Verfahren zum Aufbringen eines Materials auf einer Oberfläche

Es wird ein Verfahren zum Aufbringen eines Materials auf einer Oberfläche angegeben.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 116 076.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Zumindest eine Aufgabe bestimmter Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zum Aufbringen eines Materials auf einer

Oberfläche anzugeben, bei dem Masken verwendet werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen

Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der

nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Bei einem Verfahren gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Oberfläche bereitgestellt, auf der ein erstes

Material aufgebracht wird. Die Oberfläche weist eine Mehrzahl von voneinander getrennten Beschichtungsbereichen auf, wobei das erste Material auf der Oberfläche in der Mehrzahl von voneinander getrennten Beschichtungsbereichen aufgebracht wird. Als Beschichtungsbereiche werden hier und im Folgenden diejenigen Bereiche der bereitgestellten Oberfläche

bezeichnet, auf denen das erste Material aufgebracht werden soll. Nach dem Aufbringen bildet das erste Material somit auf der Oberfläche voneinander getrennte Bereiche, die in den Beschichtungsbereichen angeordnet sind. Die durch das erste Material gebildeten Elemente können eine beliebige Form aufweisen. Beispielsweise können die Elemente, die durch das erste Material gebildet werden, bei einer Aufsicht auf die Oberfläche einen quadratischen, rechteckigen, kreisförmigen, elliptischen oder einen anderen polygonalen oder runden

Querschnitt oder eine Kombination daraus aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in einem ersten Verfahrensschritt die Oberfläche mit den

Beschichtungsbereichen bereitgestellt. Die Oberfläche kann beispielsweise vollständig eben ausgebildet sein. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass die Oberfläche

Oberflächenstrukturen wie beispielsweise Vertiefungen oder Gräben aufweist, die in die Oberfläche hineinragen und die neben den Beschichtungsbereichen angeordnet sind.

Beispielsweise kann sich zwischen jeweils zwei benachbarten Beschichtungsbereichen eine Vertiefung und/oder ein Graben befinden .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Bereitstellung der Oberfläche mit den Beschichtungsbereichen ein Verbund einer Mehrzahl von elektronischen Halbleiterchips

bereitgestellt. Der Verbund weist die mit dem ersten Material zu beschichtende Oberfläche auf. Die Beschichtungsbereiche können insbesondere Oberflächenbereiche der Halbleiterchips sein. Insbesondere kann es sich um einen Verbund einer

Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterchips handeln. Die Beschichtungsbereiche werden in diesem Fall durch

Lichtauskoppelflächen der Halbleiterchips oder zumindest Teile davon gebildet.

Bei dem Verbund kann es sich beispielsweise um einen Wafer mit einer epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge handeln. Das kann insbesondere bedeuten, dass ein

Aufwachssubstrat in Form eines Aufwachssubstratwafers

bereitgestellt wird, auf dem die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch aufgewachsen wird. Weiterhin ist es auch möglich, dass eine epitaktisch auf einem Aufwachssubstratwafer

aufgewachsene Halbleiterschichtenfolge auf einen Trägerwafer übertragen wird und der Aufwachssubstratwafer zumindest teilweise entfernt wird, so dass der Trägerwafer zusammen mit der aufgebrachten Halbleiterschichtenfolge den Verbund bilden kann. In einem solchen Verbund können durch einen späteren Vereinzelungsprozess herstellbare elektronische

Halbleiterchips, besonders bevorzugt Licht emittierende

Halbleiterchips, zusammenhängend für das hier beschriebene Verfahren bereitgestellt werden. Im Falle von Licht

emittierenden Halbleiterchips sind die Lichtauskoppelflächen diejenigen Flächenbereiche, über die im späteren Betrieb der Licht emittierenden Halbleiterchips jeweils Licht abgestrahlt wird .

