimmte Temperatur von bei spielsweise 400° Celsius erhitzt und miteinander verlötet. Nach der Fertigstellung der Verbindung der Platten können die den Vertiefungen entsprechenden Abschnitte der Elektrodenan schlußplatte entfernt werden, insbesondere durch einen Säge vorgang, und daran anschließend kann die Trägerplatte zur Fertigung der einzelnen Halbleiter-Bauelemente zerteilt wer den, vorzugsweise wiederum durch einen Sägevorgang.

Noch vor der Unterteilung der Trägerplatte können auf die elektrisch leitenden Elektrodenanschlußteile die Anschlußkon takte aufgebracht werden, insbesondere Lötpolster, die galva nisch oder durch Eintauchen in ein Lötbad gefertigt werden. Weiterhin können nach diesem Schritt, aber noch vor dem Un terteilen der Trägerplatte die einzelnen Halbleiter-Bauele mente auf eine Kunststoffolie geklebt werden, um die Vorrats haltung bzw. Handhabung der einzelnen Halbleiter-Bauelemente zu vereinfachen. Hierbei können die Halbleiter-Bauelemente bei Bedarf einzeln von der Kunststoffolie entnommen und di rekt auf eine Platine oder dergleichen abgelegt und verlötet werden (sogenanntes Pick- und Place-Verfahren).

Weitere Vorteile, Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Halbleiter- Bauelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Er findung mit einem optoelektronischen Halbleiterchip;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiter-Bauelementen gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 3A und 3B eine schematische Unteransicht und Draufsicht in Blickrichtung IIIA-IIIA und IIIB-IIIB gemäß Fig. 1; und

Fig. 4 eine schematische Draufsicht in Blickrichtung IV-IV gemäß Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Halbleiter-Bauelement 1 in Form einer Leuchtdiode mit einem Halbleiterchip 2, der einen auf einem Silizium substrat 3 ausgebildeten pn-Übergang 4, sowie eine der Licht austrittsseite der Leuchtdiode zugeordnete p-dotierte An odenschicht 5 und einer der Rückseite der Leuchtdiode zuge ordnete, n-dotierte Kathodenschicht 6 besitzt, an die sich eine rückseitige Kontaktierungsschicht 7 anschließt. Es ist ein aus Glas hergestelltes Trägerteil 8 vorgesehen, auf des sen Unterseite 9 eine aus elektrisch leitendem Material her gestellte Anschlußverbindung 10 mit einer Struktur ausgebil det ist, welche dünne, parallel zueinander verlaufende Lei terbahnen 11 besitzt. Die Anschlußverbindung 10 stellt eine dünne Schicht aus einem Metall dar, welches eine gute Haftung mit der Glasplatte 8 gewährleistet, vorzugsweise aus Titan bzw. Chrom-Platin-Gold oder Titan-Palladium-Gold. Auf der An odenschicht 5 des Halbleiterchips 2 sind dünne, parallel zu einander und quer zur Richtung der Leiterbahnen 11 verlaufen de Kontaktanschlußelemente 12 ausgebildet. Der Halbleiterchip 2 ist an der Unterseite 9 des Trägerteils 8 mechanisch fest mit diesem verbunden, und zwar dergestalt, daß die Leiterbah nen 11 zu den quer hierzu verlaufenden Kontaktanschlußelemen ten 12 sicheren elektrischen Kontakt besitzen. Auf der Ober seite 20 des Trägerteiles 8 ist eine für die Strahlung trans parente Kunststoffschicht 13 aufgebracht, in welche vermit tels eines Prägestempels geeignete Strukturen zur Ausbildung einer Fresnellinse 14 oder einer anderen geeigneten Linsen einrichtung zur gewünschten Abbildung des von der Leuchtdiode ausgehenden Lichtstrahls eingeprägt sind. Das Bauelementge häuse 15 des Halbleiter-Rauelementes 1 umfaßt des weiteren zwei mit Anschlußkontakten 16 versehene Elektrodenanschluß teile 17, welche die beiden Gehäuseseitenteile des Bauele mentgehäuses 15 darstellen. Das Trägerteil 8 bildet das das Bauelementgehäuse 15 nach oben abschließende Gehäuseoberteil, welches zusammen mit den beiden Gehäuseseitenteilen den Halb leiterchip 2 schützend umgibt. Zum Schutz des Halbleiterchips 2 ist dieser mit einem transparenten Kunststoffmaterial 18 überdeckt, der auch den Bereich zwischen der Lichtaustritts seite der Leuchtdiode und der Anschlußverbindung 10 ausfüllt. Der verbleibende Hohlraum des Bauelementes 1 zwischen den Ge häuseseitenteilen ist mit einem elektrisch nichtleitenden, nicht notwendigerweise transparenten Material 19, inbesondere Kunststoffmaterial aufgefüllt.

