WO2015189062A1 - Licht emittierendes halbleiterbauelement - Google Patents

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WO2015189062A1
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light
emitting semiconductor
dielectric mirror
semiconductor device
semiconductor chip
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PCT/EP2015/062125
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Christian LEIRER
Markus Maute
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Ams Osram International GmbH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • At least one object of certain embodiments is to specify a light-emitting semiconductor component with a light-emitting semiconductor chip.
  • emitting semiconductor device to a light-emitting semiconductor chip having a semiconductor layer sequence with an active region for generating light.
  • the semiconductor layer sequence by means of an epitaxial process, for example by means of
  • MOVPE metalorganic vapor phase epitaxy
  • the semiconductor layer sequence has semiconductor layers which run along a
  • lateral Semiconductor layers are hereafter referred to as lateral
  • the light-emitting semiconductor chip has two main surfaces, which are arranged perpendicular to the growth direction.
  • One of the main surfaces is as
  • the semiconductor chip has one of
  • Light outcoupling surface opposite rear side surface which forms the second main surface of the semiconductor chip.
  • the light output surface and the back surface are connected to each other via side surfaces.
  • the light-emitting semiconductor chip may vary depending on
  • generating light have a semiconductor layer sequence based on different semiconductor material systems.
  • infrared to red radiation is
  • a semiconductor layer sequence based on In x Ga y Al x _ y As suitable for red to yellow radiation has a semiconductor layer sequence based on In x Ga y Al x is, for example - y P suitable and green for short wavelength visible, so in particular for to blue, radiation and / or for UV radiation, for example, a semiconductor layer sequence based on In x Ga y Alix x y N is suitable, wherein in each case 0 ⁇ x ⁇ 1 and 0 ⁇ ⁇ 1 applies.
  • a Semiconductor layer sequence based on an antimonide for example InSb, GaSb, AlSb or a combination thereof, suitable for long-wave infrared radiation.
  • Semiconductor chips may have an active region for generating light, for example a conventional pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure).
  • an active region for generating light for example a conventional pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure).
  • Semiconductor layer sequence may comprise, in addition to the active region, further functional layers and functional regions, such as p-doped or n-doped ones
  • Charge carrier transport layers undoped or p- or n-doped confinement, cladding or waveguide layers, barrier layers, planarization layers, buffer layers, protective layers and / or electrodes and combinations thereof.
  • Lichtauskoppel and the back surface each having an electrical contact element, such as in the form of a large-area or patterned electrode layer having.
  • the structures described here are the active region or the
  • the growth substrate may be an insulator material or a
  • Compound semiconductor material system include or be.
  • the growth substrate may be sapphire, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si and / or Ge may include or be of such material.
  • the growth process can in particular in the wafer composite
  • a growth substrate in the form of a wafer is provided, onto which the semiconductor layer sequence is grown over a large area.
  • the grown semiconductor layer sequence can in another
  • Process step are separated into individual semiconductor chips, wherein the side surfaces of the semiconductor chips can be formed by the singulation.
  • the carrier body may have a shaped body, which is the
  • the shaped body is in particular formed on the light-emitting semiconductor chip and surrounds the light-emitting semiconductor chip in a lateral
  • the shaped body is arranged in a plan view of the light outcoupling surface of the semiconductor chip around the semiconductor chip and in particular integrally formed on all side surfaces of the light emitting semiconductor chip.
  • the shaped body may be formed such that the light coupling-out surface of the light-emitting semiconductor chip is not covered.
  • the side surfaces of the light-emitting semiconductor chip can be completely or from the Rear side surface seen from be covered up to a certain height in the direction of the light output surface, so that the molded body has an upper surface, which is reset, for example, to the light output surface.
  • the side surfaces can be completely covered, so that the
  • Shaped body has a top that is flush with the
  • the molding may in particular comprise a plastic material, preferably a silicone, an epoxide, an epoxy-silicone hybrid material, a polyester
  • Glass ceramic With “low melting” here are referred glasses and glass ceramics, which can be processed in a molding process at temperatures at which the
  • Shaped bodies with particles such as SiO 2 particles are Shaped bodies with particles such as SiO 2 particles
  • the shaped body can form a mechanically stabilizing element which substantially effects the stability of the carrier body.
  • the semiconductor chip is embedded in particular in the molded body and thus in the carrier body.
  • the shaped body can in particular in a molding process
  • the shaped body can be produced by a transfer molding process
  • a film transfer molding process or a compression molding process may be formed
  • a plurality of light-emitting semiconductor chips so they can be embedded in a common carrier body and thus be transformed with a common shaped body in one process step.
  • Shaped body is for example in the document
  • the shaped body is at least partially translucent. Furthermore, it is also possible that the shaped body is formed at least partially optically reflective. This can
  • Shaped body in particular one of the above
  • the wavelength conversion element can, before or after the forming of the semiconductor chip with the molding on the
  • Lichtauskoppel design be arranged and in particular by a layer with one or more
  • Wavelength conversion materials are formed.
  • a plurality of light-emitting semiconductor chips in the carrier body may be a common
  • each of the semiconductor chips a special case
  • the wavelength conversion element has in particular
  • Semiconductor chip or a plurality of light-emitting semiconductor chips emitted light at least partially convert into a light having a different wavelength, so that the light-emitting semiconductor device can emit a mixed light from the primary emitted from the semiconductor chip and the converted secondary light.
  • a light-emitting semiconductor chip may emit blue light emitted from a
  • Wavelength conversion element is at least partially converted into green and red and / or yellow light, so that the semiconductor device can emit white light during operation.
  • the wavelength conversion element can be applied, for example, in the form of particles which are in one
  • Matrix material such as a plastic, such as silicone, or ceramic are embedded.
  • Wavelength conversion element can in this case be applied, for example, as a film. Furthermore, it is also possible that the wavelength conversion element as a ceramic plate is carried out, which contains the wavelength conversion substance or consists of a ceramic wavelength conversion substance. In addition, that can
  • Wavelength conversion element also have a diffuser material, such as scattering particles to adjust the optical or electro-optical properties.
  • Wavelength conversion element can be applied in particular directly to the light output surface.
  • the carrier body has a light-coupling surface of the semiconductor chip
  • a dielectric mirror is applied on the upper side of the carrier body, that is to say in a lateral direction next to the light coupling-out surface of the semiconductor chip.
  • a material is applied, which is formed both dielectrically and thus electrically insulating as well as reflecting light.
  • the dielectric mirror is designed to be reflective to the light generated during operation in the light-emitting semiconductor chip.
  • Semiconductor component is based on the consideration that in the structure described here with the carrier body, which has a shaped body, which is emitted to a light
  • Semiconductor chip is molded, a mirrored
  • dielectric materials must therefore be used for electrical insulation for example, so-called spin-on dielectrics, that is to say organic dielectric materials such as, for example, paint-based dielectrics, can be used.
  • spin-on dielectrics that is to say organic dielectric materials such as, for example, paint-based dielectrics
  • aging effects occur with a metallic mirror. Since a dielectric mirror is used in the light-emitting semiconductor device described here, it can be applied to a
  • the dielectric mirror comprises at least one inorganic dielectric material.
