BAUTEILVERBUND AUS OPTISCHEN BAUTEILEN, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BAUTEILVERBUNDS UND BAUELEMENT MIT EINEM

OPTISCHEN BAUTEIL

Es wird ein Bauteilverbund aus einer Mehrzahl von optischen Bauteilen angegeben, wobei die optischen Bauteile

insbesondere transferierbar und somit bevorzugt druckbar ausgeführt sind. Des Weiteren werden ein Verfahren zur

Herstellung eines Bauteilverbunds, ein Verfahren zur

Herstellung eines Bauelements oder einer Mehrzahl von

Bauelementen und ein Bauelement mit einem optischen Bauteil angegeben .

Optische Bauteile, etwa optische Strukturen, werden oft auf einem Substrat hergestellt und einzeln auf Bauelementen, etwa auf Halbleiterchips montiert. Das Anbringen und das Fixieren einer großen Anzahl von optischen Bauteilen auf den

Bauelementen sind zeitaufwendig und kostenintensiv.

Eine Aufgabe ist es, optische Bauteile anzugeben, die auf Bauelementen schnell, zuverlässig und vereinfacht montierbar sind. Weitere Aufgaben sind es, zuverlässige und

kosteneffiziente Verfahren zur Herstellung eines

Bauteilverbunds oder einer Mehrzahl von Bauelementen mit solchen optischen Bauteilen anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch den Bauteilverbund, durch das Verfahren und das Bauelement gemäß den unabhängigen

Ansprüchen sowie in Zusammenhang mit einem solchen Verfahren oder mit einem solchen Bauteilverbund gelöst. Weitere

Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens, des Bauteilverbunds oder des Bauelements sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Bauteilverbunds wird eine Mehrzahl von optischen Bauteilen auf einem Zwischenträger gebildet. Der Zwischenträger kann aus einem transparenten Material, etwa aus Glas, oder aus einem Halbleitermaterial, zum Beispiel aus Silizium, gebildet sein. Insbesondere ist das Verfahren auf die Herstellung einer Mehrzahl von transferierbaren und insbesondere druckbaren optischen Bauteilen auf einem

gemeinsamen Zwischenträger gerichtet, wobei die optischen Bauteile bevorzugt von dem Zwischenträger ablösbar ausgeführt sind. Zum Beispiel können die optischen Bauteile mittels eines Stempels oder mehrerer Stempel einzeln nacheinander oder gruppenweise gleichzeitig auf Zielmontageflächen, etwa auf ein Bauelement oder auf mehrere Bauelemente, gedruckt werden .

Das hier beschriebene optische Bauteil ist insbesondere zur Formung eines Lichtstrahls eingerichtet. Insbesondere ist das optische Bauteil ein Optik-Chip, zum Beispiel eine

Diffraktive Optik, eine Refraktive Optik, eine

Kollimationsoptik oder eine Diffusor-Struktur. Das Bauelement oder die Mehrzahl der Bauelemente kann zur Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung etwa im UV- IR- oder im sichtbaren Spektralbereich vorgesehen sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist eine Opferschicht in vertikaler Richtung zwischen dem

Zwischenträger und den optischen Bauteilen angeordnet. Zum Beispiel ist die Opferschicht aus einem Material wie

Germanium oder Silizium gebildet. Die Opferschicht kann auf dem Zwischenträger gebildet werden, bevor oder während die optischen Bauteile auf dem Zwischenträger erzeugt werden. Im Hinblick auf den Zwischenträger und auf die optischen

Bauteile kann die Opferschicht aus einem selektiv

entfernbaren Material gebildet sein. Zum Beispiel wird das Material der Opferschicht derart gewählt, dass dieses etwa durch ein Ätzverfahren ohne Beschädigung des Zwischenträgers und/oder der optischen Bauteile aufgelöst werden kann.

Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsfläche des Zwischenträgers und/oder des optischen Bauteils verläuft. Zum Beispiel verläuft die laterale Richtung parallel zu der Opferschicht. Unter einer vertikalen Richtung wird eine

Richtung verstanden, die insbesondere senkrecht zu der

Haupterstreckungsfläche des Zwischenträgers und/oder des optischen Bauteils gerichtet ist. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind insbesondere orthogonal

zueinander .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Haltestruktur mit einer Mehrzahl von Halteelementen erzeugt. Die Haltestruktur ist insbesondere derart

ausgebildet, dass die optischen Bauteile insbesondere nach dem Entfernen der Opferschicht nur noch über die

Haltestruktur mit dem Zwischenträger mechanisch verbunden sind. Mit anderen Worten können die optischen Bauteile nach dem Entfernen der Opferschicht ausschließlich über

Haltestruktur, etwa ausschließlich über die Halteelemente der Haltestruktur, mit dem Zwischenträger mechanisch verbunden sein. Ist das optische Bauteil nur noch oder ausschließlich über die Halteelemente mit dem Zwischenträger mechanisch verbunden, kann die mechanische Verbindung zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen unterbrochen werden, wenn die Halteelemente zertrennt beziehungsweise von dem Zwischenträger oder von den optischen Bauteilen abgelöst werden .

In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens wird eine Mehrzahl von optischen Bauteilen auf dem Zwischenträger angebracht oder ausgebildet. Die optischen Bauteile können direkt auf dem Zwischenträger erzeugt sein oder werden in einem separaten Verfahrensschritt hergestellt und auf dem Zwischenträger befestigt. Die optischen Bauteile sind

insbesondere zur Formung eines Lichtstrahls eingerichtet. Insbesondere vermittelt oder bildet eine Haltestruktur mit einer Mehrzahl von Halteelementen eine mechanische Verbindung zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen. Eine Opferschicht ist in der vertikalen Richtung zumindest bereichsweise zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen angeordnet. Zur Herstellung einer Mehrzahl von transferierbaren optischen Bauteilen auf dem gemeinsamen Zwischenträger sind die optischen Bauteile bevorzugt nur noch über die Haltestruktur mit dem Zwischenträger mechanisch verbunden, nachdem die Opferschicht entfernt wird. Die

Halteelemente sind zweckmäßig derart ausgebildet, dass diese die optischen Bauteile unter mechanischer Belastung

freigeben, sodass die optischen Bauteile von dem

Zwischenträger ablösbar und somit transferierbar ausgeführt sind .

Durch die Haltestruktur werden die optischen Bauteile

insbesondere auch nach der Entfernung der Opferschicht geordnet und ausreichend stabil auf dem Zwischenträger gehalten, bevor sie einzeln oder gruppenweise für weitere Verarbeitungsschritte gezielt und sicher von dem Zwischenträger abgenommen werden können. Die optischen

Bauteile sind somit einzeln oder gruppenweise druckbar ausgeführt. Mit anderen Worten können die optischen Bauteile einzeln oder gruppenweise insbesondere durch Brechen und/oder durch Ablösen der Halteelemente von dem Zwischenträger abgenommen und etwa in demselben Produktionsschritt zum

Beispiel mit Hilfe eines Stempels oder mehrerer Stempel auf eine Zielmontagefläche transferiert und darauf mechanisch befestigt werden. Die Zielmontagefläche kann Oberfläche eines optoelektronischen Bauelements, etwa eines optoelektronischen Halbleiterchips sein.

Ein durch dieses Verfahren hergestelltes optisches Bauteil weist eine besonders geringe vertikale Schichtdicke auf.

Insbesondere ist die vertikale Schichtdicke des gesamten optischen Bauteils kleiner 40 ym, 30 ym, 20 ym, 10 ym oder kleiner als 5 ym. Zum Beispiel ist die vertikale Schichtdicke des gesamten optischen Bauteils zwischen einschließlich 1 ym und 10 ym, zwischen einschließlich 1 ym und 10 ym, zwischen einschließlich 1 ym und 5 ym, etwa bei 3 ym.