Weiterhin ist es auch möglich, dass der Verbund durch einen Kunst-Wafer gebildet wird, der eine Mehrzahl von

elektronischen Halbleiterchips, bevorzugt von Licht

emittierenden Halbleiterchips, aufweist, die in einem durch einen Formkörper gebildeten Rahmen gehalten werden. Das bedeutet mit anderen Worten, dass eine Mehrzahl von

vereinzelten Halbleiterchips bereitgestellt wird, die in einem Formprozess mit dem Formkörper umformt werden und zusammen mit dem Formkörper den Verbund bilden. Die

Oberfläche, auf die das erste Material aufgebracht wird, kann durch zumindest einen Teil einer Oberfläche der

Halbleiterchips und/oder durch zumindest einen Teil einer Oberfläche des Formkörpers gebildet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Verbund nach dem Aufbringen des ersten Materials in eine Mehrzahl von vereinzelten Halbleiterbauelementen zerteilt, die jeweils zumindest einen Halbleiterchip mit einer Beschichtung aus dem ersten Material aufweisen. Insbesondere im Fall, dass der Verbund mit Licht emittierenden Halbleiterchips

bereitgestellt wird, kann der Verbund nach dem Aufbringen des ersten Materials in eine Mehrzahl von vereinzelten Licht emittierenden Halbleiterbauelementen zerteilt werden, die jeweils zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterchip mit einer Beschichtung aus dem ersten Material auf der

Lichtauskoppelfläche aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine erste Maskenschicht auf der Oberfläche mittels eines fotolithografischen Verfahrens hergestellt. Das kann insbesondere bedeuten, dass die erste Maskenschicht durch einen Fotolack gebildet wird. Hierzu kann der Fotolack durch Aufschleudern und/oder durch Laminieren und/oder durch Sprühen oder ein anderes geeignetes Verfahren auf der

Oberfläche großflächig aufgebracht werden. Anschließend kann der Fotolack durch Lichteinwirkung strukturiert werden. Der Fotolack kann hierbei ein positiver oder ein negativer

Fotolack sein, so dass durch eine dem Fachmann bekannte

Bestrahlung mit Licht, eine Entwicklung des Fotolacks und eine Ablösung von Teilen des Fotolacks in der Fotolackschicht eine Mehrzahl von ersten Öffnungen ausgebildet werden, die über den Beschichtungsbereichen angeordnet sind. Dadurch weist die erste Maskenschicht nach der Herstellung eine

Mehrzahl von ersten Öffnungen auf, die über den

Beschichtungsbereichen angeordnet sind und die die

Beschichtungsbereiche freilegen, wobei die Form der ersten Öffnungen in der ersten Maskenschicht der Form der später durch das erste Material gebildeten Elemente auf der

Oberfläche entspricht. Insbesondere kann die erste

Maskenschicht unmittelbar und direkt auf der Oberfläche hergestellt werden. Das bedeutet mit anderen Worten, dass eine Fotolackschicht direkt großflächig auf der Oberfläche aufgebracht wird und anschließend zur Ausbildung der ersten Öffnungen über den Beschichtungsbereichen strukturiert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erste

Maskenschicht eine Dicke auf, die größer als die Dicke des ersten Materials ist, das in den Beschichtungsbereichen auf der Oberfläche aufgebracht wird. Entsprechend weist das erste Material nach dem Aufbringen eine Dicke auf, die kleiner als die Dicke der ersten Maskenschicht ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine selbsttragende zweite Maskenschicht bereitgestellt. Die selbsttragende zweite Maskenschicht kann auch als sogenannte mechanische Maske bezeichnet werden. Selbsttragend bedeutet hierbei insbesondere, dass die zweite Maskenschicht nicht auf der Oberfläche beziehungsweise auf der ersten Maskenschicht hergestellt wird, sondern unabhängig von der Oberfläche und der ersten Maskenschicht als separates Element hergestellt und bereitgestellt wird. Die selbsttragende zweite

Maskenschicht wird anschließend auf der ersten Maskenschicht durch Auflegen aufgebracht. Insbesondere kann die zweite Maskenschicht unmittelbar auf der ersten Maskenschicht aufgebracht werden. Die zweite Maskenschicht weist eine

Mehrzahl von zweiten Öffnungen auf, die nach dem Aufbringen der zweiten Maskenschicht auf der ersten Maskenschicht über den ersten Öffnungen der ersten Maskenschicht angeordnet sind. Insbesondere können die zweiten Öffnungen kleiner als die ersten Öffnungen sein. Das bedeutet, dass die zweiten Öffnungen eine kleinere Größe, das heißt eine kleinere