  • the dielectric mirror may have at least two dielectric layers with different ones
  • the dielectric mirror may in particular be designed as a so-called Bragg mirror, also referred to as “Distributed Bragg Reflector” (DBR), which has a periodic sequence of at least two DBR.
  • DBR distributed Bragg Reflector
  • Having refractive indices For example, a plurality of pairs of first and second layers having different refractive indices may be arranged one above the other.
  • the inorganic dielectric material comprises an oxide, for example by means of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition
  • the inorganic dielectric material has one or more
  • Titanium oxide and tantalum oxide Titanium oxide and tantalum oxide.
  • the dielectric layers of the dielectric mirror have a layer thickness
  • the dielectric layers may have an optical thickness of one
  • this may also have more complicated layer structures.
  • the electrical semiconductor component can in particular in the lateral direction in addition to the light
  • the emitting semiconductor chip may be arranged in the carrier body.
  • the electrical semiconductor component can be arranged together with the light-emitting semiconductor chip in the shaped body of the carrier body.
  • the electrical semiconductor component which has side surfaces, such as the light-emitting semiconductor chip may be formed with the molded body, so that the molded body positively and immediately adjoins the side surfaces of the electrical semiconductor device and this form-fitting and directly covered, as described above for the light-emitting semiconductor chip is.
  • the electrical semiconductor component is designed as a diode, in particular as a protective diode.
  • ESD electrostatic discharge
  • the electrical semiconductor component is arranged below the dielectric mirror.
  • the dielectric mirror is arranged on the entire upper side of the light-emitting semiconductor component, ie on the entire upper side of the carrier body, wherein only the
  • the dielectric mirror can thus in a plan view of the top of the carrier body and the
  • Lichtauskoppel Based the light-emitting semiconductor chip, the semiconductor light-emitting chip in the lateral direction at least partially or completely. Indicates the light-emitting semiconductor device on the
  • the light output surface of the light-emitting semiconductor chip at least partially uncovered from
  • the dielectric mirror may thus have an opening which over the
  • Light outcoupling surface is arranged and through which the light outcoupling surface is at least partially recognizable when looking at this. Furthermore, the entire light output surface may be free of the dielectric mirror, so that the opening in the dielectric mirror at least
  • the cross section here is the shape of the light output surface or the opening in the dielectric mirror in a plan view of the
  • an electrical connection element is on the upper side of the carrier body
  • the electrical connection element may in particular be a metallic layer, which forms an electrical contact between an electrical contact element on the
  • the electrical semiconductor component can likewise have an electrical contact element, for example in the form of an electrode layer, or be contacted directly by the electrical connection element.
  • the electrical connection element may, for example, comprise one or more of the following materials:
  • the light-outcoupling surface of the light-emitting semiconductor chip and the top of the light-emitting semiconductor chip Furthermore, on the rear side of the light-emitting semiconductor component, the light-outcoupling surface of the light-emitting semiconductor chip and the top of the light-emitting semiconductor chip and the top of the light-emitting semiconductor chip.
  • Carrier body is opposite, electrical contact elements and / or connection elements for contacting the light-emitting semiconductor chip and the electrical
  • Semiconductor devices be present. For example, on the light output surface opposite
  • Connection element may be present, which may also extend partially over the shaped body of the carrier body.
  • On the opposite side of the top of the electrical semiconductor device can also be an electrical
  • Contact element and / or an electrical connection element may be present, which may also extend at least partially over the underside of the carrier body.
  • the electrical connection element is arranged between the dielectric mirror and the carrier body.
  • the electrical connection element may be formed as a metallic layer, which is at least partially directly on the carrier body, that is, in particular directly on the molded body, is arranged.
  • the electrical connection element emits the light Semiconductor chip in the lateral direction encloses.
  • the electrical connection element in this case cover the largest possible area of the carrier body,
  • Connection element can be additionally increased.
  • the electrical connection element may be completely covered by the dielectric mirror, so that the electrical connection element has no contact with the surroundings and of the dielectric mirror together with the carrier body
  • Moisture or other harmful materials can react and thereby degenerate.
  • the electrical connection element is seen from the carrier body on the
  • Connection element can in particular between two
  • the electrical plated-through holes can in particular extend through the dielectric mirror and be electrically conductively connected to the top side of the electrical semiconductor component and to the light output surface of the light-emitting semiconductor chip, in particular with electrical contact elements thereon.
  • the electrical feedthroughs may, for example, one or more of the above for the electrical
  • Figures 1A and 1B are schematic representations of views of a light-emitting semiconductor device according to an embodiment
  • FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams of views of a light-emitting semiconductor component according to a further exemplary embodiment.
  • identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better representation and / or better understanding may be exaggerated.
  • FIGS. 1A and 1B show an exemplary embodiment of a light-emitting semiconductor component 101.
  • FIG. 1A shows a sectional view through the light 1, while in FIG. 1B a plan view of a part of the light-emitting semiconductor component 101 is shown.
  • the light-emitting semiconductor device 101 has
  • the light-emitting semiconductor chip 1 has a
  • the light-emitting semiconductor chip 1 has a light output surface 10, via which the light generated during operation is radiated.
  • the light output surface 10 opposite is a
  • Rear side surface 11 of the light-emitting semiconductor chip 1 is arranged.
  • Rear surface 11 form two main surfaces of the light-emitting semiconductor chip 1, which are connected to one another via side surfaces 12.
  • Semiconductor chip 1 can with regard to
  • the light output surface 10 may also be free of a wavelength conversion element.
  • one or more optical elements such as, for example, one or more optical elements to be used in addition to or as an alternative to a wavelength conversion element 2
  • Diffuser layer or a lens on the light output surface are arranged.
  • the light-emitting semiconductor component 101 has a carrier body 3, which has a shaped body 4
  • the molded article 4 can be emitted to the light by a molding process described above in the general part
  • Semiconductor chip 1 are formed and, for example, a
  • the molded body 4 and thus the support body 3 has a height which corresponds to the height of the light
  • Top 30 of the support body 3 at the light output surface 10 of the light-emitting semiconductor chip 1 is flush with this.
  • the top 30 of the support body 3 also above or below the
  • Light outcoupling surface 10 of the light-emitting semiconductor chip 1 may be arranged.
  • the carrier body 3 may have a greater or smaller height than the light-emitting semiconductor chip 1, wherein the shaped body 4 the
  • Light output surface 10 is not covered.
  • dielectric mirror 5 having an inorganic dielectric material.
  • the dielectric mirror 5 at least two dielectric
  • the dielectric mirror 5 is formed as a so-called Bragg mirror, wherein the individual dielectric
  • Layers 50, 51 are selected in terms of their thickness and their material so that together they have the highest possible reflectivity for the light-emitting in operation
  • Semiconductor chip 1 generate light generated.
  • the dielectric layers 50, 51 of the dielectric mirror 5 can be
  • one or more materials selected from silica, alumina, titania, and tantalum oxide for example, one or more materials selected from silica, alumina, titania, and tantalum oxide
  • the dielectric mirror 5 is arranged in particular over a large area on the upper side 30 of the carrier body 3 and
  • the dielectric mirror 5 may even be up to the
  • Wavelength conversion element 2 zoom in and surround this in a lateral direction.