In mindestens einer Ausführungsform eines Bauteilverbunds weist dieser eine Mehrzahl von optischen Bauteilen, eine entfernbare Opferschicht, eine Haltestruktur und einen gemeinsamen Zwischenträger auf. Die optischen Bauteile weisen bevorzugt jeweils ein optisches Element zur Formung eines Lichtstrahls auf. Die Opferschicht ist in der vertikalen Richtung zumindest bereichsweise zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen angeordnet. Die Haltestruktur weist eine Mehrzahl von Halteelementen auf, wobei die

Haltestruktur und/oder die Opferschicht eine mechanische Verbindung zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen bilden/bildet. Bevorzugt sind die optischen Bauteile ohne die Opferschicht nur noch über die Haltestruktur, insbesondere ausschließlich über die

Halteelemente, mit dem Zwischenträger mechanisch verbunden. Die Halteelemente sind unter mechanischer Belastung bevorzugt derart ausgebildet, dass diese die optischen Bauteile

freigeben, sodass die optischen Bauteile von dem

Zwischenträger ablösbar und somit transferierbar ausgeführt sind .

Ein solcher Bauteilverbund enthält eine Mehrzahl von

ablösbaren und somit transferierbaren und insbesondere druckbaren optischen Bauteilen, wobei die Opferschicht bei Bedarf von dem Bauteilverbund entfernt werden kann. In der Anwesenheit der Opferschicht sind die optischen Bauteile jedoch weiterhin mechanisch stabil auf dem Zwischenträger gehalten, sodass der Transport eines solchen Bauteilverbunds ohne großes Bruchrisiko durchgeführt werden kann.

Sind die optischen Bauteile nur noch über die Halteelemente mit dem Zwischenträger mechanisch verbunden, können die optischen Bauteile durch Brechen oder Entfernen der

Halteelemente von dem Zwischenträger abgelöst werden. Die Halteelemente können dabei mittelbar oder unmittelbar an die optischen Bauteile und/oder an den Zwischenträger angrenzen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds sind die Halteelemente bevorzugt hinsichtlich ihrer Geometrie und/oder Materialzusammensetzung derart ausgeführt, dass diese unter mechanischer Belastung

abgebrochen, abgerissen oder von dem Zwischenträger oder von den optischen Bauteilen abgelöst werden und dadurch die

Bauteile freigeben. Die mechanische Belastung kann eine auf die Haltestruktur und/oder auf die Halteelemente ausgeübte Zugkraft oder Druckkraft sein. Sind die Halteelemente unter mechanischer Belastung brechbar ausgeführt, können sie beim Abnehmen des zugehörigen Bauteils abbrechen oder abreißen.

Ein mechanischer Bruch kann etwa innerhalb einer Schicht desselben Materials erzielbar sein. Sind die Halteelemente ablösbar ausgebildet, findet das Ablösen der Halteelemente von dem optischen Bauteil oder von dem Zwischenträger etwa an einer Grenzfläche zwischen dem Halteelement und dem optischen Bauteil oder an einer Grenzfläche zwischen dem Halteelement und dem Zwischenträger statt, also in der Regel an einer Grenzfläche zwischen zwei Schichten verschiedener

Materialien .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds ist die Haltestruktur zumindest bereichsweise in der Opferschicht enthalten. Die Haltestruktur kann

Haltesäulen umfassen, die in lateralen Richtungen etwa von der Opferschicht vollumfänglich umschlossen sind.

Insbesondere sind die Haltesäulen unterhalb der optischen Bauteile angeordnet. In Draufsicht auf den Zwischenträger können die optischen Bauteile die ihnen zugeordneten

Haltesäulen bedecken, insbesondere vollständig bedecken. Die Haltesäulen sind in der vertikalen Richtung etwa zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen angeordnet.

Zusätzlich oder alternativ kann die Haltestruktur Haltegurte enthalten. Die Haltegurte sind insbesondere seitlich der optischen Bauteile angeordnet. Die Halteelemente können aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein.

Bevorzugt sind die Halteelemente beim Pressen des zugehörigen Bauteils zum Zwischenträger hin brechbar ausgeführt. Die Haltegurte können auf unterschiedlichen Seitenflächen des optischen Bauteils oder auf unterschiedlichen Seitenflächen eines Grundkörpers des optischen Bauteils angeordnet sein.

Die Haltegurte können das optische Bauteil oder die optischen Bauteile mit einem Haltebalken oder mehreren Haltebalken mechanisch verbinden, wobei der Haltebalken in der lateralen Richtung von den optischen Bauteilen beabstandet angeordnet ist. Insbesondere ist der Haltebalken integraler Bestandteil der Haltestruktur. Der Haltebalken kann unmittelbar an den Zwischenträger und/oder unmittelbar an die Haltegurte

angrenzen. Der Haltebalken und die Haltegurte können aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Die Haltestruktur kann eine Mehrzahl von solchen Haltebalken aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds befinden sich die Haltegurte ausschließlich seitlich der optischen Bauteile und sind beim Abnehmen der optischen Bauteile unter mechanischer Belastung brechbar oder ablösbar ausgeführt. Insbesondere sind die Haltegurte etwa bezüglich deren Geometrien und/oder Materialien derart ausgebildet, dass diese unter Druckeinwirkung abbrechen. Zum Beispiel sind die Halteelemente aus einem elektrisch

isolierenden Material, etwa aus einem Polymer, einem

plastischen Material, Siliziumnitrid oder aus Siliziumoxid gebildet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds umfassen die Halteelemente Haltesäulen, die sich unterhalb der optischen Bauteile befinden. Die

Haltesäulen sind in der vertikalen Richtung insbesondere ausschließlich zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen angeordnet. Die Haltesäule kann aus einem Material gebildet sein, das ätzresistenter ist als das Material der Opferschicht. Zum Beispiel sind die Haltesäulen aus einem elektrisch isolierenden Material, etwa aus Siliziumdioxid, Plastik oder aus einem anderen Kunststoff gebildet. Es ist auch möglich, dass die Halteelemente, insbesondere die

Haltegurte und/oder die Haltesäulen, aus einem elektrisch leitfähigen Material, etwa aus einem Metall wie Kupfer, Aluminium, Nickel, Chrom, Platin oder Legierungen davon gebildet sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds sind die Halteelemente bevorzugt hinsichtlich ihrer Geometrie und/oder Materialzusammensetzung derart ausgeführt, dass sie beim Pressen oder Abnehmen des

zugehörigen optischen Bauteils brechbar ausgeführt sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds bildet die Opferschicht eine gemeinsame

Grenzschicht zwischen dem Zwischenträger und den Bauteilen. Insbesondere grenzt die Opferschicht direkt an den

Zwischenträger und/oder direkt an die Haltestruktur,

insbesondere direkt an die Halteelemente an. Ohne die

Opferschicht, etwa nach der Entfernung der Opferschicht, ist insbesondere ein Zwischenraum, etwa ein Hohlraum zwischen dem Zwischenträger und den optischen Bauteilen gebildet. Die Halteelemente, etwa die Haltesäulen und/oder die Haltegurte, können stellenweise unmittelbar an den Hohlraum angrenzen oder in dem Hohlraum angeordnet sein. Die Halteelemente sind bevorzugt von dem Hohlraum umgeben, sodass die Halteelemente bei Krafteinwirkung oder bei Druckeinwirkung vergleichsweise leichter mechanisch gebrochen werden können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds weisen die optischen Bauteile jeweils ein optisches Element auf. Insbesondere ist das optische Element ein diffraktives optisches Element (DOE) . Das optische

Element oder die optischen Elemente ist/sind zur Formung eines Lichtstrahls, etwa eines Laserlichtstrahls,

insbesondere zur Aufweitung und zur Verteilung des

Lichtstrahls eingerichtet. Das optische Bauteil kann zur Verteilung eines Lichtstrahls, etwa eines Laserlichtstrahls, über einen größeren Raumwinkelbereich hinweg oder zur Lenkung oder Fokussierung eines Lichtstrahls eingerichtet sein. Das optische Element bildet insbesondere eine optisch wirksame Struktur des optischen Bauteils, welche den Verlauf des

Lichtstrahls in dem optischem Bauteil und/oder nach dem

Verlassen des optischen Bauteils bestimmt.

