BESCHREIBUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie ein optoelektronisches Halbleiterbauteil.

[0002] Ein Beispiel für ein optoelektronisches Halbleiter- bauteil weist ein Lumineszenzkonversionselement auf. Ein sol ^¬ ches Bauteil ist beispielsweise aus der Druckschrift [1] be ^¬ kannt. Es umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip, welcher im Betrieb eine Primärstrahlung aussendet, und ein Lumineszenzkonversionselement, in dem ein Teil der Primär- Strahlung in eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge konvertiert wird. Die resultierende Strahlung ergibt sich aus der Überlagerung der vom Lumineszenzkonversionselement trans- mittierten Primärstrahlung und der erzeugten Sekundärstrahlung. So lassen sich insbesondere Lichtquellen bereitstellen, die ein weißes Licht abstrahlen.

[0003] Bei der Herstellung der Halbleiterbauteile ist ins ^¬ besondere problematisch, dass ein Farbort der Primärstrahlung des Halbleiterchips im Farbraum einer gewissen Fertigungs ^¬ streuung unterliegt. Es ist wünschenswert, dass Lumineszenz- konversionselement entsprechend des jeweiligen Farborts zu wählen und dem Halbleiterchip zuzuordnen, um so eine Lichtquelle mit den gewünschten Emissionseigenschaften zu erhalten .

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem

zugrunde, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einem angestrebten Farbort herzustellen, bzw. ein entsprechendes Halbleiterbauteil bereitzustellen.

[0005] Dieses Problem wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils bzw. ein optoelektronisches Halbleiterbauteil gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 bzw. 9 gelöst.

[0006] Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils bzw. des optoelektronischen Halbleiterbauteils sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

BEISPIELHAFTE AU S FÜ HRU G S F ORME

[0007] Verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils weisen die folgenden Schritte auf:

- Bereitstellen eines Halbleiterchips in einem Waferver- bund mit einer aktiven Seite zum Emittieren einer Primärstrahlung und einem auf der aktiven Seite angeordneten Kontaktanschluss ;

- Aufbringen eines Ankopplungselements auf der aktiven Seite ;

- Anbringen eines Lumineszenzkonversionselements zum Wan ^¬ deln eines Teils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung auf dem Ankopplungselement .

[0008] Verschiedene Ausführungsformen des optoelektronischen Halbleiterbauteils weisen eine Halbleiterschichtfolge mit einer aktiven Seite zur Emission von Primärstrahlung und einem an der aktiven Seite angeordnetem Kontaktanschluss auf. Auf der aktiven Seite ist ein Lumineszenzkonversionselement angeordnet, wobei zwischen der aktiver Seite und Lumineszenzkonversionselement ein Ankopplungselement vorgesehen ist. [0009] Ein Halbleiterchip ist eine in einem Halbleiterpro- zess erzeugte Schichtabfolge auf einem Halbleitersubstrat. Dabei ist ein Halbleiter, beispielsweise ein III-V Halblei ^¬ ter, so wie ein GaAs-Halbleiter oder ein GaN-Halbleiter, vor- gesehen. Es sind auf einem Substrat aufgewachsene Epitaxie ^¬ schichten als Halbleiterschichtfolge möglich. Das Substrat umfasst beispielsweise Materialien wie SiC, Saphir, Ge, Si, GaAs, GaN oder GaP. Die Epitaxieschichten weisen beispielsweise quarternäre Halbleiter, wie AlInGaN für ein blau oder grünes Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich auf oder Alln- GaP für ein rotes Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich. Ebenso kann die Epitaxieschicht quinternäre Halbleiter auf ^¬ weisen. Ein solcher Halbleiter ist beispielsweise AlGalnAsP, der zur Emission von Strahlung im Infrarotbereich dienen kann.

[00010] Nach einer Vereinzelung wird der Halbleiterchip mit elektronischen Kontakten versehen, wobei Prozessschritte wie ein Aufbringen auf einen Leiterrahmen, einen Träger und/oder Anbringen von Bonddrähten (bonding) durchgeführt werden kön- nen. Nach einem Einbringen des Halbleiterchips in ein Chipgehäuse spricht man von einem Halbleiterbauteil.

[00011] Ein Waferverbund ist im folgenden jede Anordnung, die eine Vielzahl von ungehäusten Halbleiterchips aufweist. Dies kann beispielsweise ein Halbleiterwafer sein, insbeson- dere ein ungesägter Halbleiterwafer, der eine Vielzahl von einzelnen Halbleiterchips aufweist. Ebenso kann der Waferver ^¬ bund ein Träger sein, auf den eine Vielzahl von ungehäusten aber bereits vereinzelten Halbleiterchips aufgebracht ist, um eine weitere Prozessierung derselben zu ermöglichen. In die- sem Fall spricht man auch von einem Kunstwafer (artifical wa- fer) . Die Halbleiterchips sind auf dem Träger vorzugsweise fixiert, beispielsweise in dem sie mit einer Vergussmasse wie Silikon umgössen sind. Ebenso können die Halbleiterchips zur Fixierung in Aufnahmen im Träger eingebracht werden.