Querschnittsfläche, als die ersten Öffnungen aufweisen können, wobei nach dem Aufbringen der zweiten Maskenschicht auf der ersten Maskenschicht insbesondere die Ränder der ersten Öffnungen der ersten Maskenschicht durch die zweite Maskenschicht überdeckt sind. Die zweiten Öffnungen der zweiten Maskenschicht können hierbei insbesondere einen umlaufenden Überhang über den ersten Öffnungen der ersten Maskenschicht bilden. Besonders bevorzugt weisen die zweiten Öffnungen der zweiten Maskenschicht eine gleiche

Querschnittsform wie die ersten Öffnungen der ersten

Maskenschicht auf, die jedoch in ihren lateralen Ausdehnungen kleiner als die Öffnungen der ersten Maskenschicht sind.

Alternativ hierzu können die zweiten Öffnungen auch eine andere Querschnittsform als die ersten Öffnungen aufweisen. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die zweiten

Öffnungen eine Größe aufweisen, die gleich der Größe der ersten Öffnungen ist. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Querschnittsflächen und -formen der ersten und zweiten Öffnungen gleich sind. Somit können die zweiten Öffnungen der zweiten Maskenschicht eine Größe aufweisen, die kleiner oder gleich einer Größe der ersten Öffnungen ist. Insbesondere wird die zweite Maskenschicht derart auf der ersten

Maskenschicht aufgebracht, dass das Material der ersten

Maskenschicht vollständig durch das Material der zweiten Maskenschicht überdeckt ist, so dass bei einer Aufsicht auf die Oberfläche mit den Maskenschichten durch die Öffnungen der zweiten Maskenschicht die von der Oberfläche abgewandte Oberseite der ersten Maskenschicht nicht erkennbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die zweite

Maskenschicht ein Metall auf oder ist aus einem Metall. Das kann insbesondere bedeuten, dass die zweite Maskenschicht als selbsttragende Metallmaske mit den zweiten Öffnungen

bereitgestellt wird. Alternativ hierzu kann die zweite

Maskenschicht auch aus einem anderen stabilen,

selbsttragenden Material hergestellt sein. Weiterhin kann die zweite Maskenschicht auch durch ein wie im Siebdruck übliches Sieb gebildet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird durch die ersten und zweiten Öffnungen der ersten und zweiten Maskenschicht hindurch das erste Material in den Beschichtungsbereichen auf die Oberfläche aufgebracht. Insbesondere kann hierzu

beispielsweise ein Sprühverfahren, ein Druckverfahren oder ein Dispens-Verfahren verwendet werden, also ein Verfahren, bei dem das erste Material mittels einer geeigneten

Dosiereinrichtung in die Öffnungen der Maskenschicht

eingefüllt wird und damit auf der Oberfläche in den

voneinander getrennten Beschichtungsbereichen aufgebracht wird .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erste Material ein Kunststoffmaterial auf. Das Kunststoffmaterial kann insbesondere Silikon aufweisen oder daraus sein. Das erste Material kann entsprechend nach dem Aufbringen auf die

Oberfläche voneinander getrennte Kunststoffelemente,

besonders bevorzugt voneinander getrennte Silikon-haltige Elemente, bilden. Weiterhin kann das erste Material auch andere dielektrische Materialien aufweisen, also elektrisch isolierende Materialien, und/oder Materialien, die die

Oberflächenreflektivität erhöhen können wie beispielsweise Titandioxid. Je nach Material des ersten Materials kann dieses nach dem Aufbringen vor oder nach einem Entfernen zumindest einer oder beider Maskenschichten ausgehärtet werden . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erste Material einen Wellenlängenkonversionsstoff auf, der beispielsweise in Form eines Pulvers im Kunststoffmaterial enthalten ist. Das erste Material kann in diesem Fall nach dem Aufbringen auf der Oberfläche voneinander getrennte