Das optische Element des optischen Bauteils kann konvex oder konkav gekrümmt, plan-konvex, plan-konkav oder konvex-konkav ausgebildet sein. Das optische Element des optischen Bauteils kann Beugungselemente oder photonische Kristalle aufweisen. Auch kann das optische Element eine gitterartige Struktur sein, die ähnlich wie ein Beugungsgitter und/oder ein

Hologramm für den Lichtstrahl, etwa für die Laserstrahlung wirkt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds ist das optische Element des optischen

Bauteils aus einem III-V- oder aus einem II-VI- Verbindungshalbleitermaterial gebildet. Insbesondere weist das optische Element ein Material oder mehrere

unterschiedliche Materialien mit einem Brechungsindex von mindestens 1,5, 1,6, 1,8 oder oder von mindestens 2,0 auf, etwa zwischen einschließlich 1,5 und 3 oder zwischen

einschließlich 1,8 und 2,5. Im Zweifel ist der hier

angegebene Brechungsindex auf eine Wellenlänge 632,8 nm bezogen. Das optische Bauteil oder das optische Element kann SiO, SiN, ZnO, ZnS, ZnTe, Ga203, In203 _, ZnO, Sn02 oder Ta205 aufweisen. Weitere Beispiele für Materialien für das optische Element sind zum Beispiel Aluminiumoxid wie A1203, GaAs oder GaN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds weisen die optischen Bauteile jeweils einen Grundkörper auf. Insbesondere ist das optische Element des jeweiligen Bauteils durch die Geometrie des zugehörigen

Grundkörpers gebildet. Auch ist es möglich, dass das optische Element auf dem Grundkörper angeordnet oder in dem

Grundkörper eingebettet oder vergraben ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds ist das optische Bauteil oder der Grundkörper plan-konvex oder plan-konkav ausgeführt. Die Bauteile können jeweils eine dem Zwischenträger zugewandte planare Rückseite aufweisen. Es ist möglich, dass das optische Bauteil oder der Grundkörper eine dem Zwischenträger zugewandte ebene oder planare Rückseite und eine dem Zwischenträger abgewandte zumindest ebene Vorderseite aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds weisen die optischen Bauteile jeweils einen Grundkörper auf, wobei das optische Element des jeweiligen Bauteils in dem zugehörigen Grundkörper eingebettet ist. Das optische Element ist zum Beispiel ein diffraktives optisches Element .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds weisen die optischen Bauteile jeweils einen transparenten Grundkörper auf. Der transparente Grundkörper kann photonische Kristalle enthalten, die das optische

Element des jeweiligen Bauteils bilden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds ist das optische Element des jeweiligen

Bauteils durch eine optische Schicht gebildet. Die optische Schicht ist insbesondere auf dem zugehörigen Grundkörper des optischen Bauteils angeordnet. Die optische Schicht kann Substrukturen aus einem Material mit einem Brechungsindex von mindestens 1,5 oder 1,6 aufweisen. Zum Beispiel sind die Substrukturen aus Siliziumnitrid oder aus Ta205 gebildet. Die Substrukturen können in einem Matrixmaterial mit einem niedrigeren Brechungsindex, zum Beispiel kleiner als 1,5 oder kleiner als 1,6, eingebettet sein. Das Matrixmaterial kann aus Siliziumoxid, etwa aus Siliziumdioxid gebildet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder des Bauteilverbunds weist das optische Bauteil oder der

Grundkörper eine dem Zwischenträger zugewandte planare

Rückseite und eine dem Zwischenträger abgewandte zumindest eben oder planar ausgeführte Vorderseite auf. Es ist möglich, dass das Bauteil eine Schutzschicht oder eine Deckschicht aufweist, die zwischen dem Grundkörper und dem Zwischenträger angeordnet ist. Die Schutzschicht oder die Deckschicht kann planarisiert werden, sodass die Schutzschicht oder die

Deckschicht eine Oberfläche aufweist, die eine planare

Rückseite des optischen Bauteils bildet.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform eines optischen

Bauteils, das insbesondere nach einem hier beschriebenen Verfahren hergestellt ist und/oder von dem gemeinsamen Träger des hier beschriebenen Bauteilverbunds abgelöst ist, ist dieses ein elektrisch isolierendes Bauteil. Insbesondere ist das optische Bauteil frei von einer optisch aktiven Schicht, die zur Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist das optische Bauteil, das zur Formung eines Lichtstrahls oder Lichtbündels eingerichtet ist, nicht zur Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Das Bauteil kann Überreste oder Trennspuren von den

Halteelementen aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von Bauelementen, insbesondere von optoelektronischen Bauelementen, wird ein hier beschriebener Bauteilverbund bereitgestellt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird die Opferschicht

entfernt. Eines der optischen Bauteile oder eine Mehrzahl von optischen Bauteilen kann mit Hilfe eines oder einer Mehrzahl von Stempeln abgenommen werden, wobei die Halteelemente unter mechanischer Belastung des Stempels oder der Stempel die Bauteile freigeben, sodass die Bauteile von dem

Zwischenträger abgelöst werden.

Das optische Bauteil oder die Mehrzahl von optischen

Bauteilen kann auf eine Zielfläche, etwa auf einen

Hauptkörper des Bauelements oder auf eine Mehrzahl von

Hauptkörpern der Bauelemente gedruckt werden. Zum Beispiel weist der Hauptkörper einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone auf, die zur Erzeugung oder Detektion

elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Anschließend kann der Stempel oder die Mehrzahl von Stempeln von dem optischen Bauteil oder von den optischen Bauteilen getrennt werden. Die optischen Bauteile können somit einzeln oder gruppenweise von dem Bauteilverbund auf eine oder auf mehrere Zielflächen, etwa auf Oberflächen von Halbleiterchips, transferiert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von Bauelementen wird das optische Bauteil mittels einer Verbindungsschicht auf dem zugehörigen Hauptkörper des Bauelements befestigt. Die

Verbindungsschicht kann eine Haftvermittlerschicht wie

Lotschicht oder Klebeschicht sein.

Alternativ ist es möglich, dass das optische Bauteil und der ihm zugehörige Hauptkörper jeweils eine planare Oberfläche aufweisen und mittels eines Direktbond-Verfahrens an den planaren Oberflächen miteinander mechanisch verbunden werden. Zum Beispiel sind die planaren Oberflächen des optischen Bauteils und/oder des Hauptkörpers zumindest bereichsweise oder vollständig durch Oberflächen von elektrisch

isolierenden Schichten, etwa aus Siliziumnitrid, und/oder durch Oberflächen von Halbleiterschichten gebildet. Es ist auch möglich, dass die planare Oberfläche des Hauptkörpers bereichsweise oder vollständig durch eine Oberfläche einer transparenten elektrisch leitfähigen Schicht, etwa einer TCO- Schicht, gebildet ist. Die planare Oberfläche weist eine Rauigkeit auf, die bevorzugt höchstens 50 nm, 20 nm, 10 nm, 5 nm oder höchstens 3 nm ist.