  • the light outcoupling surface 10 of the light-emitting semiconductor chip 1 is thus at least partially free and uncovered by the dielectric mirror 5.
  • the dielectric mirror 5 has an opening which is arranged above the light outcoupling surface 10 and through which the light outcoupling surface 10 or, if present, the wavelength conversion element 2 at a glance at this is at least partially recognizable. Furthermore, the entire light output surface 10 or the entire wavelength conversion element 2 free of
  • the light-emitting semiconductor device 101 has
  • Carrier body 3 which like the light emitting
  • Semiconductor component 6 is designed in particular as a protective diode, preferably as an ESD protection diode.
  • Cover body 3 can cover. On the light output surface 10 and on an upper side 60 of the electrical
  • Semiconductor component 6 are further electrical contact elements 13, 63 available. These are electrically connected by means of an electrical connection element 7, which is arranged on the upper side 30 of the carrier body 3. In particular, in the embodiment shown, the electrical
  • Connection element 7 which is formed as a metallic layer, below the dielectric mirror 5, ie between the carrier body 3 and the dielectric mirror 5,
  • FIG. 1B this is a plan view of the light output surface 10 of the light-emitting
  • Terminal element lying and thus not visible elements are indicated by dashed lines.
  • the electrical connection element 7 preferably covers the largest possible area of the upper side 30 of the carrier body 3, as a result of which the total reflectivity together with the dielectric
  • Connection element 7 can in particular be arranged completely below dielectric mirror 5 and, as can be seen in FIG. 1B, in this case, for example, from one
  • the electrical connection element 7 can also protrude below the dielectric mirror 5 in a subregion. Furthermore, for example, on the dielectric mirror 5, a further electrical contact element may be present, which is electrically conductively connected via a through-contact through the dielectric mirror 5 with the electrical connection element 7.
  • FIGS. 2A and 2B show a further exemplary embodiment of a light-emitting semiconductor component 102, which is a modification of the exemplary embodiment of FIGS 1A and 1B.
  • the following description is therefore essentially limited to the differences to
  • Terminal element 7 which is arranged on the dielectric mirror 5, so that the dielectric mirror 5 between the support body 3 and the electrical connection element 7 is formed.
  • electrical connection element 7 in the form of a metallic layer has the smallest possible surface area, as shown in particular in the plan view in Figure 2B, unlike the plan view in Figure 1B is a plan view of the light-emitting semiconductor device 102 with
  • dielectric mirror 5 shows. It can be seen particularly well that the dielectric mirror 5 is the
  • Wavelength conversion element 2 encloses in the lateral direction and the largest possible area on the
  • Carrier body 3 covered.
  • the embodiments shown in the figures may alternatively or additionally have further features described above in the general part.
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly described in the claims

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Abstract

Es wird ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement angegeben, das zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterchip (1) mit einer Halbleiterschichtenfolge, einer Lichtauskoppelfläche (10), einer der Lichtauskoppelfläche (10) gegenüber liegenden Rückseitenfläche (11) und Seitenflächen (12), die die Lichtauskoppelfläche (10) und die Rückseitenfläche (11) verbinden, undeinen Trägerkörper (3) aufweist, der einen Formkörper (4) aufweist, der die Seitenflächen (12) des Licht emittierenden Halbleiterchips (1) formschlüssig und unmittelbar bedeckt, wobei der Trägerkörper (3) an der Lichtauskoppelfläche (10) des Licht emittierenden Halbleiterchips (1) eine Oberseite (30) aufweist, auf der ein dielektrischer Spiegel (5) aufgebracht ist.

Description

Beschreibung
Licht emittierendes Halbleiterbauelement
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 108 295.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es wird ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement
angegeben .
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit einem Licht emittierenden Halbleiterchip anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem
unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibungen und Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Licht
emittierendes Halbleiterbauelement einen Licht emittierenden Halbleiterchip auf, der eine Halbleiterschichtenfolge mit einem aktiven Bereich zur Erzeugung von Licht aufweist.
Besonders bevorzugt kann die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise mittels
metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder
Molekularstrahlepitaxie (MBE) , auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen werden. Die Halbleiterschichtenfolge weist hierdurch Halbleiterschichten auf, die entlang einer
Anordnungsrichtung, die durch die Aufwachsrichtung gegeben ist, übereinander angeordnet sind. Senkrecht zur Anordnungsrichtung weisen die Schichten der
Halbleiterschichtenfolge eine Haupterstreckungsebene auf. Richtungen parallel zur Haupterstreckungsebene der
Halbleiterschichten werden im Folgenden als laterale
Richtungen bezeichnet.
Der Licht emittierende Halbleiterchip weist insbesondere zwei Hauptoberflächen auf, die senkrecht zur Aufwachsrichtung angeordnet sind. Eine der Hauptoberflächen ist als
Lichtauskoppelfläche ausgebildet, über die das im Betrieb des Halbleiterbauelements erzeugte Licht abgestrahlt wird.
Weiterhin weist der Halbleiterchip eine der
Lichtauskoppelfläche gegenüber liegende Rückseitenfläche auf, die die zweite Hauptoberfläche des Halbleiterchips bildet. Die Lichtauskoppelfläche und die Rückseitenfläche sind über Seitenflächen miteinander verbunden. Zusätzlich zur
Abstrahlung von Licht durch die Lichtauskoppelfläche kann das im Betrieb in der aktiven Schicht erzeugte Licht zumindest teilweise auch über Seitenfläche und/oder die
Rückseitenfläche abgestrahlt werden.
Der Licht emittierende Halbleiterchip kann je nach zu
erzeugendem Licht eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von verschiedenen Halbleitermaterialsystemen aufweisen. Für eine langwellige, infrarote bis rote Strahlung ist
beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von InxGayAli-x_yAs geeignet, für rote bis gelbe Strahlung ist beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von InxGayAli-x-yP geeignet und für kurzwellige sichtbare, also insbesondere für grüne bis blaue, Strahlung und/oder für UV- Strahlung ist beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von InxGayAli-x_yN geeignet, wobei jeweils 0 < x < 1 und 0 < γ < 1 gilt. Weiterhin kann eine Halbleiterschichtenfolge basierend auf einem Antimonid, beispielsweise InSb, GaSb, AlSb oder eine Kombination daraus, geeignet sein für langwellige Infrarotstrahlung. Die Halbleiterschichtenfolge des Licht emittierenden
Halbleiterchips kann einen aktiven Bereich zur Erzeugung von Licht aufweisen, beispielsweise einen herkömmlichen pn- Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach- Quantentopfstruktur ( SQW-Struktur) oder eine Mehrfach- Quantentopfstruktur (MQW-Struktur) . Die
Halbleiterschichtenfolge kann neben dem aktiven Bereich weitere funktionelle Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte
Ladungsträgertransportschichten, undotierte oder p- oder n- dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Insbesondere kann der Licht emittierende
Halbleiterchip zur elektrischen Kontaktierung auf der
Lichtauskoppelfläche und der Rückseitenfläche jeweils ein elektrisches Kontaktelement, etwa in Form einer großflächigen oder strukturierten Elektrodenschicht, aufweisen. Die hier beschriebenen Strukturen den aktiven Bereich oder die
weiteren funktionellen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Das Aufwachssubstrat kann ein Isolatormaterial oder ein
Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes
Verbindungshalbleitermaterialsystem, umfassen oder sein.