[00012] Das Ankopplungselement dient zum Ankoppeln des Lu ^¬ mineszenzkonversionselements an den Halbleiterchip. Es ist auf der aktiven Seite des optoelektronischen Halbleiterchips angebracht. Bevorzugterweise weist es eine hohe Photostabili ^¬ tät und eine hohen Hitzestabilität auf. Typischerweise ist das Material transparent über dem von dem optoelektronischen Halbleiterchips emittierten Spektrum. Als typische Ankopp- lungsmedien kommen Materialien in Betracht, die auch in dem Lumineszenzkonversionselement verwendet werden, insbesondere dort verwendete Matrixmaterialien. Mögliche Materialien für das Ankopplungselement sind photostrukturierbare Materialien und/oder Materialien wie Glas, Silikon, Aluminiumoxid, Kleb- Stoff, Spin-on-Silicon (SoS) , Spin-on-Glass (SoG) , Benzocyc- lobuten (BCB) etc. Das Ankopplungselement kann bspw. als An- kopplungsschicht durch ein Aufschleudern aufgebracht werden.

[00013] Unter einem Lumineszenzkonversionselement wird jede Vorrichtung verstanden, in dem ein Teil der von einem Halb- leiterchip emittierten Primärstrahlung in eine Strahlung von anderer Wellenlänge konvertiert wird. Diese Strahlung wird als Sekundärstrahlung bezeichnet. Das Lumineszenzkonversionselement wird gesondert von dem Halbleiterchip gefertigt. Es weist beispielsweise die Form eines Plättchens auf, das auf die aktive Seite des Halbleiterchips aufgebracht werden kann. Zur Fixierung des Plättchens dient das Ankopplungselement. In der Regel umfasst das Lumineszenzkonversionselement ein strahlungsdurchlässiges Matrixmaterial und einen in das Mat ^¬ rixmaterial eingebrachten Leuchtstoff. Das Matrixmaterial be- stimmt die mechanischen Eigenschaften des Lumineszenzkonversionselements. Als Matrixmaterial kommt insbesondere ein strahlungsstabiles und transparentes Material in Betracht. Für eine Primärstrahlung im sichtbaren Bereicht (Licht) kommt beispielsweise Silikon in Betracht. Das Matrixmaterial kann eine folienartige, flexible Schicht sein. Es ist beispiels ^¬ weise auch ein thermoplastischer oder duroplastischer Kunst- Stoff. Das Matrixmaterial kann durch ein Trägerelement ge ^¬ stützt oder selbsttragend ausgeführt sein. Üblicherweise wird der Brechungsindex des Matrixmaterials derart gewählt, dass nach einem Anbringen des Lumineszenzkonversionselements auf dem Halbleiterchip keine unerwünschten Streueffekte entste- hen. Dabei wird beispielsweise der Brechungsindex des Halb ^¬ leitermaterials oder einer evtl. vorgesehenen Ankopplungs- schicht berücksichtigt.

[00014] Ein in dem Matrixmaterial eingebrachter Leuchtstoff absorbiert zumindest einen Teil der Primärstrahlung und emit- tiert Sekundärstrahlung in einem anderen Wellenlängenbereich. Als Leuchtstoffe werden beispielsweise anorganische Leucht ^¬ stoffe verwendet, wie beispielsweise mit seltenen Erden do ^¬ tierte Granate. Es können ebenso organische Leuchtstoffe, wie Perylen, oder Mischungen aus unterschiedlichen Leuchtstoffen verwendet werden. Eine Vielzahl möglicher Leuchtstoffe ist aus dem Dokument [2] bekannt, dessen Offenbarung hiermit durch Rückbezug in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.

[00015] Das Lumineszenzkonversionselement kann als flaches Plättchen ausgestaltet sein. Es kann eine Folie sein. Die Austrittsoberfläche des Lumineszenzkonversionselements kann flach gestaltet sein. Ebenso ist es möglich, dass das Lumi ^¬ neszenzkonversionselement eine geeignete Austrittsoberfläche aufweist, um eine gewünschte Lichtauskopplung zu erzielen. Dazu kann das Lumineszenzkonversionselement beispielsweise linsenförmig, bspw. mit einer konvex gekrümmten Austrittsoberfläche, gestaltet sein. Ebenso ist es möglich, dass das Lumineszenzkonversionselement eine glatte oder alternativ ei ^¬ ne geeignet aufgraute Austrittsoberfläche aufweist.