Bei einem Direktbond-Verfahren werden insbesondere planare oder planarisierte Oberflächen in physischen Kontakt

gebracht. Die Grundlage der mechanischen Verbindung stellen vorwiegend oder ausschließlich Wasserstoffbrücken und/oder Van-der-Waals-Wechselwirkungen in unmittelbarer Umgebung einer gemeinsamen Grenzfläche zwischen den planarisierten Oberflächen. Zur Erzeugung kovalenter Bindungen zwischen Atomen oder Molekülen auf den im physischen Kontakt stehenden Oberflächen kann eine thermische Behandlung zum Erreichen einer erhöhten Bondfestigkeit angewandt werden.

In mindestens einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen Hauptkörper und ein optisches Bauteil auf. Der Hauptkörper umfasst einen Halbleiterkörper insbesondere mit einer aktiven Zone, die zur Erzeugung oder Detektion

elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Das optische Bauteil weist ein optisches Element zur Formung eines

Lichtstrahls auf. Zum Beispiel ist das optische Bauteil auf dem Hauptkörper gedruckt und enthält insbesondere mechanische Spuren von abgelösten oder gebrochenen Halteelementen. Die mechanischen Spuren können Überreste oder Spuren eines mechanischen Bruchs eines oder mehrerer Halteelemente sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weisen das optische Bauteil und der Hauptkörper jeweils eine planare Oberfläche auf. Insbesondere grenzen die planaren Oberflächen unmittelbar aneinander an und bilden eine mechanische auf van-der-Waals-Wechselwirkungen basierende Verbindung zwischen dem optischen Bauteil und dem Hauptkörper. Das optische

Bauteil und der Hauptkörper können eine gemeinsame

Grenzfläche aufweisen, die insbesondere planar und frei von einem Verbindungsmaterial ist. Die gemeinsame Grenzfläche ist zum Beispiel frei von einem Lot- oder Haftvermittlermaterial. Die gemeinsame Grenzfläche ist insbesondere eine

Überlappungsfläche zwischen den planarisierten Oberflächen des optischen Bauteils und des Hauptkörpers des Bauelements.

Die hier beschriebenen Verfahren sind für die Herstellung eines hier beschriebenen optischen Bauteils, Bauteilverbunds oder Bauelements besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit dem Bauteil, Bauteilverbund oder mit dem Bauelement

beschriebenen Merkmale können daher auch für die jeweiligen Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des optischen Bauteils, Bauteilverbunds, Bauelements sowie des jeweiligen Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1A bis 4D erläuterten

Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figuren 1A, 1B, IC und ID schematische Darstellungen

verschiedener Ausführungsformen eines Bauteilverbunds aus einer Mehrzahl von optischen Bauteilen in Schnittansichten,

Figuren 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 21 und 2J

schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines optischen Bauteils in Schnittansichten,

Figuren 3A, 3B und 3C schematische Darstellungen einiger Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements oder einer Mehrzahl von Bauelementen in Schnittansichten, und

Figuren 4A, 4B, 4C und 4D schematische Darstellungen einiger Ausführungsbeispiele für ein Bauelement in Schnittansichten.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur

Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden. In Figur 1A ist ein Bauteilverbund 100 mit einer Mehrzahl von optischen Bauteilen 10 auf einem gemeinsamen Zwischenträger 90 schematisch dargestellt. Der Zwischenträger 90 kann ein Glassubstrat oder ein Substrat aus einem Halbleitermaterial, etwa aus Silizium, sein. Die optischen Bauteile 10 werden insbesondere auf dem Zwischenträger 90 gefertigt. In den lateralen Richtungen sind die optischen Bauteile 10

insbesondere durch Trenngräben 4T voneinander räumlich getrennt .

Gemäß Figur 1A sind die optischen Bauteile 10 über eine

Opferschicht 4 und/oder eine Haltestruktur 3 mit dem

Zwischenträger 90 mechanisch verbunden und somit auf dem Zwischenträger 90 mechanisch befestigt. Insbesondere grenzt die Opferschicht 4 unmittelbar an den Zwischenträger 90 und/oder an die Haltestruktur 3 an. Bevorzugt ist die

Opferschicht 4 aus einem entfernbaren Material, etwa aus einem ätzbaren Material, gebildet. Hinsichtlich der

Materialien der optischen Bauteile 10 und des Zwischenträgers 90 ist das Material der Opferschicht 4 bevorzugt selektiv entfernbar. Zum Beispiel weist das Material der Opferschicht 4 eine höhere Ätzrate auf als ein Material des

Zwischenträgers 90 und/oder der Haltestruktur 3, insbesondere eine mindestens 5-mal, 10-mal, 20-mal oder 100-mal höhere Ätzrate .

Entlang der vertikalen Richtung ist die Opferschicht 4 zwischen dem Zwischenträger 90 und den optischen Bauteilen 10 angeordnet. Die optischen Bauteile 10 weisen jeweils eine dem Zwischenträger 90 abgewandte Vorderseite 10F und eine dem Zwischenträger 90 zugewandte Rückseite 10R auf. Die Rückseite 10R und/oder die Vorderseite 10F des jeweiligen optischen Bauteils 10 können/kann planar oder eben ausgeführt sein. Die Vorderseite 10F ist insbesondere frei von einer Bedeckung durch die Opferschicht 4. Die Rückseite 10R kann von der Opferschicht 4 teilweise oder vollständig, insbesondere bis auf die Haltestruktur 3 vollständig, bedeckt sein. Gemäß Figur 1A weisen die optischen Bauteile 10 sich vertikal erstreckende Seitenflächen auf, die insbesondere teilweise von der Opferschicht 4 bedeckt sind.

Gemäß Figur 1A enthält die Haltestruktur 3 eine Mehrzahl von Halteelementen 3A. Die Haltestruktur 3 weist insbesondere in den Bereichen der Trenngräben 4T eine Mehrzahl von

Haltebalken 30 auf. Die Haltebalken 30 können mittelbar oder unmittelbar an den Zwischenträger 90 angrenzen. Die

Halteelemente 3A sind gemäß Figur 1A insbesondere als

Haltegurte 3A ausgeführt. Die Haltegurte 3A sind seitlich der optischen Bauteile 10 angeordnet. Ein optisches Bauteil 10 kann eine Mehrzahl von Haltegurten 3A aufweisen, etwa

mindestens zwei, drei, vier oder mindestens sechs solche Haltegurte 3A. Im Vergleich zu den Haltegurten 3A können die Haltebalken 30 größere geometrische Abmessungen aufweisen.

Zum Beispiel weist ein Haltebalken 30 eine laterale Breite oder eine vertikale Höhe auf, die mindestens 2-mal, 3-mal, 4- mal, 5-mal oder mindestens 10-mal so groß ist wie eine entsprechende laterale Breite oder vertikale Höhe der

Haltegurte 3A.

Insbesondere verbinden die Haltegurte 3A die optischen

Bauteile 10 mit den Haltebalken 30. Die Opferschicht 4 und/oder Haltestruktur 3 mit einer Mehrzahl von

Halteelementen 3A und Haltebalken 30 können/kann eine

mechanische Verbindung zwischen dem Zwischenträger 90 und den optischen Bauteilen 10 bilden oder vermitteln. Es ist

möglich, dass die Haltegurte 3A unmittelbar an die optischen Bauteile 10 und/oder an die Haltebalken 30 angrenzen. Die Haltegurte 3A und die Haltebalken 30 können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Es ist möglich, dass die Haltegurte 3A und die

Haltebalken 30 in einem gemeinsamen Verfahrensschritt

hergestellt werden. Zum Beispiel wird eine

Verankerungsschicht großflächig auf die optischen Bauteile 10 und/oder auf den Zwischenträger 90 aufgebracht, wobei die Verankerungsschicht nachfolgend in eine Mehrzahl von

Haltebalken 30 und Haltegurten 3A strukturiert wird.