Insbesondere kann das Aufwachssubstrat Saphir, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si und/oder Ge umfassen oder aus einem solchen Material sein.
Der Aufwachsprozess kann insbesondere im Waferverbund
stattfinden. Mit anderen Worten wird ein Aufwachssubstrat in Form eines Wafers bereitgestellt, auf den großflächig die Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen wird. Die aufgewachsene Halbleiterschichtenfolge kann in einem weiteren
Verfahrensschritt in einzelne Halbleiterchips vereinzelt werden, wobei durch die Vereinzelung die Seitenflächen der Halbleiterchips gebildet werden können.
Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge vor dem
Vereinzeln auf ein Trägersubstrat übertragen werden und das Aufwachssubstrat kann gedünnt werden, also zumindest
teilweise oder ganz entfernt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Licht
emittierende Halbleiterbauelement einen Trägerkörper auf, der den Licht emittierenden Halbleiterchip trägt. Hierzu kann der Trägerkörper einen Formkörper aufweisen, der die
Seitenflächen des Halbleiterchips formschlüssig und
unmittelbar bedeckt. Der Formkörper ist insbesondere an den Licht emittierenden Halbleiterchip angeformt und umgibt den Licht emittierenden Halbleiterchip in einer lateralen
Richtung. Mit anderen Worten ist der Formkörper in einer Aufsicht auf die Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips um den Halbleiterchip herum angeordnet und insbesondere an alle Seitenflächen des Licht emittierenden Halbleiterchips angeformt. Insbesondere kann der Formkörper so ausgebildet sein, dass die Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips nicht bedeckt ist. Die Seitenflächen des Licht emittierenden Halbleiterchips können ganz oder von der Rückseitenfläche aus gesehen bis zu einer gewissen Höhe in Richtung der Lichtauskoppelfläche bedeckt sein, sodass der Formkörper eine Oberseite aufweist, die beispielsweise zur Lichtauskoppelfläche zurückgesetzt ist. Besonders bevorzugt können die Seitenflächen ganz bedeckt sein, sodass der
Formkörper eine Oberseite aufweist, die bündig mit der
Lichtauskoppelfläche abschließt. Weiterhin kann auch die Rückseitenfläche, also insbesondere die der
Halbleiterschichtenfolge gegenüber liegenden Flächen der Kontaktschichten elektrischen Kontaktschichten, frei vom Formkörper sein. Weiterhin kann der Formkörper mit seiner Oberseite auch die Lichtauskoppelfläche überragen ohne die Lichtauskoppelfläche zu überdecken. Dadurch kann die
mechanische Stabilität des Trägerkörpers erhöht werden.
Der Formkörper kann insbesondere ein Kunststoffmaterial aufweisen, bevorzugt ein Silikon, ein Epoxid, ein Epoxid- Silikon-Hybridmaterial , einen Polyester, ein
niederschmelzendes Glas oder eine niederschmelzende
Glaskeramik. Mit „niederschmelzend" werden hier solche Gläser und Glaskeramiken bezeichnet, die sich in einem Formprozess bei Temperaturen verarbeiten lassen, bei denen der
Halbleiterchip nicht geschädigt wird. Weiterhin kann der Formkörper Zusatzstoffe wie beispielsweise Partikel im
Kunststoffmaterial aufweisen. Beispielsweise kann der
Formkörper ein mit Partikeln wie etwa Si02~Partikeln
gefülltes Epoxid aufweisen oder daraus sein. Insbesondere kann der Formkörper ein mechanisch stabilisierendes Element bilden, das die Stabilität des Trägerkörpers im Wesentlichen bewirkt. Der Halbleiterchip ist insbesondere im Formkörper und somit im Trägerkörper eingebettet. Der Formkörper kann insbesondere in einem Formprozess
(„molding process") erfolgen, beispielsweise mittels
Spritzens, Gießens, Drückens, Auflaminierens einer Folie oder dergleichen. Besonders bevorzugt kann der Formkörper durch einen Spritzpress-Prozess ("transfer molding"),
beispielsweise einen Folien-Spritzpress-Prozess , oder einen Formpress-Prozess („compression molding") gebildet werden. Weist das Licht emittierende Halbleiterbauelement eine
Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterchips auf, so können diese in einen gemeinsamen Trägerkörper eingebettet sein und somit mit einem gemeinsamen Formkörper in einem Verfahrensschritt umformt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines hier beschriebenen
Formkörpers ist beispielsweise in der Druckschrift
WO 2011/015449 AI beschrieben, deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich vollumfänglich durch Rückbezug aufgenommen wird . Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Formkörper zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgebildet. Weiterhin ist es auch möglich, dass der Formkörper zumindest teilweise optisch reflektierend ausgebildet ist. Dies kann
beispielsweise dadurch erreicht werden, dass optisch
reflektierende Partikel in ein Matrixmaterial des
Formkörpers, insbesondere eines der oben genannten
Materialien für den Formkörper, eingebracht sind. Licht, das an den Seitenflächen des Licht emittierenden Halbleiterchips austritt, kann dann zumindest teilweise vom Formkörper reflektiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der
Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips ein Wellenlängenkonversionselement angeordnet. Das Wellenlängenkonversionselement kann dabei vor oder nach dem Umformen des Halbleiterchips mit dem Formkörper auf der
Lichtauskoppelfläche angeordnet werden und insbesondere durch eine Schicht mit einem oder mehreren
Wellenlängenkonversionsstoffen gebildet werden. Im Falle einer Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterchips im Trägerkörper kann den Halbleiterchips ein gemeinsames
Wellenlängenkonversionselement nachgeordnet sein oder
alternativ dazu jedem der Halbleiterchips ein eigens
zugeordnetes Wellenlängenkonversionselement .
Das Wellenlängenkonversionselement weist insbesondere
zumindest einen oder mehrere Wellenlängenkonversionsstoffe auf, die geeignet sind, das von dem Licht emittierenden
Halbleiterchip oder einer Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterchips emittierte Licht zumindest teilweise in ein Licht mit einer anderen Wellenlänge umzuwandeln, sodass das Licht emittierende Halbleiterbauelement ein Mischlicht aus dem primär von dem Halbleiterchip emittierten Licht und dem umgewandelten sekundären Licht abstrahlen kann.