Die elektrisch leitende Anschlußverbindung 10 ist in Form ei ner auf die Unterseite 9 des Trägerteiles 8 aufgebrachten me tallischen Schicht mit einer Stärke von wenigen µm ausgebil det, die vermittels einer Phototechnik mit Strukturen verse hen ist; diese besitzt, wie insbesondere aus den Fig. 3A und 3B ersichtlich ist, neben einer Vielzahl von Leiterbahnen 11, welche parallel zueinander verlaufen, einen hiermit elek trisch angeschlossenen Anschlußbereich 21, sowie einen An schlußbereich 22, der über einen Bonddraht 23 elektrisch mit der auf der Rückseite des Halbleiterchips 2 aufgebrachten Kontaktierungsschicht 7 verbunden ist. Die Anschlußverbindung 10 wird vorzugsweise über eine auf das Trägerteil 8 bedampfte Titan bzw. Chrom-Platin-Gold- oder Titan-Palladium-Gold- Schicht hergestellt. Die Anschlußbereiche 21 und 22 besitzen eine den Stirnseiten 24 der Elektrodenanschlußteile 17 ent sprechende Formgebung und Ausdehnung. Die Stirnseiten 24 der Elektrodenanschlußteile 17 sind mit einer dünnen Metall schicht 25, insbesondere aus Gold-Silizium überzogen, um durch Hartlöten eine mechanisch stabile und dauerhafte Ver bindung der Elektrodenanschlußteile 17 auf der Unterseite 9 an den Randbereichen des Trägerteiles 8 zu gewährleisten. Die Elektrodenanschlußteile 17 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, welches den gleichen Ausdehnungskoeffi zienten wie das Material des Trägerteiles 8 besitzt. Im dar gestellten Falle von Glas für das Trägerteil 8 bestehen die Elektrodenanschlußteile 17 aus einem Halbleitermaterial wie beispielsweise Silizium, welches zur Erhöhung der elektri schen Leitfähigkeit dotiert ist, beispielsweise n⁺-dotiert. Die freien Enden 26 der Elektrodenanschlußteile 17 sind zur Erhöhung der Haftung mit den Anschlußkontakten 16 mit einer metallischen Zwischenschicht 27 überzogen, im dargestellten Falle beispielsweise aus Titan-Platin-Zinn-Palladium. Auf der Zwischenschicht 27 sind die Anschlußkontakte 16 in Form von Lötpolstern 28 aufgebracht, vermittels derer die elektrische Verbindung des Halbleiter-Bauelementes 1 mit Lötstellen, die auf einer Platine oder dergleichen angebracht sind, ermög licht wird. Die Elektrodenanschlußteile 17 bilden die beiden Gehäuseseitenteile des Bauelementgehäuses 15 in der Form von mikromechanischen Stützpfosten mit einer die Bauhöhe des Halbleiterchips 2 wenigstens geringfügig überragenden Höhe. Die äußeren Gesamtabmessungen des erfindungsgemäßen Halblei ter-Bauelementes 1 liegen somit in derselben Größenordnung wie die Abmessungen des Halbleiterchips 2 selbst, also bei spielsweise in der Größenordnung von 500 µm · 500 µm · 100 µm.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 4 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Halblei ter-Bauelementen der in Fig. 1 gezeigten Struktur näher er läutert. Zunächst wird eine vorzugsweise aus Glas bestehende Trägerplatte 29, aus der später die Trägerteile 8 der einzel nen Halbleiter-Bauelemente 1 gebildet werden, mit einer elek trisch leitenden Schicht geringer Stärke versehen, aus der die Anschlußverbindung 10 für die einzelnen Halbleiter- Bauelemente 1 hergestellt wird. Hierzu wird die dem Halblei terchip 2 zugewandte Oberfläche 9 der Trägerplatte 29 voll flächig mit einer dünnen Metallschicht 10a aus Titan-Platin- Gold oder Titan-Palladium-Gold bedampft, welche Metallschicht mit photolithographischen Methoden in der aus den Fig. 3A und 3B ersichtlichen Anordnung strukturiert wird. Auf diese Weise werden die Anschlußverbindungen 10 mit Leiterbahnen 11, Anschlußbereichen 21 und 22 hergestellt.