Abweichend von der Figur 1A ist es möglich, dass die

Haltestruktur 3 keine Haltebalken 30 aufweist, oder dass die Haltebalken 30 selbst als seitliche Haltegurte 3A ausgeführt sind. Entlang der vertikalen Richtung kann sich ein solcher Haltegurt 3A von einer Seitenfläche des optischen Bauteils 10 bis zu dem Zwischenträger 90 erstrecken.

Es ist möglich, dass die optischen Bauteile 10 aus einer zusammenhängenden Struktur auf dem gemeinsamen Zwischenträger 90 erzeugt werden. Auch nach der Vereinzelung der optischen Bauteile 10 durch die Bildung der Trenngräben 4T können die optischen Bauteile 10 weiterhin auf demselben Zwischenträger 90 mechanisch befestigt sein.

Nach dem Entfernen der Opferschicht 4 kann ein Zwischenraum 4H oder ein Hohlraum 4H zwischen dem Zwischenträger 90 und den optischen Bauteilen 10 gebildet sein. Wie in der Figur 1A dargestellt, kann sich der Hohlraum 4H in der lateralen

Richtung bereichsweise zwischen dem optischen Bauteil 10 und der Haltestruktur 3, insbesondere zwischen dem optischen Bauteil 10 und dem Haltebalken 30 befinden. Zum Beispiel kann die Opferschicht 4 selektiv entfernt, insbesondere weggeätzt werden. Insbesondere ist/sind das optische Bauteil 10 oder die optischen Bauteile 10 nach dem Entfernen der Opferschicht 4 ausschließlich durch die Haltestruktur 3, in diesem Fall durch die Haltebalken 30 und die Halteelemente 3A, mit dem Zwischenträger 90 mechanisch verbunden. Über die

Haltestruktur 3 sind die optischen Bauteile 10 somit

weiterhin geordnet auf dem gemeinsamen Zwischenträger 90 platziert, wobei die optischen Bauteile 10 etwa durch Brechen oder Ablösen der Halteelemente 3A einzeln oder gruppenweise von dem Zwischenträger 90 abgelöst werden können.

Das in der Figur 1B dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A dargestellten Ausführungsbeispiel für einen Bauteilverbund 100. Im

Unterschied hierzu weist die Haltestruktur 3 eine Mehrzahl von Haltesäulen 3B auf, die entlang der vertikalen Richtung zwischen dem Zwischenträger 90 und den optischen Bauteilen 10 angeordnet sind. In Draufsicht auf den Zwischenträger 90 kann ein optisches Bauteil 10 die ihm zugeordnete Haltesäule 3B oder die ihm zugeordneten Haltesäulen 3B bedecken,

insbesondere vollständig bedecken.

Wie in der Figur 1A und 1B dargestellt, kann die Opferschicht 4 Öffnungen aufweisen, die von einem Material der

Haltestruktur 3 aufgefüllt sind. Die Opferschicht 4 kann zusammenhängend ausgeführt sein oder eine Mehrzahl von lateral beabstandeten Teilschichten aufweisen. Die

Haltestruktur 3 kann in den Öffnungen der Opferschicht 4 eine Mehrzahl von Haltesäulen 3B und/oder Haltebalken 30

aufweisen. Die Haltesäulen 3B verbinden den Zwischenträger 90 mit den optischen Bauteilen 10 insbesondere an den Rückseiten 10R der optischen Bauteile 10. Die Haltebalken 30 und die Haltegurte 3A verbinden den Zwischenträger 90 mit den optischen Bauteilen 10 insbesondere an den Seitenflächen der optischen Bauteile 10.

Bezüglich der Geometrien und der Materialien sind die

Halteelemente 3A und/oder 3B bevorzugt derart ausgebildet, dass sie insbesondere nach der Entfernung der Opferschicht 4 unter mechanischer Belastung brechbar oder ablösbar

ausgeführt sind. Die Haltegurte 3A oder die Haltesäulen 3B können aus einem elektrisch isolierenden Material oder aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein.

Insbesondere weist das Material der Halteelemente 3A und/oder 3B eine geringere Ätzrate auf als ein Material der

Opferschicht 4, zum Beispiel eine mindestens 5-mal, 10-mal, 20-mal oder 100-mal geringere Ätzrate.

Insbesondere sind die Halteelemente 3A und/oder 3B

hinsichtlich ihrer Geometrien und Materialien derart

gebildet, dass sie beim Pressen des zugehörigen optischen Bauteils 10 mechanisch abbrechen und/oder beim Anheben des optischen Bauteils 10 zerreißen oder von dem optischen

Bauteil 10 oder von dem Zwischenträger 90 ablösen. Mit anderen Worten können die Halteelemente 3A und/oder 3B, derart ausgebildet sein, dass sie unter mechanischer

Belastung die optischen Bauteile 10 freigeben, sodass die optischen Bauteile 10 einzeln oder gruppenweise von dem

Zwischenträger 90 ablösbar und somit transferierbar oder druckbar ausgeführt sind. Die Haltestruktur 3 weist eine Mehrzahl von Sollbruchstellen auf, die insbesondere durch die Halteelemente 3A und/oder 3B gebildet sind.

Das in der Figur IC dargestellte Ausführungsbeispiel für einen Bauteilverbund 100 entspricht im Wesentlichen den in den Figuren 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispielen für einen Bauteilverbund 100. Im Unterschied hierzu weist der Bauteilverbund 100 eine Mehrzahl von seitlichen Haltegurten 3A und eine Mehrzahl von Haltesäulen 3B als Halteelemente auf. Die Haltegurte 3A können seitlich der optischen Bauteile 10 in den Bereichen der Trenngräben 4T gebildet sein und verbinden die optischen Bauteile 10 mit den Haltebalken 30. Die Herstellung der seitlichen Haltegurte 3A und/oder der Haltebalken 30 erfolgt insbesondere nach der Ausbildung der Trenngräben 4T. Die Ausbildung der Haltesäulen 3B kann vor der Ausbildung der Trenngräben 4T durchgeführt werden.

Das in der Figur ID dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur IC dargestellten Ausführungsbeispiel für einen Bauteilverbund 100. In der Figur ID ist das Bauteilverbund 100 in Draufsicht auf den Zwischenträger 90 dargestellt. Jedem optischen Bauteil 10 kann eine Mehrzahl von Halteelementen 3A und/oder 3B

zugeordnet sein. Das optische Bauteil 10 kann mehrere oder alle Seitenflächen aufweisen, die bereichsweise von den

Haltegurten 3A bedeckt sind. Auf den Seitenflächen des optischen Bauteils 10 können die Haltegurte 3A im

Wesentlichen punktförmig ausgeführt sein. Zum Beispiel können die Haltegurte 3A in Draufsicht auf eine Seitenfläche des optischen Bauteils 10 zwischen einschließlich 0,1 % und 1 %, zwischen einschließlich 0,3 % und 3 %, zwischen

einschließlich 0,5 % und 5 %, zwischen einschließlich 1 % und 10 % oder zwischen einschließlich 2 % und 20 % einer

Gesamtfläche der zugehörigen Seitenfläche des optischen

Bauteils 10 bedecken.