Beispielsweise kann ein Licht emittierender Halbleiterchip blaues Licht emittieren, das von einem
Wellenlängenkonversionselement zumindest teilweise in grünes und rotes und/oder gelbes Licht umgewandelt wird, sodass das Halbleiterbauelement im Betrieb weißes Licht abstrahlen kann. Das Wellenlängenkonversionselement kann beispielsweise in Form von Partikeln aufgebracht werden, die in einem
Matrixmaterial wie beispielsweise einem Kunststoff, etwa Silikon, oder Keramik eingebettet sind. Das
Wellenlängenkonversionselement kann hierbei beispielsweise als Folie aufgebracht werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Wellenlängenkonversionselement als Keramikplättchen ausgeführt ist, das den Wellenlängenkonversionsstoff enthält oder aus einem keramischen Wellenlängenkonversionsstoff besteht. Darüber hinaus kann das
Wellenlängenkonversionselement auch ein Diffusormaterial aufweisen, beispielsweise Streupartikel, um die optischen oder elektrooptischen Eigenschaften einzustellen. Das
Wellenlängenkonversionselement kann insbesondere unmittelbar auf die Lichtauskoppelfläche aufgebracht werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Trägerkörper an der Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips eine
Oberseite auf, auf der ein dielektrischer Spiegel aufgebracht ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass auf der Oberseite des Trägerkörpers, also in einer lateralen Richtung neben der Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips, ein Material aufgebracht ist, das sowohl dielektrisch und damit elektrisch isolierend als auch für Licht reflektierend ausgebildet ist. Insbesondere ist der dielektrische Spiegel für das im Licht emittierenden Halbleiterchip im Betrieb erzeugte Licht reflektierend ausgebildet.
Dem hier beschriebenen Licht emittierenden
Halbleiterbauelement liegt die Überlegung zugrunde, dass beim hier beschriebenen Aufbau mit dem Trägerkörper, der einen Formkörper aufweist, der an einen Licht emittierenden
Halbleiterchip angeformt ist, eine verspiegelte
Bauteiloberseite die Lichtauskopplung aus dem Licht
emittierenden Halbleiterbauelement erhöhen kann. Werden jedoch metallische Spiegel verwendet, ist insbesondere an den Chipkanten im Bereich der Stromführung eine elektrische
Isolation notwendig, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Im Falle von metallischen Spiegeln auf der Bauelementoberseite müssen somit zur elektrischen Isolierung dielektrische Materialien wie beispielsweise so genannte Spin-On-Dielektrika, also etwa organische dielektrische Materialien wie etwa Lack-basierte Dielektrika, verwendet werden. Zusätzlich ergeben sich bei einem metallischen Spiegel Alterungseffekte. Da bei dem hier beschriebenen Licht emittierenden Halbleiterbauelement ein dielektrischer Spiegel verwendet wird, kann auf einen
metallischen Spiegel verzichtet werden, was die damit
verbundenen Alterungsrisiken löst. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass auf eine Passivierung beispielsweise durch ein Lack-basiertes Dielektrikum verzichtet wird, was einen Kostenvorteil bietet, wobei in Kombination mit dem hier beschriebenen dielektrischen Spiegel auch ein Lack-basiertes Dielektrikum verwendet werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der dielektrische Spiegel zumindest ein anorganisches dielektrisches Material auf. Insbesondere kann der dielektrische Spiegel zumindest zwei dielektrische Schichten mit unterschiedlichen
Brechungsindices aufweisen. Der dielektrische Spiegel kann hierbei insbesondere als so genannter Bragg-Spiegel , auch als „Distributed Bragg Reflector" (DBR) bezeichnet, ausgebildet sein, der eine periodische Abfolge von zumindest zwei
dielektrischen Schichten mit unterschiedlichen
Brechungsindices aufweist. Beispielsweise können mehrere Paare einer ersten und zweiten Schicht mit unterschiedlichen Brechungsindices übereinander angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das anorganische dielektrische Material ein Oxid auf, das beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung („chemical vapor deposition", CVD) , physikalischer Gasphasenabscheidung
(„physical vapor deposition", PVD) oder Atomlagenabscheidung („atomic layer deposition", ALD) auf der Oberseite des Trägerkörpers aufgebracht wird. Besonders bevorzugt weist das anorganische dielektrische Material eines oder mehrere
Materialien ausgewählt aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid,
Titanoxid und Tantaloxid auf. Die dielektrischen Schichten des dielektrischen Spiegels weisen eine Schichtdicke,
insbesondere eine optische Schichtdicke, auf, die sich aus der zu reflektierenden Wellenlänge und dem Brechungsindex des jeweils verwendeten Materials ergibt. Insbesondere können die dielektrischen Schichten eine optische Dicke von einem
Viertel oder einem Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge des im Licht emittierenden Halbleiterchip im Betrieb
erzeugten Lichts aufweisen. Für eine breitbandig
reflektierende Wirkung des dielektrischen Spiegels kann dieser auch kompliziertere Schichtstrukturen aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Licht
emittierende Halbleiterbauelement ein elektrisches
Halbleiterbauteil auf. Das elektrische Halbleiterbauteil kann insbesondere in lateraler Richtung neben dem Licht
emittierenden Halbleiterchip im Trägerkörper angeordnet sein. Insbesondere kann das elektrische Halbleiterbauteil zusammen mit dem Licht emittierenden Halbleiterchip im Formkörper des Trägerkörpers angeordnet sein. Hierbei kann das elektrische Halbleiterbauteil, das Seitenflächen aufweist, wie der Licht emittierende Halbleiterchip mit dem Formkörper umformt sein, so dass der Formkörper an die Seitenflächen des elektrischen Halbleiterbauteils formschlüssig und unmittelbar anschließt und diese formschlüssig und unmittelbar bedeckt, wie oben für den Licht emittierenden Halbleiterchip beschrieben ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Halbleiterbauteil als Diode, insbesondere als Schutzdiode, ausgebildet. Insbesondere kann das elektrische Halbleiterbauteil zum Schutz des Licht emittierenden
Halbleiterbauelements und insbesondere zum Schutz des Licht emittierenden Halbleiterchips vor elektrostatischen
Entladungen („electrostatic discharge", ESD) dienen und somit als ESD-Schutzdiode ausgebildet sein. Eine solche ESD- Schutzdiode ist antiparallel zum Licht emittierenden
Halbleiterchip verschaltet, um den Licht emittierenden
Halbleiterchip vor Überspannungen in Sperrrichtung des Licht emittierenden Halbleiterchips zu schützen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Halbleiterbauteil unterhalb des dielektrischen Spiegels angeordnet. Das bedeutet mit anderen Worten, dass das
elektrische Halbleiterbauteil unter dem dielektrischen
Spiegel und somit von diesem bedeckt im Formkörper angeordnet ist .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der dielektrische Spiegel auf der gesamten Oberseite des Licht emittierenden Halbleiterbauelements, also auf der gesamten Oberseite des Trägerkörpers, angeordnet, wobei lediglich die
Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips oder ein Teil der Lichtauskoppelfläche des Licht
emittierenden Halbleiterchips frei vom dielektrischen Spiegel ist. Der dielektrische Spiegel kann somit bei einer Aufsicht auf die Oberseite des Trägerkörpers und die
Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips den Licht emittierenden Halbleiterchip in lateraler Richtung zumindest teilweise oder gänzlich umschließen. Weist das Licht emittierende Halbleiterbauelement auf der
Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips ein Wellenlängenkonversionselement auf, so kann der
dielektrische Spiegel entsprechend das Wellenlängenkonversionselement in lateraler Richtung
zumindest teilweise oder gänzlich umschließen. Mit anderen Worten kann die Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips zumindest teilweise unbedeckt vom
dielektrischen Spiegel sein. Der dielektrische Spiegel kann somit eine Öffnung aufweisen, die über der
Lichtauskoppelfläche angeordnet ist und durch die hindurch die Lichtauskoppelfläche bei einem Blick auf diese zumindest teilweise erkennbar ist. Weiterhin kann auch die gesamte Lichtauskoppelfläche frei vom dielektrischen Spiegel sein, so dass die Öffnung im dielektrischen Spiegel mindestens
denselben oder einen größeren Querschnitt wie die
Lichtauskoppelfläche hat. Der Querschnitt ist hierbei die Form der Lichtauskoppelfläche beziehungsweise der Öffnung im dielektrischen Spiegel bei einer Aufsicht auf die
Lichtauskoppelfläche beziehungsweise den Spiegel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der Oberseite des Trägerkörpers ein elektrisches Anschlusselement
angeordnet, das die Lichtauskoppelfläche des Licht
emittierenden Halbleiterchips und eine Oberseite des
elektrischen Halbleiterbauteils elektrisch leitend verbindet. Das elektrische Anschlusselement kann insbesondere eine metallische Schicht sein, die einen elektrischen Kontakt zwischen einem elektrischen Kontaktelement auf der
Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips und der Oberseite des Halbleiterbauteils herstellt. Das elektrische Halbleiterbauteil kann hierzu ebenfalls ein elektrisches Kontaktelement, beispielsweise in Form einer Elektrodenschicht, aufweisen oder unmittelbar durch das elektrische Anschlusselement kontaktiert sein. Insbesondere können der Licht emittierende Halbleiterchip auf der
Lichtauskoppelfläche und das elektrische Halbleiterbauteil auf der Oberseite jeweils ein elektrisches Kontaktelement aufweisen, wobei die Kontaktelemente mittels des elektrischen Anschlusselements elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das elektrische Anschlusselement kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen:
Kupfer, Nickel, Silber, Gold, Palladium, Titan, Aluminium.