[00016] Es ist ein Grundgedanke verschiedener Ausführungs ^¬ formen, dass ein Lumineszenzkonversionselement auf einen Halbleiterchip aufgebracht wird, der bereits mit einem Kon- taktanschluss versehen ist. Das Aufbringen des Lumineszenzkonversionselements erfolgt, bevor der Halbleiterchip, bspw. mittels eines Bonddrahts, kontaktiert und in einem Gehäuse verkapselt wird. Damit ist insbesondere ein Vertrieb von wei- ßen, ungehäusten Halbleiterchips möglich. Zusätzlich können so Halbleiterchips bereitgestellt werden, die mittels eines Wafer Level Package (WLP) gehäust sind. Beim WLP werden mög ^¬ lichst viele Schritte der Kontaktierung und der Häusung schon auf Wafer-Ebene, also vor der Vereinzelung, durchgeführt. Es entsteht ein Halbleiterbauteil, das nur unwesentlich größer ist als der Halbleiterchip.

[00017] Das Lumineszenzkonversionselement kann dabei ge ^¬ trennt von dem Halbleiterchip als einzelnes Element herge ^¬ stellt werden. Es wird nachträglich auf die aktive Seite des Halbleiterchips aufgebracht und mittels des Ankopplungsele- ment fixiert. Damit ist es möglich, durch die bereits vorge ^¬ sehenen Kontaktanschlüsse das Spektrum der Primärstrahlung zu bestimmen und anschließend ein geeignet ausgewähltes Lumines ^¬ zenzkonversionselement auf die aktive Seite des Halbleiter- chips aufzubringen. Die Wahl des Lumineszenzkonversionsele ^¬ ments kann dabei derart getroffen werden, dass ein bestimmter Anteil oder ein bestimmtes Spektrum der Sekundärstrahlung im Lumineszenzkonversionselement erzeugt wird, so dass das sich überlagernde Spektrum der transmittierten Primärstrahlung und der erzeugten Sekundärstrahlung einem gewünschten Emissionsspektrum entspricht. Dadurch wird es möglich ein optoelektro- nisches Halbleiterbauteil mit einem angestrebten Farbort her ^¬ zustellen .

[00018] In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Kontaktanschlusses freigelegt. Das Freilegen erfolgt bei- spielsweise durch Laserablation oder durch einen photolithographischen Prozess. Das nachträgliche Freilegen des Kontakt ^¬ anschlusses erlaubt ein einfaches Aufbringen des Lumineszen ^¬ zelements. Insbesondere kann das Verfahren dabei derart durchgeführt werden, dass bei dem Aufbringen des Ankopplungs- element und des Lumineszenzelement nicht notwendig auf ein Freibleiben des Kontaktanschlusses geachtet werden muss.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[00019] Verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsge ^¬ mäßen Lösung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren geben die erste (n) Ziffer (n) eines Bezugszeichens die Figur an, in denen das Bezugzeichen zuerst verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren verwendet.

[00020] Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf einen Waferverbund mit optoelektronischen Halblei ^¬ terbauelernenten;

Fig. 2a bis 2e eine schematische Darstellung von Verfahrensschritten bei einem Herstellen eines optoe- lektronischen Halbleiterbauteils anhand eines Aus ^¬ schnitts durch den in Fig. 1 gezeigten Waferverbund entlang einer Schnittachse A-A; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optoelektronischen Halbleiterbauteils;

Fig. 4a bis 4e eine schematische Darstellung von Verfahrensschritten bei einem Herstellen eines optoe- lektronischen Halbleiterbauteils anhand eines Aus ^¬ schnitts durch den in Fig. 1 gezeigten Waferverbund entlang einer Schnittachse A-A;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines

Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels von

Verfahrensschritten beim Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Ausführungsbei- spiels von Verfahrensschritten beim Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils.

[00021] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf einen Waferverbund 100 mit optoelektronischen Halbleiterchips. Der Waferverbund 100 kann ein Halbleiterwa- fer sein. Der Halbleiterwafer beinhaltet ein Halbleitermaterial, wie beispielsweise Silizium. Bei der Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils werden anstelle eines Siliziumsubstrats in der Regel III-V Verbindungshalbleiter verwendet, bspw. Galliumnitrid oder Indiumnitrid, die bei- spielsweise epitaktisch auf ein SiC-Substrat aufgewachsen sind. Bei der Prozessierung des Halbleiterwafers wird eine Halbleiterschichtfolge mit einer Strahlungsemittierenden aktiven Zone hergestellt. Die aktive Zone weist dabei bei ^¬ spielsweise einen Strahlungserzeugenden pn-Übergang oder eine Strahlungserzeugende Einfach- oder Mehrfach-Quantenstruktur auf. Die vielfachen Strukturen und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher nicht erläutert werden. Die bei Anlegen einer elektrischen Spannung in der aktiven Zone erzeugte Strahlung wird über eine aktive Seite des Halbleiterchips ausgestrahlt. Die aktive Seite ist in der Aufsicht des Waferverbunds 100 dargestellt .