Separat und unabhängig von der Herstellung der Trägerplatte 29 wird in einem eigenen Verfahrensschritt die Elektrodenan schlußplatte 30 gefertigt, aus der die Elektrodenanschlußtei le 17 für die einzelnen Halbleiter-Bauelemente 1 gebildet werden. Die Elektrodenanschlußplatte 30 stellt vorzugsweise einen dünnen Silizium-Wafer mit denselben äußeren Abmessungen wie die Glasplatte 29 dar. Auf der dem Halbleiterchip 2 zuge wandten Oberfläche 20 der Elektrodenanschlußplatte 30 wird zunächst eine dünne leitende Schicht voll flächig aufgetragen, beispielsweise aus Gold-Zinn. Auf diese dünne Metallschicht wird voll flächig eine Photolackschicht aufgetragen, welche unter Verwendung einer geeigneten Maske derart strukturiert wird, daß sich die in Fig. 4 dargestellte Anordnung ergibt. Der strukturierte Photolack 31 wird in einem nachfolgenden Ätzschritt als Ätzmaske zur Entfernung von nicht durch die Photolackschicht abgedeckten Bereichen der Gold-Zinn-Schicht und zur Ausbildung von Vertiefungen 32 in die Oberfläche der Elektrodenanschlußplatte 30 verwendet. Die Tiefe der Vertie fungen 32 ist wenigstens geringfügig größer als die Höhe der Leiterbahnen 11 und beträgt beispielsweise 10 bis 50 µm. Zur Fertigstellung der Elektrodenanschlußplatte 30 wird diese auf ihrer Rückseite 33 über einen weiteren Photolithographie schritt mit der metallischen Zwischenschicht 27 zur Erhöhung der Haftung mit den später aufgebrachten Anschlußkontakten 16 versehen.

Nach Fertigstellung der Elektrodenanschlußplatte 30 wird die se mit der Trägerplatte 29 fixiert, vorzugsweise durch Hart löten. Hierzu werden die beiden Platten 29 und 30 so zueinan der justiert ausgerichtet, daß die Anschlußbereiche 21 und 22 über die entsprechend gestaltete Metallschicht 25 der Elek trodenanschlußplatte 30 und damit die Leiterbahnen 11 inner halb des Raumes der Vertiefung zu liegen kommen. Anschließend werden beide Platten unter Druck auf etwa 400° Celsius er wärmt und miteinander verlötet. Nach diesem Schritt ergibt sich die in Fig. 2 im Schnitt schematisch dargestellte An ordnung. Daran anschließend werden die Abschnitte 35 zwischen den Anschlußkontakten 16 der Elektrodenanschlußplatte 17 an der gestrichelten Linie 36 entlang herausgesägt, so daß die Elektrodenanschlußteile 17 stehen bleiben.

Danach können die einzelnen Halbleiterchips 2 mit ihrer Lichtaustrittsseite auf das Trägerteil 8 gelötet werden. Hierzu werden die Halbleiterchips 2 erwärmt, vorzugsweise vermittels eines Hochleistungslasers. Daran anschließend wer den Bonddrähte 23 zur elektrischen Verbindung der rückseiti gen Kontaktierungsschicht 7 mit dem Anschlußbereich 22 gezo gen, und es wird der Halbleiterchip 2 mit einem transparenten Kunststoffmaterial 18 vergossen, welches wegen der besseren Lichtauskopplung auch den Zwischenraum zwischen der Licht austrittsseite des Halbleiterchips 2 und dem Trägerteil 8 ausfüllt. Oberhalb des transparenten Kunststoffmaterials 18 kann des weiteren ein Kunststoffmaterial 19 mit einem gerin gem Ausdehnungskoeffizienten eingefüllt werden, wobei die Menge des einzufüllenden Materials 19 genau auf die äußeren Dimensionen des Halbleiterchips 2 abzustimmen ist.

Abschließend werden auf den Elektrodenanschlußteilen 17 Löt polster 16 galvanisch oder durch Eintauchen in ein Lötbad aufgebracht, die Trägerplatte 29 auf eine (nicht näher darge stellte) Kunststoffolie geklebt und anschließend in die ein zelnen Halbleiter-Bauelemente zersägt.