Wellenlängenkonversionselemente bilden, die den

Wellenkonversionsstoff im Kunststoffmaterial aufweisen. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann einen oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Granate der Seltenen Erden und der Erdalkalimetalle, beispielsweise YAG:Ce ³⁺ , Nitride, Nitridosilikate, Sione, Sialone, Aluminate, Oxide,

Halophosphate, Orthosilikate, Sulfide, Vanadate und

Chlorosilikate . Weiterhin kann der

Wellenlängenkonversionsstoff zusätzlich oder alternativ ein organisches Material umfassen, das aus einer Gruppe

ausgewählt sein kann, die Perylene, Benzopyrene, Coumarine, Rhodamine und Azo-Farbstoffe umfasst. Das erste Material kann geeignete Mischungen und/oder Kombinationen der genannten Wellenlängenkonversionsstoffe aufweisen .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Aufbringen des ersten Materials auf der Oberfläche die zweite

Maskenschicht entfernt. Dies kann durch einfaches Abheben der zweiten Maskenschicht erfolgen, da diese selbsttragend ausgebildet ist und daher nicht durch ein chemisches oder entsprechendes anderes Verfahren entfernt werden muss.

Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt wird nach dem

Aufbringen des ersten Materials auf der Oberfläche die erste Maskenschicht entfernt. Insbesondere kann die erste

Maskenschicht nach dem Entfernen der zweiten Maskenschicht entfernt werden. Das Entfernen der ersten Maskenschicht kann beispielsweise chemisch unter Verwendung geeigneter

Lösungsmittel erfolgen. Dadurch, dass während des Aufbringens des ersten Materials die erste Maskenschicht durch die zweite Maskenschicht überdeckt ist, kann erreicht werden, dass die erste Maskenschicht frei vom ersten Material bleibt, so dass diese nach dem Entfernen der zweiten Maskenschicht freiliegt und so unabhängig vom ersten Material durch ein geeignetes Verfahren entfernt werden kann. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die erste Maskenschicht nur teilweise oder gar nicht entfernt wird und neben dem ersten Material zumindest teilweise auf der Oberfläche verbleibt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Entfernen der ersten und zweiten Maskenschicht, insbesondere nach einem vollständigen Entfernen der ersten und zweiten Maskenschicht, ein zweites Material auf Bereichen der Oberfläche

aufgebracht, die vom ersten Material nicht bedeckt sind. Das zweite Material kann besonders bevorzugt verschieden vom ersten Material sein. Beispielsweise kann das zweite Material ein reflektierendes Material wie etwa T1O ₂ aufweisen. Das reflektierende Material kann beispielsweise in Form von entsprechenden Partikeln in einem Kunststoffmaterial

enthalten sein. Die Reihenfolge der aufgebrachten Schichten und Materialien kann auch vertauscht werden. Es kann somit auch möglich sein, vor dem Aufbringen einer strukturierten Wellenlängenkonversionsschicht eine strukturierte Schicht aus einem reflektierenden Material aufzubringen, wobei hierbei entsprechend eine erste und zweite Maskenschicht verwendet werden können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das hier

beschriebene Verfahren zur Herstellung von Licht

emittierenden Halbleiterbauelementen verwendet, die jeweils einen Licht emittierenden Halbleiterchip mit einer Beschichtung aus dem ersten Material auf einer

Lichtauskoppelfläche aufweisen. Das erste Material kann hierbei insbesondere einen Wellenlängenkonversionsstoff in einem Kunststoffmaterial wie beispielsweise Silikon aufweisen oder daraus sein. Bei dem Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Halbleiterbauelemente wird insbesondere ein Verbund einer Mehrzahl von Licht emittierenden

Halbleiterchips bereitgestellt, der eine Oberfläche mit voneinander getrennten Beschichtungsbereichen aufweist, die durch Lichtauskoppelflächen der Halbleiterchips gebildet werden. Die Halbleiterchips können dabei bereits vereinzelt im Verbund vorliegen, der in diesem Fall einen Kunst-Wafer bildet, oder noch in Form einer epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge in Waferform bereitgestellt werden. Auf der Oberfläche des Verbunds wird wie vorab beschrieben die erste Maskenschicht hergestellt, wobei die erste