[00022] Der Waferverbund 100 kann ebenfalls ein Kunstwafer sein. Ein Kunstwafer wird aus vereinzelten Halbleiterchips erzeugt. Dazu können die Halbleiterchips auf einen gemeinsa ^¬ men Träger aufgebracht werden und anschließend, beispielswei ^¬ se mit einer Vergussmasse, auf diesem fixiert werden. Es ist ebenso möglich, dass der Kunstwafer eine Vielzahl von Aufnehmungen aufweist, in die die einzelnen Halbleiterchips mit der aktiven Seite nach oben eingebracht sind. Die Halbleiterchips in dem Kunstwafer stehen für eine weitere Prozessierung zur Verfügung .

[00023] Der Waferverbund 100 weist ein Chipraster auf, in dem ein erstes Halbleiterchip 102 und ein zweites Halbleiter- chip 104 enthalten sind. Auf den Halbleiterchips sind die ak ^¬ tiven Seiten dargestellt. Auf diesen sind die jeweiligen vorderseitigen Kontaktflächen aufgebracht. So weist in der Darstellung der erste Halbleiterchip 102 auf seiner aktiven Seite einen Stromverteilungsanschluss 106 und einen Kontaktan- schluss 108 auf. Der Stromverteileranschluss 106 dient dazu, einen zugeführten elektrischen Strom über die aktive Seite in die aktive Zone einzuspeisen. Der Kontaktanschluss 108, der elektrisch leitend mit dem Stromverteilungsanschluss verbun ^¬ den ist, dient zu einer Kontaktierung mit einer Anschluss- elektrode, beispielsweise über einen Bonddraht und einem Lei ^¬ terrahmen (leadframe) . [00024] Auf die in dem Chipraster angeordneten Halbleiterchips wird nachfolgend ein Lumineszenzkonversionselement auf ^¬ gebracht. Das Aufbringen wird nachfolgend anhand zweier Aus ^¬ führungsbeispiele näher beschrieben.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DES VERFAHRENS ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAU TEILS [00025] Fig. 2a bis Fig. 2e zeigen eine schematische Dar ^¬ stellung von Verfahrensschritten bei einem Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils anhand eines Aus ^¬ schnitts durch den in Fig. 1 gezeigten Waferverbund entlang einer Schnittachse A-A. [00026] Fig.2a zeigt einen Querschnitt eines prozessierten Halbleiterwafers 200 mit einer Vielzahl an Halbleiterchips. Exemplarisch ist ein Halbleiterchip 202, bzw. ein Halbleiter- plättchen, gekennzeichnet (gestrichelt dargestellt) . Es weist eine aktive Seite 204 auf und ist durch einen Sägegraben 206 von einem links benachbarten Halbleiterchip getrennt. Der Sägegraben 206 ist ein Randbereich zwischen zwei Halbleiterchips. Der so definierte Abstand ergibt sich, da bei einem Auseinandersägen des Halbleiterwafers 200 ein Streifen wegge ^¬ sägt wird. Ebenfalls sind die Querschnitte des Stromvertei- leranschlusses 106 und des Kontaktanschlusses 108 auf der

Oberseite, d. h. der Lichtaustrittsseite bzw. aktiven Seite, des Halbleiterchips 202 dargestellt. Die einzelnen Halblei ^¬ terchips können so bereits elektrisch kontaktiert und auf ih ^¬ re spektralen Eigenschaften ausgemessen werden. [00027] Nach dem Bereitstellen eines Halbleiterchips in dem Halbleiterwafer 200 wird auf der aktiven Seite der Halbleiterchips ein Ankopplungselement in Form einer Ankopplungs- Schicht 208 aufgebracht, wie in Fig. 2b dargestellt. Die An- kopplungsschicht 208 bedeckt zumindest Teile der Oberfläche des Halbleiterwafers 200. Ebenso wäre es möglich, die Ankopp- lungsschicht 208 in Form von einzelnen Plättchen oder Tropfen auf einen jeweiligen Halbleitechip aufzubringen.

[00028] In einem anschließenden in der Fig. 2c dargestellten Verfahrenschritt werden auf die aktiven Seiten der Halb ^¬ leiterchips Lumineszenzkonversionselemente aufgebracht.

[00029] Dabei wird auf den Halbleiterchip 202 ein vorsor- tiertes Lumineszenzkonversionselement 210 aufgebracht. Das Lumineszenzkonversionselement 210 ist derart sortiert, dass für den Halbleiterchip 202 eine gewünschte spektrale Eigenschaft, beispielsweise ein bestimmter Farbort nach dem CIE- System, für die später emittierte Strahlung erzielt wird. Nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionselements 210 wird dasselbe auf dem Halbleiterchip 202 fixiert. Dazu kann beispielsweise die Ankopplungsschicht ausgehärtet werden. Dies geschieht beispielsweise unter Anwendung von Wärme und/oder Strahlung. [00030] In einem weiteren in der Fig. 2d dargestellten Verfahrensschritt wird der Kontaktanschluss 108 des Halbleiter ^¬ chips freigelegt. Dies kann, wie in der Figur schematisch angedeutet, mit Hilfe von Laserablation erzielt werden. Unter Laserablation wird das Abtragen von Material von einer Ober- fläche durch Beschuss mit gepulster Laserstrahlung verstanden. Dazu wird eine Laserquelle 212 bereitgestellt, aus der gepulste Laserstrahlung auf denjenigen Bereich des Lumineszenzkonversionselements 210 abgestrahlt wird, der den Kon ^¬ taktanschluss 108 bedeckt. Als mögliche Laserquellen kommen dabei Kohlendioxid- oder UV-Laser in Betracht. [00031] Durch die Laserablation wird das Material des Lumi ^¬ neszenzkonversionselements 210 und der Ankopplungsschicht 208 durch Verdampfen über den Kontaktanschluss 108 abgetragen. Um entstehende Verunreinigungen oder Rückstände des Lumineszenz- konversionselementmaterials auf dem Kontaktanschluss 108 zu beseitigen, können Reinigungsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise mittels einer Wasserhochdruckreinigung