Bezugszeichenliste

1 Halbleiter-Bauelement
2 Halbleiterchip
3 Siliziumsubstrat
4 pn-Übergang
5 p-dotierte Anodenschicht
6 n-dotierte Kathodenschicht
7 rückseitige Kontaktierungsschicht
8 Tragerteil
9 Unterseite
10 Anschlußverbindung
11 Leiterbahnen
12 Kontaktanschlußelemente (Pad) auf Chip
13 Kunststoffschicht
14 Fresnellinse
15 Bauelementgehäuse
16 Anschlußkontakte
17 Elektrodenanschlußteile
18 transparentes Kunststoffmaterial
19 transparentes Kunststoffmaterial
20 Oberfläche
21 Anschlußbereich
22 Anschlußbereich
23 Bonddraht
24 Stirnseiten
25 dünne Metallschicht
26 freie Enden
27 metallische Zwischenschicht
28 Lötpolster
29 Trägerplatte
30 Elektrodenanschlußplatte
31 strukturierter Photolack
32 Vertiefungen
33 Rückseite
35 Abschnitte
36 gestrichelte Linie

Claims

1. Halbleiter-Bauelement (1) insb. mit einer optoelektronischen Schaltung bzw. Anordnung, mit wenigstens einem mit einem Trägerteil (8) eines Bauelementgehäuses (15) befestigten Halbleiterchip (2), der elektrisch mit wenigstens zwei mit Anschlußkontakten (16) versehenen Elektrodenanschlußteilen (17) verbunden ist, wobei die Elektrodenanschlußteile (17) wenigstens bereichsweise als Gehäuseseitenteile des Bauele mentgehäuses (15) ausgebildet sind, die den Halbleiterchip (2) wenigstens bereichsweise umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (8) gleichzeitig das Gehäuseoberteil des Bau elementgehäuses (15) darstellt, und die wenigstens zwei Ge häuseseitenteile des Bauelementgehäuses (15) als mikromecha nische Stützpfosten mit einer die Bauhöhe des Halbleiterchips (2) zumindest geringfügig überragenden Höhe ausgebildet sind, und an Randbereichen der dem Halbleiterchip (2) zugewandten Oberfläche des Trägerteiles (8) befestigt sind.

2. Halbleiter-Bauelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die wenigstens zwei Gehäuseseitenteile aus ei nem elektrisch leitenden Material hergestellt sind, und an ihrem freien, dem Trägerteil (8) des Bauelementgehäuses (15) abgewandten Ende mit Anschlußkontakten (16) versehen sind.

3. Halbleiter-Bauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Gehäuseseitenteile vermittels einer aus elektrisch leitendem Material herge stellten Anschlußverbindung (10) elektrisch mit dem auf dem Trägerteil (8) des Bauelementgehäuses (15) befestigten Halb leiterchip (2) verbunden sind.

4. Halbleiter-Bauelement (1) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die aus elektrisch leitendem Material herge stellte Anschlußverbindung (10) eine auf der dem Halbleiter chip (2) zugewandten Oberfläche des Trägerteiles (8) ausge bildete Leiterbahnschicht aufweist.

5. Halbleiter-Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Gehäuseseitenteile des Bauelementgehäuses (15) aus einem Material hergestellt sind, welches einen wenigstens annähernd gleichen Ausdeh nungskoeffizienten wie das Material des Trägerteiles (8) be sitzt.

6. Halbleiter-Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Gehäuseseitenteile des Bauelementgehäuses (15) aus einem Halbleitermaterial her gestellt sind.

7. Halbleiter-Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (2) auf seiner dem Trägerteil (8) des Bauelementgehäuses (15) zugewandten Ober fläche eine optoelektronische Schaltung aufweist, und das Trägerteil (8) wenigstens im Bereich des befestigten Halblei terchips (2) aus einem optisch transparenten oder wenigstens durchscheinenden Material hergestellt ist.

8. Halbleiter-Bauelement (1) nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Trägerteil (8) auf seiner dem Halbleiter chip (2) abgewandten Oberfläche mit einer optischen Abbil dungseinrichtung versehen ist.

9. Halbleiter-Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (8) des Bauelementgehäuses (15) eine elektrisch isolierende Glas- oder Kunststoffplatte darstellt.