Maskenschicht insbesondere unmittelbar auf der Oberfläche des Verbunds hergestellt werden kann. Darüber wird die

selbsttragende zweite Maskenschicht auf der ersten

Maskenschicht aufgebracht, wobei die zweite Maskenschicht bevorzugt unmittelbar auf der ersten Maskenschicht angeordnet wird. Durch die ersten und zweiten Öffnungen der ersten und zweiten Maskenschichten hindurch wird anschließend das erste Material auf die Oberfläche des Verbunds in den voneinander getrennten Beschichtungsbereichen aufgebracht, wodurch

Wellenlängenkonversionselemente gebildet durch das erste Material auf den Lichtauskoppelflächen der Halbleiterchips gebildet werden. Durch ein anschließendes Vereinzeln des Verbunds mit dem in den getrennten Beschichtungsbereichen aufgebrachten ersten Material wird die Mehrzahl der

vereinzelten Licht emittierenden Halbleiterbauelemente gebildet . Im Vergleich zum hier beschriebenen Verfahren wurden im Stand der Technik bisher entweder Metallmasken benutzt, um ein Gemisch aus einem Wellenlängenkonversionsstoff und einem Kunststoff während eines Aufsprühens oder Aufdruckens lateral zu begrenzen. Beim Dispensen von solchen Materialien mussten durch Unterschnitte gebildete geeignete Kavitäten vorliegen oder geeignete Dämme errichtet werden. Bei dem hier

beschriebenen Verfahren ist es im Gegensatz dazu möglich, die Genauigkeit der lateralen Begrenzung der Abscheidung des ersten Materials dadurch zu verbessern, dass zuerst eine fotolithografisch erzeugte erste Maskenschicht auf der zu beschichtenden Oberfläche erzeugt wird. Bevorzugt ist die Dicke der erste Maskenschicht hierbei größer als die Dicke des später aufgebrachten ersten Materials. Durch Auflegen der zweiten Maskenschicht in Form einer selbsttragenden

Maskenschicht auf die durch den Fotolack gebildete erste Maskenschicht wird deren Oberfläche beim Abscheiden des ersten Materials vor diesem geschützt. Die erste

Maskenschicht wird dabei so ausgebildet, dass die Öffnungen in ihrer Dimension gleich oder bevorzugt etwas größer sind als die Öffnungen der nachfolgend aufgelegten zweiten

Maskenschicht. Dadurch wird nur Material innerhalb der durch die ersten und zweiten Öffnungen der ersten und zweiten

Maskenschicht gebildeten Kavitäten aufgebracht, da die zweiten Öffnungen der zweiten Maskenschicht gleich groß oder bevorzugt kleiner als die ersten Öffnungen der ersten

Maskenschicht sind. Durch den Schutz der Oberfläche der ersten Maskenschicht vor dem ersten Material kann die

Entfernung der ersten Maskenschicht, falls gewünscht, deutlich vereinfacht wenn nicht gar erst ermöglicht werden. Weiterhin können Unterschnitte wie bei herkömmlichen

Metallmasken erforderlich, vermieden werden. Da die Form und die Position des ersten Materials auf der Oberfläche durch die Öffnungen der ersten Maskenschicht definiert wird, die sehr präzise mittels des fotolithografischen Verfahrens auf der Oberfläche hergestellt werden kann, sind die

Anforderungen an die Justagegenauigkeit und die

Maskenöffnungstoleranz für die zweite Maskenschicht deutlich herabgesetzt. Es ist lediglich erforderlich, dass die zweite Maskenschicht die erste Maskenschicht vollständig überdeckt. Dadurch ist bei dem hier beschriebenen Verfahren im Vergleich zum Stand der Technik eine leichtere Herstellung von

voneinander getrennten Bereichen des ersten Materials auf der Oberfläche möglich, da die erforderlichen Toleranzen durch die fotolithografisch hergestellte erste Maskenschicht und nicht durch die danach aufgebrachte zweite Maskenschicht, die beispielsweise eine Metall-Maskenschicht sein kann,

eingehalten werden müssen.