und/oder eines O2 - CF/j-Reinigungsplasmas .

[00032] Es sind ebenso andere Möglichkeiten zum Freilegen des Kontaktanschluss möglich. Beispielsweise können die An ^¬ kopplungsschicht 208 und das Matrixmaterial des Lumineszenz ^¬ konversionselements 210 aus photostrukurierbaren Materialien bestehen. Damit ist es möglich, den Kontaktanschluss 108 durch einen photolithographischen Prozess freizulegen.

[00033] Nach dem Freilegen des Kontaktanschlusses 108 wird das Halbleiterbauelement 200 in einem in der Fig. 2e darge ^¬ stellten Verfahrensschritt vereinzelt. Dazu wird der Halblei- terwafer 200 entlang von Sägelinien 214 in den Sägegraben zersägt. Es sind ebenso andere Vereinzelungsverfahren, wie Lasertrennung, möglich. Nach dem Vereinzeln entsteht ein vereinzelter optoelektronisches Halbleiterchip 216. Der vereinzelte Halbleiterchip 216 verfügt über einen verbindbaren Kontaktanschluss 108, so dass er vor einem Einbringen in ein Ge ^¬ häuse bspw. auf eine Farbtemperatur des emittierten Spektrums getestet werden kann. Es ist möglich, dass der vereinzelte Halbleiterchip mit einem anderen Halbleiterchip in ein gemeinsames Gehäuse, als Multi-LED-Modul , eingebracht wird.

[00034] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optoelektronischen Halbleiterbauteils. Dabei ist ein vereinzeltes Halbleiterchip 216 auf einem Trä ^¬ ger 300 aufgebracht. Der vereinzelte Halbleiterchip 216 ist mit einem Lumineszenzkonversionselement 210 bedeckt. Das Lu ^¬ mineszenzkonversionselement 210 ist mittels einer Ankopp- lungsschicht 208 auf einer aktiven Seite des vereinzelten Halbleiterchips 216 fixiert. Ein Kontaktanschluss 108 des vereinzelten Halbleiterchips 216 ist freigelegt. Der Kontakt ^¬ anschluss 108 ist über einen Bonddraht 302 mit dem Träger 300 verbunden. Auf dem Träger 300 ist ein Reflektor 304 aufgebracht, der den vereinzelte Halbleiterchip 216 umfasst. In einer Aussparung des Reflektors 304 ist eine Vergussmasse 306 eingebracht, die den vereinzelte Halbleiterchip 216 und den Bonddraht 302 umschließt.

[00035] Der Träger 300 kann je nach Wahl des Gehäuses ein Leiterrahmen (leadframe) oder ein Substrat sein. Er dient beispielsweise zur mechanischen Stabilisierung des optoe- lektronischen Halbleiterbauteils und/oder zur elektrischen Verbindung des vereinzelten Halbleiterchips 216 mit äußeren elektrischen Kontakten.

[00036] Der Reflektor 304 dient zur Auskopplung von einer von dem vereinzelten Halbleiterchip 216 emittierten Strah- lung. Er kann glatte Innenflächen aufweisen. Es ist ebenso möglich, dass die Innenflächen strukturiert sind, beispiels ^¬ weise um eine bessere Abstrahlleistung des optoelektronischen Halbleiterbauteils zu erzielen. Die seitlichen Innenflächen können senkrecht in dem Reflektor 304 gebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass die seitlichen Innenflächen schräg ausgebildet sind, beispielsweise in dem sie derart gebildet sind, dass sich die Aussparung hin zur Öffnung verbreitet. Die so gebildeten Ausformschrägen haben typischerweise einen Winkel von mehr als 4° abweichend von der Senkrechten zum Träger 300. Damit wird ebenfalls die Abstrahlleitung des op ^¬ toelektronischen Halbleiterbauteils verbessert. [00037] Die Vergussmasse 306 ist üblicherweise ein transpa ^¬ rentes Material. Als Vergussmasse 306 kann z.B. ein transpa ^¬ rentes Material verwendet sein, das UV-initiiert oder Licht ^¬ initiiert kationisch härtende Eigenschaften besitzt. Für die Vergussmasse 306 kommen beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxydharz in Betracht. Auch Acrylharze, wie PMMA, oder Sili ^¬ konharze können verwendet sein. Die Vergussmasse 306 kann ein Diffusermaterial enthalten, um eine diffuse Strahlungsaus ^¬ kopplung von in den optischen Elementen erzeugter Strahlung zu ermöglichen. Dazu kann die Vergussmasse 306 Diffuserparti ^¬ kel enthalten, die in der Vergussmasse 306 verteilt sind. Sie dienen dazu, auf sie treffende Strahlung, wie Licht, diffus zu streuen. Ebenso kann die Vergussmasse 306 Absorbermateria ^¬ lien enthalten, um die optischen Eigenschaften des optoe- lektronischen Halbleiterbauteils je nach Bedarf zu beeinflus ^¬ sen .