Weiterhin können auf der Rückseite des Licht emittierenden Halbleiterbauelements, die der Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips und der Oberseite des
Trägerkörpers gegenüberliegt, elektrische Kontaktelemente und/oder Anschlusselemente zur Kontaktierung des Licht emittierenden Halbleiterchips und des elektrischen
Halbleiterbauteils vorhanden sein. Beispielsweise kann auf der der Lichtauskoppelfläche gegenüber liegenden
Rückseitenfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips ein elektrisches Kontaktelement und/oder ein elektrisches
Anschlusselement vorhanden sein, das sich auch teilweise über den Formkörper des Trägerkörpers erstrecken kann. Auf der der Oberseite des elektrischen Halbleiterbauteils gegenüber liegenden Rückseite kann ebenfalls ein elektrisches
Kontaktelement und/oder ein elektrisches Anschlusselement vorhanden sein, das sich ebenfalls zumindest teilweise über die Unterseite des Trägerkörpers erstrecken kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Anschlusselement zwischen dem dielektrischen Spiegel und dem Trägerkörper angeordnet. Insbesondere kann das elektrische Anschlusselement als metallische Schicht ausgebildet sein, die zumindest teilweise unmittelbar auf dem Trägerkörper, also insbesondere unmittelbar auf dem Formkörper, angeordnet ist. Hierbei kann es weiterhin besonders vorteilhaft sein, wenn das elektrische Anschlusselement den Licht emittierenden Halbleiterchip in lateraler Richtung umschließt. Besonders bevorzugt kann das elektrische Anschlusselement hierbei eine möglichst große Fläche des Trägerkörpers bedecken,
beispielsweise mindestens 70% oder mindestens 80% oder mindestens 90%, da die reflektierende Wirkung des
dielektrischen Spiegels durch das elektrische
Anschlusselement zusätzlich erhöht werden kann. Darüber hinaus kann das elektrische Anschlusselement vollständig vom dielektrischen Spiegel bedeckt sein, so dass das elektrische Anschlusselement keinen Kontakt zur Umgebung hat und vom dielektrischen Spiegel zusammen mit dem Trägerkörper
verkapselt wird. Hierdurch kann es möglich sein, Materialien für das elektrische Anschlusselement zu verwenden, die mit Stoffen aus der Umgebung, beispielsweise Sauerstoff,
Feuchtigkeit oder anderen schädigenden Materialien, reagieren und dadurch degenerieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Anschlusselement vom Trägerkörper aus gesehen auf dem
dielektrischen Spiegel angeordnet. In diesem Fall kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das elektrische
Anschlusselement möglichst wenig Fläche auf dem
dielektrischen Spiegel bedeckt. Das elektrische
Anschlusselement kann sich insbesondere zwischen zwei
Durchkontaktierungen erstrecken, die über entsprechenden elektrischen Kontaktelementen des Licht emittierenden
Halbleiterchips und des elektrischen Halbleiterbauteils angeordnet sind. Die elektrischen Durchkontaktierungen können insbesondere durch den dielektrischen Spiegel reichen und mit der Oberseite des elektrischen Halbleiterbauteils und mit der Lichtauskoppelfläche des Licht emittierenden Halbleiterchip, insbesondere mit elektrischen Kontaktelementen auf diesem, elektrisch leitend verbunden sein. Die elektrischen Durchkontaktierungen können beispielsweise eines oder mehrere der weiter oben für das elektrische
Anschlusselement beschriebenen Materialien aufweisen oder daraus sein.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figuren 1A und 1B schematische Darstellungen von Ansichten eines Licht emittierenden Halbleiterbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel und
Figuren 2A und 2B schematische Darstellungen von Ansichten eines Licht emittierenden Halbleiterbauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
In den Ausführungsbeispielen und 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 sein.
In den Figuren 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel für ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement 101 gezeigt. Die Figur 1A stellt dabei eine Schnittdarstellung durch das Licht emittierende Halbleiterbauelement 101 dar, während in der Figur 1B eine Aufsicht auf einen Teil des Licht emittierenden Halbleiterbauelements 101 gezeigt ist. Das Licht emittierende Halbleiterbauelement 101 weist
zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterchip 1 auf, der dazu eingerichtet ist, im Betrieb Licht zu erzeugen. Hierzu weist der Licht emittierende Halbleiterchip 1 eine
Halbleiterschichtenfolge mit einem aktiven Bereich auf, in dem bei Stromeinprägung in den Licht emittierenden
Halbleiterchip Licht erzeugt wird. Weiterhin weist der Licht emittierende Halbleiterchip 1 eine Lichtauskoppelfläche 10 auf, über die das im Betrieb erzeugte Licht abgestrahlt wird. Der Lichtauskoppelfläche 10 gegenüberliegend ist eine
Rückseitenfläche 11 des Licht emittierenden Halbleiterchips 1 angeordnet. Die Lichtauskoppelfläche 10 und die
Rückseitenfläche 11 bilden zwei Hauptoberflächen des Licht emittierenden Halbleiterchips 1, die über Seitenflächen 12 miteinander verbunden sind. Der Licht emittierende
Halbleiterchip 1 kann im Hinblick auf die
Halbleiterschichtenfolge sowie beispielsweise auch im
Hinblick auf ein Substrat wie oben im allgemeinen Teil beschrieben ist ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf der
Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierenden
Halbleiterchips 1 ein Wellenlängenkonversionselement 2 angeordnet, das dazu eingerichtet ist, einen Teil des im Betrieb im Licht emittierenden Halbleiterchip 1 erzeugten Lichts in Licht mit einer anderen Wellenlänge umzuwandeln. Hierdurch kann das Licht emittierende Halbleiterbauelement 101 im Betrieb mischfarbiges Licht wie beispielsweise weißes Licht abstrahlen. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Lichtauskoppelfläche 10 auch frei von einem Wellenlängenkonversionselement sein. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass zusätzlich oder alternativ zu einem Wellenlängenkonversionselement 2 ein oder mehrere optische Elemente wie beispielsweise eine
Diffusorschicht oder eine Linse auf der Lichtauskoppelfläche angeordnet sind.