Im Falle von Licht emittierenden Halbleiterbauelementen, die durch das hier beschriebene Verfahren hergestellt werden, kann dadurch eine bessere Farbhomogenität in Bezug auf die einzelnen Halbleiterbauelemente erreicht werden, da das erste Material in Form von Wellenlängenkonversionselementen mit einer großen Präzision auf den Lichtauskoppelflächen der Licht emittierenden Halbleiterchips aufgebracht werden kann. Weiterhin kann sich eine höhere Bauteileffizienz ergeben, falls die Oberflächenreflektivität eines verwendeten

Substrats oder der darauf aufgebrachten Schichten gering ist, da eine Lichtstreuung an teilweise absorbierenden Oberflächen vermieden werden kann. Bereiche zwischen den lateral

eingegrenzten Beschichtungsbereichen, die mit dem ersten Material beschichtet sind, können mit einem zweiten Material, beispielsweise einem hochreflektiven Material, gefüllt werden, um zum einen die Oberflächenreflektivität neben dem ersten Material zu erhöhen und zum anderen die Emission zu sehr großen Winkeln zu unterdrücken. Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und

Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in

Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Ausführungsbeispielen . Es zeigen:

Figuren 1 bis 9 schematische Darstellungen von

Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, und

Figur 10 einen Verfahrensschritt eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

In Verbindung mit den nachfolgenden Figuren wird ein

Verfahren zum Aufbringen eines ersten Materials 5 auf einer Oberfläche 1 in einer Mehrzahl von voneinander getrennten Beschichtungsbereichen 2 beschrieben. Die nachfolgende

Beschreibung bezieht sich hierbei rein beispielhaft auf ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von vereinzelten Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 100, die jeweils einen Licht emittierenden Halbleiterchip 11 mit einer

Beschichtung aus dem ersten Material 5, das ein

Wellenlängenkonversionselement 15 bildet, auf einer

Lichtauskoppelfläche 12 aufweisen.

In Figur 1 ist ein erster Verfahrensschritt gezeigt, in dem eine Oberfläche 1 mit voneinander getrennten

Beschichtungsbereichen 2 bereitgestellt wird. Die zu

beschichtende Oberfläche 1 ist im gezeigten

Ausführungsbeispiel insbesondere eine Oberfläche eines

Verbunds 10 mit einer Mehrzahl von Licht emittierenden

Halbleiterchips 11, wobei die Beschichtungsbereiche 2 durch Lichtauskoppelflächen 12 der Halbleiterchips 11 gebildet sind. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich die

Oberfläche 1 mit den darin enthaltenen Elementen gezeigt.

Der Verbund 10 kann beispielsweise durch einen Wafer mit einer epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge gebildet werden. Die Halbleiterschichtenfolge weist

insbesondere einen aktiven Bereich zur Erzeugung von Licht auf. Besonders bevorzugt kann die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder

Molekularstrahlepitaxie (MBE) auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen werden. Das Aufwachssubstrat kann insbesondere durch einen Aufwachssubstratwafer gebildet sein.

Je nach gewünschter Wellenlänge, die von den fertiggestellten Halbleiterbauelementen abgestrahlt werden soll, kann die Halbleiterschichtenfolge auf verschiedenen

Halbleitermaterialsystemen basieren. Für eine langwellige, infrarote bis rote Strahlung ist beispielsweise eine

Halbleiterschichtenfolge auf Basis von In _x Ga _y Ali- _x - _y As

geeignet, für rote bis gelbe Strahlung ist beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von In _x Ga _y Ali- _x - _y P geeignet und für kurzwellige sichtbare, also insbesondere für grüne bis blaue, Strahlung und/oder für UV-Strahlung ist beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von In _x Ga _y Ali_ _x _ _y N geeignet, wobei jeweils 0 -S x -S 1 und 0 -S y -S 1 gilt. Weiterhin kann eine Halbleiterschichtenfolge basierend auf einem Antimonid, beispielsweise InSb, GaSb, AlSb oder eine Kombination daraus, geeignet sein für langwellige

Infrarotstrahlung .