[00038] Fig. 4a bis Fig. 4e zeigen eine schematische Dar ^¬ stellung von Verfahrensschritten bei einem Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils anhand eines Aus- Schnitts durch den in Fig. 1 gezeigten Waferverbund entlang einer Schnittachse A-A. Soweit nicht weitere Angaben gemacht werden, können die nicht dargestellten Verfahrensschritte durch entsprechende Verfahrensschritte des Ausführungsbei ^¬ spiels der Fig. 2a bis Fig. 2e ergänzt oder ersetzt werden. [00039] Es wird zunächst ein prozessierter Halbleiterwafer bereitgestellt, so wie in Fig. 2a dargestellt. Das Ausfüh ^¬ rungsbeispiel der Fig. 4a bis Fig. 4e unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2a bis Fig. 2e dadurch, dass der prozessierte Halbleiterwafer bereits in diesem Verfahren- schritt vereinzelt wird. Es werden somit vereinzelte Halblei ^¬ terchips bereitgestellt. Für jeden Halbleiterchip wird der Farbort bestimmt, der der jeweils der von dem Halbleiterbau- element emittierten Strahlung zuzuordnen ist. Entsprechend des Farborts können die Halbleiterchips sortiert werden.

Ebenso ist es möglich, dass die Halbleiterchips nach anderen Kriterien, wie beispielsweise der Peakwellenlänge des Spekt- rums der Primärstrahlung sortiert werden.

[00040] Fig. 4a zeigt einen Kunstwafer 400. Der Kunstwafer 400 weist eine Aufnehmung 402 auf, in die ein prozessierter und vereinzelter Halbleiterchip 404 eingebracht wird. Damit steht der Kunstwafer 400 für eine weitere Prozessierung der eingebrachten Halbleiterchips bereit. Der Kunstwafer umfasst eine sortierte Auswahl an Halbleiterchips.

[00041] Alternativ dazu weist der Kunstwafer 400 lediglich Positionen auf, auf die der vereinzelte Halbleiterchip 404 angeordnet wird. Die derart angeordneten Halbleiterchips wer- den anschließend mittels einer Vergussmasse fixiert. Die

Postionen können beispielsweise durch kleinere Aufnehmungen 402 gekennzeichnet sein.

[00042] Der Kunstwafer 400 kann analog der in den Fig. 2b bis Fig. 2d dargestellten Verfahrenschritten weiter verarbei- tet werden. Ebenso ist es möglich, die im folgenden dargestellten Verfahrensschritte der Fig. 4b bis Fig. 4d entspre ^¬ chend auf das Verfahren der Fig. 2a bis Fig. 2e zu übertra ^¬ gen .

[00043] In einem in der Fig. 4b dargestellten Verfahrens- schritt wird auf den Kontaktanschluss 108 ein Lötkügelchen 402 (bumps) aufgebracht. Dieses kann aus einem Metall, wie Gold oder einer Legierung, wie bspw. einer Zinnlegierung bestehen. Damit wird eine spätere elektrische Kontaktierung vereinfacht. Anschließend wird in einem in der Fig. 4c darge- stellten Verfahrensschritt eine Ankopplungsschicht 208 aufge ^¬ bracht. Die Ankopplungsschicht 208 ist dabei derart dünn auf- getragen, dass die Lötkügelchen 402 aus ihr hervorragen.

Ebenso wäre es möglich, die Ankopplungsschicht 208 in Form von einzelnen Plättchen oder Tropfen auf den Halbleiterchip 404 aufzubringen. Im Ergebnis ist das Lötkügelchen 402 nicht oder nur unwesentlich von der Ankopplungsschicht 208 bedeckt. Um das Lötkügelchen 402 nach dem Anbringen der Ankopplungsschicht 208 nur ein wenig von der so gebildeten Bauteiloberfläche herausragen zu lassen, kann in einem nachfolgenden Prozessschritt das Lötkügelchen 402 auf ein passende Dicke geschliffen werden.