Weiterhin weist das Licht emittierende Halbleiterbauelement 101 einen Trägerkörper 3 auf, der einen Formkörper 4
aufweist, der die Seitenflächen 12 des Licht emittierten Halbleiterchips 1 formschlüssig und unmittelbar bedeckt. Der Formkörper 4 kann durch einen oben im allgemeinen Teil beschriebenen Formprozess an den Licht emittierenden
Halbleiterchip 1 angeformt werden und beispielsweise ein
Silikon, ein Epoxid oder ein anderes oben im allgemeinen Teil genanntes Material aufweisen. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel weist der Formkörper 4 und damit der Trägerkörper 3 eine Höhe auf, die der Höhe des Licht
emittierten Halbleiterchips 1 entspricht, so dass eine
Oberseite 30 des Trägerkörpers 3 an der Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierenden Halbleiterchips 1 bündig mit dieser abschließt. Alternativ hierzu kann die Oberseite 30 des Trägerkörpers 3 auch über oder unter der
Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierten Halbleiterchips 1 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Trägerkörper 3 eine größere oder kleinere Höhe als der Licht emittierende Halbleiterchip 1 aufweisen, wobei der Formkörper 4 die
Lichtauskoppelfläche 10 nicht bedeckt.
Auf der Oberseite 30 des Trägerkörpers 3 ist ein
dielektrischer Spiegel 5 aufgebracht, der ein anorganisches dielektrisches Material aufweist. Insbesondere weist der dielektrische Spiegel 5 zumindest zwei dielektrische
Schichten 50, 51 und im gezeigten Ausführungsbeispiel eine periodische Abfolge von zumindest zwei dielektrischen
Schichten 50, 51 mit unterschiedlichen Brechungsindices auf. Damit ist der dielektrische Spiegel 5 als so genannter Bragg- Spiegel ausgebildet, wobei die einzelnen dielektrischen
Schichten 50, 51 hinsichtlich ihrer Dicke und ihres Materials so ausgewählt sind, dass sie zusammen eine möglichst hohe Reflektivität für das im Betrieb im Licht emittierenden
Halbleiterchip 1 erzeugte Licht bewirken. Die dielektrischen Schichten 50, 51 des dielektrischen Spiegels 5 können
beispielsweise eines oder mehrere Materialien ausgewählt aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid und Tantaloxid
aufweisen .
Der dielektrische Spiegel 5 ist insbesondere großflächig auf der Oberseite 30 des Trägerkörpers 3 angeordnet und
umschließt die Lichtauskoppelfläche 10 des Licht
emittierenden Halbleiterchips 1 in lateraler Richtung.
Insbesondere kann der dielektrische Spiegel 5 sogar, wie in Figur 1A gezeigt ist, bis an das
Wellenlängenkonversionselement 2 heranreichen und dieses in einer lateralen Richtung umgeben. Die Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierenden Halbleiterchips 1 ist somit zumindest teilweise frei und unbedeckt vom dielektrischen Spiegel 5. Der dielektrische Spiegel 5 weist eine Öffnung auf, die über der Lichtauskoppelfläche 10 angeordnet ist und durch die hindurch die Lichtauskoppelfläche 10 oder, sofern vorhanden, das Wellenlängenkonversionselement 2 bei einem Blick auf diese zumindest teilweise erkennbar ist. Weiterhin kann auch die gesamte Lichtauskoppelfläche 10 oder das gesamte Wellenlängenkonversionselement 2 frei vom
dielektrischen Spiegel 5 sein, so dass die Öffnung im dielektrischen Spiegel 5 mindestens denselben oder einen größeren Querschnitt wie die Lichtauskoppelfläche 10 oder das Wellenlängenkonversionselement 2 hat. Das Licht emittierende Halbleiterbauelement 101 weist
weiterhin ein elektrisches Halbleiterbauteil 6 im
Trägerkörper 3 auf, das wie der Licht emittierende
Halbleiterchip 1 vom Formkörper 4 des Trägerkörpers 3
umschlossen ist. Hierzu ist der Formkörper 4 an das
elektrische Halbleiterbauteil 6 wie auch an den Licht
emittierenden Halbleiterchip 1 angeformt und bedeckt die Seitenflächen 62 des elektrischen Halbleiterbauteils 6 formschlüssig und unmittelbar. Das elektrische
Halbleiterbauteil 6 ist insbesondere als Schutzdiode, vorzugsweise als ESD-Schutzdiode, ausgebildet.
Zur elektrischen Kontaktierung der Rückseiten 11, 61 des Licht emittierenden Halbleiterchips 1 und des elektrischen Halbleiterbauteils 6 sind elektrische Kontaktelemente 13, 63 auf diesen aufgebracht, die weiterhin auch Teile des
Trägerkörpers 3 bedecken können. Auf der Lichtauskoppelfläche 10 sowie auf einer Oberseite 60 des elektrischen
Halbleiterbauteils 6 sind weitere elektrische Kontaktelemente 13, 63 vorhanden. Diese werden mittels eines elektrischen Anschlusselements 7 elektrisch leitend verbunden, das auf der Oberseite 30 des Trägerkörpers 3 angeordnet ist. Insbesondere ist im gezeigten Ausführungsbeispiel das elektrische
Anschlusselement 7, das als metallische Schicht ausgebildet ist, unterhalb des dielektrischen Spiegels 5, also zwischen dem Trägerkörper 3 und dem dielektrischen Spiegel 5,
angeordnet. In Figur 1B ist hierzu eine Aufsicht auf die Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierenden
Halbleiterchips 1 und die Oberseite 30 des Trägerkörpers 3 gezeigt, in der der dielektrische Spiegel 5 nicht dargestellt ist, so dass das elektrische Anschlusselement 7 als oberste Schicht sichtbar ist. Unterhalb des elektrischen 7
Anschlusselements liegende und damit nicht sichtbare Elemente sind mit gestrichelten Linien angedeutet.