Die Figuren 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 21 und 2J zeigen verschiedene Ausführungsformen des optischen Bauteils 10 in Schnittansichten. Das optische Bauteil 10 weist ein optisches Element 10E auf. Insbesondere ist das optische Element 10E für die Formung eines auf das optische Bauteil 10

auftreffenden Lichtstrahls eingerichtet. Das optische Element 10E kann ein diffraktives optisches Element sein. Das Bauteil 10 weist einen Grundkörper 10G auf. Das optische Element 10E kann durch den Grundkörper 10G, etwa allein durch die

Geometrie und/oder Materialzusammensetzung des Grundkörpers 10G, gebildet sein. Alternativ ist es möglich, dass das optische Element 10E auf dem Grundkörper 10G angeordnet oder in dem Grundkörper 10G eingebettet oder vergraben ist.

Gemäß den Figuren 2A und 2B ist das optische Element 10E durch die Geometrie des Grundkörpers 10G gebildet.

Insbesondere bildet der Grundkörper 10G eine optische Linse. Der Grundkörper 10G kann ein Glaskörper sein. Der Grundkörper 10G ist gemäß Figur 2A plan-konvex ausgeführt. Das Bauteil 10 weist eine gekrümmte Vorderseite 10F auf, die insbesondere durch die konvex ausgebildete Oberfläche des Grundkörpers 10G gebildet ist. Das Bauteil 10 weist eine ebene oder planare Rückseite 10R auf, die insbesondere durch die eben oder planar ausgebildete Oberfläche des Grundkörpers 10G gebildet ist. Der Grundkörper 10G ist gemäß Figur 2B plan-konkav ausgeführt. Die gekrümmte Vorderseite 10F des Bauteils 10 ist insbesondere durch die konkav ausgebildete Oberfläche des Grundkörpers 10G gebildet. Abweichend von den Figuren 2A und 2B ist es möglich, dass der Grundkörper 10G bikonvex, bikonkav, konvex-konkav oder konkav-konvex ausgeführt ist.

Gemäß Figur 2C ist das optische Element 10E von dem

Grundkörper 10G umschlossen. Das optische Element 10E

befindet sich zumindest bereichsweise oder vollständig innerhalb des Grundkörpers 10G. Insbesondere ist das optische Element 10E eine optische Linse. Die optische Linse kann übliche Formen einer Linse annehmen, die insbesondere im Zusammenhang mit dem in den Figuren 2A und 2B beschriebenen Grundkörper 10G beschrieben sind. In der Figur 2C ist das optische Element 10E plan-konkav ausgeführt.

Gemäß Figur 2C sind die Vorderseite 10F und die Rückseite 10R des optischen Bauteils eben oder planar ausgebildet. Die Vorderseite 10F und die Rückseite 10R können durch

Oberflächen des Grundkörpers 10G gebildet sein. Der

Grundkörper 10G kann aus einem strahlungsdurchlässigen, insbesondere transparenten Material gebildet sein. Es ist möglich, dass das optische Element 10E ein Glaskörper ist. Weiterhin ist es denkbar, dass der Grundkörper 10G und das optische Element 10E aus Materialien verschiedener

Brechungsindizes gebildet sind. Zum Beispiel unterscheidet sich ein Brechungsindex des optischen Elements 10E um

mindestens 0,2, 0,3 oder 0,5 von dem Brechungsindex des Grundkörpers 10G. Das optische Element 10E kann einen größeren Brechungsindex aufweisen als der Grundkörpers 10G.

Es ist auch denkbar, dass das optische Element 10E und/oder der Grundkörper 10G aus einem Halbleitermaterial gebildet sind/ist .

Die in den Figuren 2D, 2E und 2F dargestellten

Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen dem in der Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein optisches Bauteil 10. Im Unterschied hierzu ist das optische Element 10E in den Figuren 2D, 2E und 2F plan-konvex, bikonvex oder bikonkav ausgeführt.

Die in den Figuren 2G und 2H dargestellten

Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen dem in der Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein optisches Bauteil 10. Im Unterschied hierzu ist das optische Element 10E gemäß den Figuren 2G und 2H insbesondere als diffraktives optisches Element 10E ausgeführt. Das optische Element 10E kann als ebene oder gekrümmte Schicht innerhalb des

Grundkörpers 10G ausgeführt sein. Das optische Element 10E kann aus photonischen Kristallen oder aus hochbrechenden Materialien gebildet sein. Auch kann das optische Element 10E Beugungselemente oder eine gitterartige Struktur aufweisen, die etwa ähnlich wie ein Beugungsgitter wirken/wirkt.

Gemäß Figur 21 ist das optische Element 10E durch eine optische Schicht gebildet, die auf dem zugehörigen

Grundkörper 10G angeordnet ist. Die optische Schicht kann Substrukturen 10E2, zum Beispiel Mikro- oder Nanostrukturen, aufweisen. Die Substrukturen 10E2 können aus einem Material mit einem Brechungsindex von mindestens 1,5 oder 1,6, oder 2,0 gebildet sein. Die Substrukturen 10E2 können in einem Matrixmaterial 10E1 insbesondere mit einem kleineren

Brechungsindex, etwa mit einem um mindestens 0,2 oder 0,3 oder 0,5 kleineren Brechungsindex, eingebettet sein. Die Vorderseite 10F des optischen Bauteils 10 kann durch eine Oberfläche der optischen Schicht gebildet sein. Die optische Schicht ist insbesondere eine eigene Schicht des optischen Bauteils 10.

Das in der Figur 2J dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 21 dargestellten Ausführungsbeispiel für ein optisches Bauteil 10. Im

Unterschied hierzu weist das optische Bauteil 10 eine

Deckschicht 10S auf, die insbesondere als Schutzschicht des optischen Bauteils 10 ausgeführt ist. Die Deckschicht 10S kann mittelbar oder unmittelbar an den Grundkörper 10G angrenzen. Insbesondere ist die Rückseite 10R des optischen Bauteils 10 durch eine Oberfläche der Deckschicht 10S

gebildet. Die Deckschicht 10S kann aus einem elektrisch isolierenden Material, etwa aus Siliziumnitrid oder aus

Siliziumoxid, gebildet sein. Die in den Figuren 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G und 2H dargestellten optischen Bauteile 10 können ebenfalls eine solche Deckschicht 10S aufweisen. Eine solche Deckschicht 10S kann planarisiert werden und eignet sich besonders für ein Direkt-Bondverfahren, bei dem das optische Bauteil 10 auf einer Zielfläche befestigt wird.

Gemäß Figur 3A wird eine Mehrzahl von Bauelementen 1 oder eine Mehrzahl von Hauptkörpern 2H der Bauelemente 1 auf einem gemeinsamen Träger 9G bereitgestellt. Der gemeinsame Träger 9G und die Hauptkörper 2H bilden etwa einen Halbleiterwafer. Die Bauelemente 1 oder die Hauptkörper 2H können jeweils eine Halbleiterschichtenfolge aufweisen, die im Betrieb des entsprechenden Bauelements 1 zur Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung R eingerichtet ist. Das

Bauelement 1 oder der Hauptkörper 2H kann einen

Strahlungsdurchtrittsbereich 6 etwa auf einer Vorderseite 1F des Bauelements 1 oder des Hauptkörpers 2H aufweisen. Der Strahlungsdurchtrittsbereich 6 kann eine Apertur 60 des

Bauelements 1 oder des Hauptkörpers 2H aufweisen.