[00044] Nach dem Aufbringen der Ankopplungsschicht 208 wird auf den Halbleiterchip 404 ein dem Farbort entsprechendes Lu ^¬ mineszenzkonversionselement 210 aufgebracht. Durch die An ^¬ kopplungsschicht 208 wird das Lumineszenzkonversionselement 210 an dem Halbleiterchip 404 analog zu dem Verfahrenschritt der Fig. 2c befestigt. Dieser Vorgang ist schematisch in der Fig. 4c dargestellt. Das Lumineszenzkonversionselement 210 weist dabei bevorzugterweise eine Öffnung auf, die das Lötkü ^¬ gelchen 402 freilässt, wenn das Lumineszenzkonversionselement 210 aufgebracht ist.

[00045] Anschließend kann der vereinzelter Halbleiterchip 404 aus der Aussparung 402 des Kunstwafers 400 entnommen und weiterverarbeitet werden. Dieser Verfahrenschritt ist schema ^¬ tisch in der Fig. 4e dargestellt. Nach einem elektrischen Kontaktieren und einem Einbringen in ein Gehäuse ist der

Halbleiterchip 404 beispielhaft Teil eines in der Fig. 3 dargestellten optoelektronischen Halbleiterbauteils.

[00046] Die Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoe- lektronischen Halbleiterbauteils. [00047] In einem ersten Schritt 500 wird ein Halbleiterchip mit einer aktiven Seite zum Emittieren einer Primärstrahlung und einem auf der aktiven Seite angeordneten Kontaktanschluss bereitgestellt. Der Halbleiterchip kann Teil eines prozes- sierten Halbleiterwafers sein. Ebenso ist es möglich, dass ein bereits vereinzelter Halbleiterchip in einem Kunstwafer eingebracht ist oder einzeln verarbeitet wird.

[00048] In einem zweiten Schritt 502 wird auf der aktiven Seite ein Ankopplungselement aufgebracht. Dies kann bei- spielsweise durch das Aufbringen einer Ankopplungsschicht er ^¬ folgen. Ebenso können andere Mittel zum Ankoppeln eines Lumineszenzkonversionselements vorgesehen werden.

[00049] In einem dritten Schritt 504 wird ein Lumineszenzkonversionselement zum Wandeln eines Teils der Primärstrah- lung in eine Sekundärstrahlung angebracht. Dabei wird das Lu ^¬ mineszenzkonversionselement auf der aktiven Seite des Halb ^¬ leiterchips angeordnet. Es wird auf dieser mittels des An- kopplungselements fixiert.

[00050] Anschließend wird in einem Schritt 506 der Kontakt- anschluss freigelegt. Vor oder nach dem Freilegen kann zudem ein Verfahrenschritt der Nachbehandlung erfolgen, in dem das Lumineszenzelement und/oder das Ankopplungselement zur Stabi ^¬ lisierung ausgehärtet bzw. verfestigt werden.

[00051] Durch dieses Herstellungsverfahren ist ein Halblei- terbauteil bereitgestellt, das bei Anlegen einer elektrischen Spannung sowohl im Bereich der Primärstrahlung als auch im Bereich der Sekundärstrahlung Strahlung emittiert. In einem weiteren, optionalen Schritt kann das emittierte Gesamtspekt ^¬ rum überprüft werden. Es steht zudem das Halbleiterbauelement ohne Gehäuse und somit für eine Vielzahl unterschiedlichster Anwendungen zur Verfügung. [00052] Die Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels von Verfahrensschritten beim Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils .

[00053] Dabei wird in einen ersten Verfahrensschritt 600 der jeweilige Farbort von optoelektronischen Halbleiterchips ermittelt, die zusammen einen Halbleiterwafer bilden. Nach der Ermittlung der Farborte kann in einem zweiten Verfahrenschritt 602 aufgrund dieser Information zusammen mit der Lage des dazugehörigen Halbleiterchips im Halbleiterwafer ein Wa- fermap mit Farborten der Halbleiterchips erstellt werden. Der Wafermap ist kann beispielsweise als Liste geführt sein, in der die ermittelten Daten und die Beziehung zwischen den ermittelten Daten abgelegt ist.

[00054] Mittels des Wafermaps ist es möglich, jedem der Halbleiterchips ein entsprechendes Lumineszenzkonversionsele ^¬ ment zuzuordnen, um eine erstrebte Strahlungseigenschaft des Halbleiterbauteils zu erzielen. Die Zuordnung des Lumines ^¬ zenzkonversionselements zu einem Halbleiterchip erfolgt in einem dritten Verfahrensschritt 604. Anschließend wird das zugeordnete Lumineszenzkonversionselement in einem Verfah ^¬ rensschritt 606 auf den entsprechenden Halbleiterchip aufgebracht .

[00055] Die Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels von Verfahrensschritten beim Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils.