Wie insbesondere in Figur 1B erkennbar ist, bedeckt das elektrische Anschlusselement 7 vorzugsweise eine möglichst große Fläche der Oberseite 30 des Trägerkörpers 3, wodurch die Gesamtreflektivität zusammen mit dem dielektrischen
Spiegel 5 weiter erhöht werden kann. Das elektrische
Anschlusselement 7 kann insbesondere vollständig unterhalb des dielektrischen Spiegels 5 angeordnet sein und dabei, wie in Figur 1B zu erkennen ist, beispielsweise von einem
Randbereich des Trägerkörpers 3 zurückgezogen sein, so dass das elektrische Anschlusselement 7 vom dielektrischen Spiegel 5 vor Umgebungsgasen geschützt werden kann.
Zur elektrischen Kontaktierung der Oberseite des Licht emittierenden Halbleiterbauelements, also insbesondere des elektrischen Kontaktelements 7 auf der Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierenden Halbleiterchips 1, kann das elektrische Anschlusselement 7 auch in einem Teilbereich unter dem dielektrischen Spiegel 5 hervorragen. Weiterhin kann beispielsweise auf dem dielektrischen Spiegel 5 ein weiteres elektrisches Kontaktelement vorhanden sein, das über eine Durchkontaktierung durch den dielektrischen Spiegel 5 mit dem elektrischen Anschlusselement 7 elektrisch leitend verbunden ist.
In den Figuren 2A und 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement 102 gezeigt, dass eine Modifikation des Ausführungsbeispiels der Figuren 1A und 1B darstellt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher im Wesentlichen auf die Unterschiede zum
vorherigen Ausführungsbeispiel. Das Licht emittierende Halbleiterbauelement 102 des
Ausführungsbeispiels der Figuren 2A und 2B weist im Gegensatz zum Licht emittierenden Halbleiterbauelement 101 des
vorherigen Ausführungsbeispiels ein elektrisches
Anschlusselement 7 auf, das auf dem dielektrischen Spiegel 5 angeordnet ist, so dass der dielektrische Spiegel 5 zwischen dem Trägerkörper 3 und dem elektrischen Anschlusselement 7 ausgebildet ist. Zur elektrischen Kontaktierung des Licht emittierenden Halbleiterchips 1 und des elektrischen
Halbleiterbauteils 6 sind elektrische Durchkontaktierungen 8 vorhanden, die durch den dielektrischen Spiegel 5 hindurch ragen und die zusammen mit dem elektrischen Anschlusselement 7 die elektrischen Kontaktelemente 13, 63 auf der
Lichtauskoppelfläche 10 des Licht emittierenden
Halbleiterchips 1 und der Oberseite 60 des elektrischen
Halbleiterbauteils 6 miteinander elektrisch verbinden. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn das
elektrische Anschlusselement 7 in Form einer metallischen Schicht eine möglichst geringe Flächenausdehnung aufweist, wie insbesondere in der Aufsicht in Figur 2B gezeigt ist, die anders als die Aufsicht in Figur 1B eine Aufsicht auf das Licht emittierende Halbleiterbauelement 102 mit
dielektrischem Spiegel 5 zeigt. Besonders gut ist hierbei zu erkennen, dass der dielektrische Spiegel 5 das
Wellenlängenkonversionselement 2 in lateraler Richtung umschließt und eine möglichst große Fläche auf dem
Trägerkörper 3 bedeckt. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele können alternativ oder zusätzlich weitere oben im allgemeinen Teil beschriebene Merkmale aufweisen. 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.

Claims

Patentansprüche
1. Licht emittierendes Halbleiterbauelement, aufweisend
zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterchip (1) mit einer Halbleiterschichtenfolge, einer
Lichtauskoppelfläche (10), einer der Lichtauskoppelfläche (10) gegenüber liegenden Rückseitenfläche (11) und
Seitenflächen (12), die die Lichtauskoppelfläche (10) und die Rückseitenfläche (11) verbinden, und
einen Trägerkörper (3), der einen Formkörper (4)
aufweist, der die Seitenflächen (12) des Licht
emittierenden Halbleiterchips (1) formschlüssig und unmittelbar bedeckt,
wobei der Trägerkörper (3) an der Lichtauskoppelfläche (10) des Licht emittierenden Halbleiterchips (1) eine Oberseite (30) aufweist, auf der ein dielektrischer
Spiegel (5) aufgebracht ist, wobei die
Lichtauskoppelfläche (10) zumindest teilweise unbedeckt vom dielektrischen Spiegel (5) ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der
dielektrische Spiegel (5) zumindest ein anorganisches dielektrisches Material aufweist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der dielektrische Spiegel (5) als Bragg-Spiegel mit einer periodischen Abfolge von zumindest zwei dielektrischen Schichten (50, 51) mit unterschiedlichen Brechungsindices ausgebildet ist.
4. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei neben dem Licht emittierenden Halbleiterchip (1) im Trägerkörper (3) ein elektrisches Halbleiterbauteil (6) angeordnet ist, das Seitenflächen (62) aufweist, an die der Formkörper (4) formschlüssig und unmittelbar
anschließt .
Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei das
elektrische Halbleiterbauteil (6) eine Schutzdiode ist.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 4 oder 5, wobei das elektrische Halbleiterbauteil (6) unter dem
dielektrischen Spiegel (5) angeordnet ist und vom
dielektrischen Spiegel (5) bedeckt wird.
Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei auf der Oberseite (30) des Trägerkörpers (3) ein elektrisches Anschlusselement (7) angeordnet ist, das die Lichtauskoppelfläche (10) des Licht emittierenden
Halbleiterchips (1) und eine Oberseite (60) des
elektrischen Halbleiterbauteils (6) elektrisch leitend verbindet .
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, wobei das
elektrische Anschlusselement (7) eine metallische Schicht ist .
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Licht emittierende Halbleiterchip (1) auf der
Lichtauskoppelfläche (10) und das elektrische
Halbleiterbauteil (6) auf der Oberseite (60) jeweils ein elektrisches Kontaktelement (13, 63) aufweisen und die Kontaktelemente (13, 63) mittels des elektrischen
Anschlusselements (7) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
10. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das elektrische Anschlusselement (7) zwischen dem dielektrischen Spiegel (5) und dem Trägerkörper (3) angeordnet ist.
11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, wobei das
elektrische Anschlusselement (7) den Licht emittierenden Halbleiterchip (1) in lateraler Richtung umschließt.
12. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das elektrische Anschlusselement (7) vom
Trägerkörper (3) aus gesehen auf dem dielektrischen
Spiegel (5) angeordnet ist.
13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, wobei das
elektrische Anschlusselement (7) mittels elektrischer Durchkontaktierungen (8) durch den dielektrischen Spiegel
(5) mit der Oberseite (60) des elektrischen
Halbleiterbauteils (6) und mit der Lichtauskoppelfläche
(10) des Licht emittierenden Halbleiterchips (1)
elektrisch leitend verbunden ist.
14. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Formkörper (4) die Lichtauskoppelfläche (10) nicht bedeckt.
15. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der dielektrische Spiegel (5) die gesamte Oberseite (30) des Trägerkörpers (3) bedeckt.
16. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der Lichtauskoppelfläche (10) ein
Wellenlängenkonversionselement (2) angeordnet ist. Halbleiterbauelement nach Anspruch 16, wobei der dielektrische Spiegel (5) das
Wellenlängenkonversionselement (2) in lateraler Richtung umschließt .
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