Der Träger 9G kann ein Aufwachssubstrat sein, auf dem die Halbleiterschichtenfolge insbesondere epitaktisch

aufgewachsen ist. Der Träger 9G kann jedoch auch verschieden von einem solchen Aufwachssubstrat sein. Es ist möglich, dass der Träger 9G Leiterbahnen, IC-Chips oder Transistoren aufweist. Der jeweilige Hauptkörper 2H kann einen

Halbleiterkörper 2 aufweisen (Figuren 4A bis 4D) . Auf dem gemeinsamen Träger 9, insbesondere auf Wafer-Ebene, können die Hauptkörper 2H oder die Halbleiterkörper 2 als Bestandteile einer Halbleiterstruktur 20, insbesondere einer zusammenhängenden Halbleiterstruktur 20, gebildet sein. Die Halbleiterstruktur 20 kann zum Beispiel entlang einer

Mehrzahl von Trennlinien IT oder Mesagräben IT in eine

Mehrzahl von Halbleiterkörpern 2 zertrennt werden.

Die Halbleiterstruktur 20 kann eine erste Halbleiterschicht 21, eine zweite Halbleiterschicht 22 und eine zwischen den Halbleiterschichten 21 und 22 angeordnete aktive Zone 23 aufweisen, wobei die aktive Zone 23 insbesondere zur Emission oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Insbesondere ist die aktive Zone 23 eine pn- Übergangszone . Die Halbleiterstruktur 20 kann auf einem III- V- oder auf einem II-VI-Halbleiterverbindungsmaterial

basieren. Die Halbleiterstruktur 20 basiert auf einem Gruppe III-V-Verbindungshalbleitermaterial, wenn diese insbesondere zumindest ein Element aus der Hauptgruppe III, wie etwa Al, Ga, In, und ein Element aus der Hauptgruppe V, wie etwa N, P, As, aufweist. Insbesondere umfasst der Begriff „III-V- Halbleiterverbindungsmaterial" die Gruppe der binären, tertiären und quaternären Verbindungen, die zumindest ein Element aus Hauptgruppe III und zumindest ein Element aus Hauptgruppe V enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid- Verbindungshalbleiter . Sinngemäß analog gilt es für eine auf dem Gruppe-II-VI-Verbindungshalbleitermaterial basierende Halbleiterstruktur 20.

Es wird gemäß Figur 3A eine Mehrzahl von optischen Bauteilen 10 auf die Hauptkörper 2H oder auf die Halbleiterstruktur 20 aufgebracht. Insbesondere können die optischen Bauteile 10 von dem Bauteilverbund 100 abgenommen und einzeln oder gruppenweise auf die Hauptkörper 2H oder auf die

Halbleiterstruktur 20 gedruckt und darauf befestigt werden. In Draufsicht kann das optische Bauteil 10 einen Strahlungsdurchtrittsbereich 6 oder eine Apertur 60 des zugehörigen Hauptkörpers 2H bedecken, insbesondere

vollständig bedecken. Die Anzahl der optischen Bauteile 10, die in einem einzigen Verfahrensschritt auf die Hauptkörper 2H oder auf die Halbleiterstruktur 20 aufgebracht wird, kann mindestens oder größer als 4, 10, 100 oder 1000 sein.

Das Anbringen und Fixieren der optischen Bauteile 10 auf den Hauptkörpern 2H oder auf der Halbleiterstruktur 20 können vor dem Ausbilden der Mesagräben IT (Figur 3A) oder nach dem Ausbilden der Mesagräben IT (Figur 3B) durchgeführt werden. Gemäß den Figuren 3A und 3B können die optischen Bauteile 10 und die Hauptkörper 2H oder die Halbleiterstruktur 20 planare Oberflächen 1F und 10R aufweisen und bevorzugt mittels eines Direktbond-Verfahrens an den planaren Oberflächen miteinander mechanisch verbunden werden. Eine gemeinsame

Verbindungsfläche 5G, die etwa durch Überlappungsbereiche der planaren Oberflächen 1F und 10R definiert ist, ist in diesem Fall frei von einem Verbindungsmaterial, etwa frei von einem Haftvermittlermaterial wie Lot- oder Klebematerial. Die

Verbindungsfläche 5G des jeweiligen Bauelements 1 ist

insbesondere ebenfalls planar ausgebildet. An der

Verbindungsfläche 5G können Schichten verschiedener

Materialien unmittelbar aneinander angrenzen.

Gemäß Figur 3A können die optischen Bauteile 10 mechanische Spuren von abgelösten oder gebrochenen Halteelementen 3A aufweisen. Die mechanischen Spuren können Überreste oder Spuren eines mechanischen Bruchs eines oder mehrerer

Haltegurte 3A insbesondere auf den Seitenflächen der

optischen Bauteile 10 sein. Alternativ oder ergänzend können sich solche mechanische Spuren auf der Rückseite 10R eines optischen Bauteils 10 befinden (Figur 3C) .

Das in der Figur 3C dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 3A dargestellten Ausführungsbeispiel für einen Verfahrensschritt zur

Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen 1. Im Unterschied hierzu kann das optische Bauteil 10 mittels einer

Verbindungsschicht 5 auf dem zugehörigen Hauptkörper 2H oder auf der Halbleiterstruktur 20 befestigt werden. Die

Verbindungsschicht 5 kann ein Haftvermittlermaterial, ein Lot- oder ein Klebematerial aufweisen. Insbesondere kann die Verbindungsschicht 5 aus metallischen Schichten gebildet sein. Die auf der Rückseite 10R des optischen Bauteils 10 angeordneten Haltesäulen 3B oder Überreste oder Spuren der Haltesäulen 3B können stellenweise oder vollständig innerhalb der Verbindungsschicht 5 angeordnet sein.

Insbesondere nach dem Fixieren der optischen Bauteile 10 kann der gemeinsame Träger 9G in eine Mehrzahl von Trägern 9 der Bauelemente 1 vereinzelt werden. Auf jedem vereinzelten

Träger 9 kann ein Hauptkörper 2H, insbesondere ein einziger Hauptkörper 2H mit einem einzigen optischen Bauteil 10 oder mit einer Mehrzahl von optischen Bauteilen 10 angeordnet sein. Ein solches Bauelement 1 ist zum Beispiel in den

Figuren 4A, 4B, 4C und 4D schematisch dargestellt. Es ist auch möglich, dass auf einem vereinzelten Träger 9 eine

Mehrzahl von Hauptkörpern 2H insbesondere mit einer Mehrzahl von optischen Bauteilen 10 angeordnet ist. Ein solches

Bauelement 1 kann ein Laserbarren sein.

In der Figur 4A ist ein Bauelement 1 schematisch dargestellt. Das Bauelement 1 weist einen Träger 9, einen Hauptkörper 2H und ein optisches Bauteil 10 auf. Das optische Bauteil 10 ist auf einer Vorderseite 1F des Hauptkörpers 2H oder des

Bauelements 1 angeordnet. Das optische Bauteil 10 weist

Seitenflächen mit Überresten und/oder Spuren von Haltegurten 3A auf. Das optische Bauteil 10 weist eine Rückseite IR auf, die durch eine Oberfläche des Trägers 9 gebildet ist.

Der Hauptkörper 2H weist einen Halbleiterkörper 2 mit einer ersten Halbleiterschicht 21, einer zweiten Halbleiterschicht 22 und einer zwischen den Halbleiterschichten 21 und 22 angeordneten aktiven Zone 23 auf. Des Weiteren umfasst der Hauptkörper 2H eine erste Kontaktschicht 61 und eine zweite Kontaktschicht 62 zur elektrischen Kontaktierung des

Halbleiterkörpers 2. Insbesondere ist das Bauelement 1 als oberflächenemittierende Laserdiode oder VCSEL (Englisch:

vertical-cavity surface-emitting laser) ausgeführt. Der

Halbleiterkörper 2 kann zwischen einer ersten

Spiegelanordnung 71 und einer zweiten Spiegelanordnung 72 angeordnet sein. Die Spiegelanordnungen 71 und 72 bilden insbesondere einen Laserresonator 7. Die Spiegelanordnungen 71 und 72 können Bragg-Spiegel , insbesondere elektrisch leitfähige Bragg-Spiegel etwa aus Halbleitermaterialien sein.