[00056] In einem ersten Verfahrensschritt 700 werden die Halbleiterchips vereinzelt. Vor oder nach der Vereinzelung wird für jeden Halbleiterchip der Farborte der Primärstrahlung bestimmt. Es können auch andere physikalische Eigen- schaffen, beispielsweise die Peakwellenlänge der Primärstrah ^¬ lung bestimmt werden. Anschließend werden die vereinzelten Halbleiterchips entsprechend der physikalischen Eigenschaften in einem zweiten Verfahrenschritt 702 sortiert. Dabei kann beispielsweise jeweils eine Gruppe von Halbleiterchips zusam ^¬ mengestellt werden, die innerhalb gewisser Toleranzen ähnli- che physikalische Eigenschaften, beispielsweise einen ähnli ^¬ chen Farbort der Primärstrahlung, aufweisen.

[00057] Die sortierten Halbleiterchips werden in einem dritten Verfahrensschritt 704 in einem Kunstwafer angeordnet. Bevorzugterweise werden in einem Kunstwafer Halbleiterchips einer zusammengestellten Gruppe angeordnet, so dass anschlie ^¬ ßend eine gemeinsame Weiterprozessierung erfolgen kann, ohne dass Variationen der Halbleiterchips berücksichtigt werden müssen .

[00058] In einem vierten Verfahrensschritt 706 werden Lumi- neszenzkonversionselemente einem bestimmten Farbort, bzw. ei ^¬ ner bestimmten Gruppe von Halbleiterchips zugeordnet und in einem fünften Verfahrenschritt 708 auf letztere aufgebracht.

[00059] Es ist es möglich, dass das Lumineszenzkonversionselement eine derartige Größe aufweist, dass es sich über mehrere Halbleiterchips erstreckt. Dies ist besonders vor ^¬ teilhaft, wenn der Halbleiterwafer oder ein Waferverbund Domänen von Halbleiterchips aufweist, deren Farborte innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegen. Dementsprechend kann ein Lumineszenzkonversionselement einer Domäne zugeordnet und auf die Halbleiterchips der Domäne aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft ist diese Variante bei einem Kunstwafer, in dem Halbleiterchips nach ihrem Farbort sortiert angeordnet sind. Ein einzelnes Lumineszenzkonversionselement bedeckt zunächst eine Vielzahl von Halbleiterchips und wird an diesen mittels des Ankopplungsmittels fixiert. In einem anschließend Schritt wird das Lumineszenzkonversionselement auf jedem Halbleiter- chip, bspw. mittels einer Lasertrennung, zugeschnitten. Dies kann beispielsweise in einem Verfahrenschritt mit dem Verein ^¬ zeln der Halbleiterchips erfolgen. Es erfolgt in einer ande ^¬ ren Ausführungsform vor einem Vereinzeln der Halbleiterchips. [00060] In Hinblick auf die beschriebenen Verfahren ist es möglich, dass die Verfahrenschritte der Fig. 6 in Zusammenhang mit der Ausführungsform des in den Fig. 2a bis Fig. 2e beschriebenen Verfahrens und die Verfahrenschritte der Fig. 7 in Zusammenhang mit der Ausführungsform des in den Fig. 4a bis Fig. 4e beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden kön ^¬ nen. Es ist jedoch auch möglich, alle Verfahrensschritte nach Belieben zu kombinieren, soweit dies durch vorhergehende Verfahrenschritte ermöglich ist. So kann beispielsweise das in Fig. 6 beschriebene Verfahren in Zusammenhang mit dem Anbrin- gen von Lotkügelchen ausgeführt werde, wie es in Bezug auf die Fig. 4b bis Fig. 4d beschrieben wurde.

ABSCHLIESSENDE FESTSTELLUNG

[00061] Das optoelektronische Halbleiterbauteil und das Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils wurden zur Veranschaulichung des zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben.

Die Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte Merk ^¬ malskombinationen beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen be- schrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre reali- siert bleibt. [00062] Auch wenn die Schritte des Verfahrens zum Herstel ^¬ len eines optoelektronischen Halbleiterbauteils in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, so ist es selbstverständlich, dass jedes der in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren in jeder anderen, sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden kann, wobei auch Verfahrensschritte ausgelassen oder hinzugefügt werden können, soweit nicht von dem Grundge ^¬ danken der beschriebenen technischen Lehre abgewichen wird.

L I TERATUR

[00063] In diesem Dokument sind die folgenden Veröffentl chungen zitiert:

[1] WO 97/50132, und

[2] WO 98/12757 AI.

BEZUGSZEICHENLISTE

Waferverbund 100

Erster Halbleiterchip 102

Zweiter Halbleiterchip 104 Stromverteilungsanschluss 106

Kontaktanschluss 108

Halbleiterwafer 200

Halbleiterchip 202

Aktive Seite 204 Sägegraben 206

Ankopplungsschicht 208

Lumines zenzkonversionselernent 210

Laserstrahlquelle 212

Sägelinie 214 Vereinzelter Halbleiterchip 216

Leiterrahmen 300

Bonddraht 302

Reflektor 304

Vergussmasse 306 Kunstwafer 400

Aufnehmung 402

Vereinzelter Halbleiterchip 404