In Draufsicht bedeckt die erste Kontaktschicht 61 den

Halbleiterkörper 2 oder die aktive Zone 23 lediglich

teilweise. Die erste Kontaktschicht 61 kann seitlich durch eine erste Isolierungsschicht 81 passiviert sein. Durch eine derart gebildete erste Kontaktschicht 61 kann erzielt werden, dass elektrische Ladungsträger möglichst nur in dem sich mit der ersten Kontaktschicht 61 überlappenden Bereich des

Halbleiterkörpers in den Halbleiterkörper 2 eingeprägt werden. Eine derartige Ausgestaltung der ersten

Kontaktschicht 61 kann zur Formung einer Apertur 60 des Bauelements 1 führen. Die erste Kontaktschicht 61 kann aus einem transparenten und elektrisch leitfähigen Material gebildet sein.

Insbesondere weisen das optische Bauteil 10 und der

Hauptkörper 2H planare Oberflächen 1F und 10R auf, wobei die planaren Oberflächen 1F und 10R unmittelbar aneinander angrenzen und eine mechanische auf van-der-Waals- Wechselwirkungen basierende Verbindung zwischen dem optischen Bauteil 10 und dem Hauptkörper 2H bilden können. Das in der Figur 4A dargestellte Bauelement 1 kann durch einen wie in der Figur 3A oder 3B gezeigten Verfahrensschritt hergestellt werden. Die planare Oberfläche des optischen Bauteils 10 ist insbesondere die Rückseite 10R des optischen Bauteils 10. Die planare Oberfläche 1F des Hauptkörpers 2H kann durch

Oberfläche einer Deckschicht IS des Bauelements 1 oder durch Oberflächen der ersten Kontaktschicht 61 und der ersten

Isolierungsschicht 81 gebildet sein.

Es ist möglich, dass das optische Bauteil 10 und der

Hauptkörper 2H mittels einer Verbindungsschicht 5 miteinander mechanisch verbunden sind. Eine solche Verbindungsschicht 5 ist zum Beispiel in der Figur 4B dargestellt. Das in der Figur 4B dargestellte Bauelement 1 kann durch einen wie in der Figur 3C gezeigten Verfahrensschritt hergestellt werden.

Das in der Figur 4B dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 1. Im weiteren

Unterschied hierzu kann die zweite Spiegelanordnung 72 elektrisch isolierend ausgeführt sein. Die zweite

Spiegelanordnung 72 kann eine Deckschicht IS des Hauptkörpers 2H bilden. Eine dem optischen Bauteil 10 zugewandte Oberfläche der zweiten Spiegelanordnung 72 oder der

Deckschicht IS kann eben oder planar ausgebildet sein.

Abweichend von der Figur 4B kann das optische Bauteil 10 mittels eines Direkt-Bondverfahrens mit dem Hauptkörper 2H mechanisch verbunden werden.

Gemäß Figur 4B weist der Hauptkörper 2H eine zweite

Isolierungsschicht 82 mit einer Öffnung auf. In der Öffnung kann der Halbleiterkörper 2, insbesondere die zweite

Halbleiterschicht 22, bereichsweise freigelegt sein. Zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 oder des Halbleiterkörpers 2 weist der Hauptkörper 2H eine zweite Kontaktschicht 62 auf, die sich insbesondere in die Öffnung der zweiten Isolierungsschicht 82 hinein erstreckt. Außerhalb der Öffnung kann die zweite Kontaktschicht 62 die zweite Isolierungsschicht 82 bedecken, insbesondere

vollständig bedecken. In dem Bereich der Öffnung der zweiten Isolierungsschicht 82 kann die zweite Kontaktschicht 62 im unmittelbaren oder mittelbaren elektrischen Kontakt mit dem Halbleiterkörper 2 oder mit der zweiten Halbleiterschicht 22 stehen. Die Öffnung der zweiten Isolierungsschicht 82 kann somit eine Apertur 60 des Bauelements 1 definieren. Die zweite Kontaktschicht 62 ist bevorzugt aus einem

strahlungsdurchlässigen und elektrisch leitfähigen Material gebildet .

Die in den Figuren 4C und 4D dargestellten

Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 4A und 4B dargestellten Ausführungsbeispielen für ein Bauelement 1. Im Unterschied hierzu kann das Bauelement 1 oder der Hauptkörper 2H als oberflächenmontierbares

Bauelement oder als oberflächenmontierbarer Hauptkörper ausgeführt sein. Das Bauelement 1 ist insbesondere ein optoelektronischer Halbleiterchip, etwa eine LED.

Gemäß Figur 4C kann der Hauptkörper 2H die Form eines Flip- Chips oder eines Halbleiterchips mit Rückseitenkontakten aufweisen. Die erste Kontaktschicht 61 kann als

Durchkontaktierung ausgebildet sein, die sich durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Zone 23 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstreckt. Die

Durchkontaktierung ist in den lateralen Richtungen von dem Halbleiterkörper 2 vollumfänglich umgeben. Dabei kann die Durchkontaktierung durch eine Isolierungsschicht 80 von der zweiten Halbleiterschicht 22 und von der aktiven Zone 23 elektrisch isoliert sein.

Die Deckschicht IS kann aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Es ist auch möglich, dass die

Deckschicht IS ein Aufwachssubstrat ist, auf dem der

Halbleiterkörper 2 epitaktisch aufgewachsen ist. Der Träger 9 kann elektrische Leiterbahnen aufweisen, die etwa im

elektrischen Kontakt mit den Kontaktschichten 61 und 62 des Hauptkörpers 2H stehen.

Das in der Figur 4D dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 1. Im Unterschied hierzu kann der Träger 9 Durchkontakte aufweisen, wobei die Durchkontakte insbesondere mit den Kontaktschichten 61 und 62 im elektrischen Kontakt stehen, sodass die Kontaktschichten 61 und 62 etwa an der Rückseite IR des Bauelements 1

elektrisch kontaktierbar sind. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2018 104 778.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

100 Bauteilverbund

10 optisches Bauteil

10G Grundkörper des optischen Bauteils

10E optisches Element

10E1 Matrixmaterial des optischen Elements

10E2 Substrukturen des optischen Elements

10F Vorderseite des optischen Bauteils

10R Rückseite des optischen Bauteils

10S Deckschicht/ Schutzschicht des optischen Bauteils

1 Bauelement

1F Vorderseite des Bauelements

IR Rückseite des Bauelements

IS Deckschicht

IT Trennlinie, Mesagraben

2H Hauptkörper des Bauelements

2 Halbleiterkörper

20 Halbleiterstruktur

21 erste Halbleiterschicht

22 zweite Halbleiterschicht

23 aktive Zone

3 Haltestruktur

30 Haltebalken

3A Halteelement, Haltegurt

3B Halteelement, Haltesäule

4 Opferschicht

4H Hohlraum

4T Trenngraben 5 Verbindungsschicht

5G gemeinsame Grenzfläche

6 Strahlungsdurchtrittsbereich

60 Apertur

61 erste Kontaktschicht

62 zweite Kontaktschicht

7 Laserresonator

71 erste Spiegelanordnung

72 zweite Spiegelanordnung

80 IsolierungsSchicht

81 erste Isolierungsschicht

82 zweite Isolierungsschicht

9 Träger

9G gemeinsamer Träger/ gemeinsames Aufwachssubstrat

90 Zwischenträger

R Strahlung