Das Aufwachssubstrat kann ein Isolatormaterial oder ein

Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes

Verbindungshalbleitermaterialsystem, umfassen. Insbesondere kann das Aufwachssubstrat Saphir, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si und/oder Ge umfassen oder aus einem solchen Material sein.

Die Halbleiterschichtenfolge kann mit einem aktiven Bereich hergestellt werden, beispielsweise mit einem herkömmlichen pn-Übergang, einer Doppelheterostruktur, einer Einfach- Quantentopfstruktur ( SQW-Struktur) oder einer Mehrfach- Quantentopfstruktur (MQW-Struktur) . Die

Halbleiterschichtenfolge kann neben dem aktiven Bereich weitere funktionelle Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte

Ladungsträgertransportschichten, undotierte oder p- oder n- dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus aufweisen. Die hier beschriebenen Strukturen den aktiven Bereich oder die weiteren funktionellen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Der Aufwachsprozess kann wie vorab beschrieben insbesondere im Waferverbund stattfinden. Hierzu wird ein Aufwachssubstrat in Form eines Wafers bereitgestellt, auf den die

Halbleiterschichtenfolge großflächig aufgewachsen wird. Die aufgewachsene Halbleiterschichtenfolge kann in einem späteren Verfahrensschritt in einzelne Halbleiterchips 11 vereinzelt werden, wobei durch die Vereinzelung die Seitenflächen der

Halbleiterchips 11 gebildet werden können. Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge nach dem Aufwachsen auf ein

Trägersubstrat in Form eines Trägersubstratwafers übertragen werden und das Aufwachssubstrat kann gedünnt und damit zumindest teilweise oder ganz entfernt werden. Die

nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte zum Aufbringen des ersten Materials 5 kann im Waferverbund noch vor dem Vereinzeln durchgeführt werden. Darüber hinaus kann der Verbund 10 durch einen Kunst-Wafer mit einer Mehrzahl bereits vereinzelter Licht emittierender Halbleiterchips 11 gebildet werden, die mittels des vorab beschriebenen Aufwachsverfahrens und einem anschließenden Vereinzelungsprozess hergestellt werden. Die Licht

emittierenden Halbleiterchips 11 können insbesondere in einem durch einen Formkörper 13 gebildeten Rahmen bereitgestellt werden. Das bedeutet, dass die Licht emittierenden

Halbleiterchips 11 mit einem einen Formkörper 13 bildenden Kunststoffmaterial umformt werden. In den Figuren wird rein beispielhaft ein solcher Kunst-Wafer zur Erläuterung des

Verfahrens gezeigt, wobei dies rein beispielhaft zu verstehen ist und keine Einschränkung des hier beschriebenen Verfahrens bedeutet. Vielmehr kann das hier beschriebene Verfahren wie vorab beschrieben auch in Verbindung mit einer epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge im Waferverbund durchgeführt werden. Der Formkörper 13 ist an die Halbleiterchips 11 angeformt und umgibt den Halbleiterchips 11 in lateraler Richtung, also in einer Richtung entlang der Haupterstreckungsebene der

Lichtauskoppelflächen 12 der Halbleiterchips 11. Insbesondere kann der Formkörper 13 so ausgebildet sein, dass die

Lichtauskoppelflächen 12 der Halbleiterchips 11 nicht bedeckt sind. Die Seitenflächen der Halbleiterchips 11 können ganz oder von einer der Lichtauskoppelfläche 12 gegenüberliegenden Rückseitenfläche aus gesehen bis zu einer gewissen Höhe in Richtung der Lichtauskoppelfläche 12 bedeckt sein, sodass der Formkörper 13 eine Oberseite aufweisen kann, die zu den

Lichtauskoppelflächen 12 zurückgesetzt ist. Besonders

bevorzugt können die Seitenflächen der Halbleiterchips 11 ganz bedeckt sein, sodass der Formkörper 13 eine Oberseite aufweist, die bündig mit den die Lichtauskoppelflächen 12 enthaltenden Oberseiten der Halbleiterchips 11 abschließt. Wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt ist, können neben der Lichtauskoppelfläche 12 jeweils noch elektrische Kontaktbereiche 14 der Halbleiterchips 11 in deren Oberseite vorhanden sein. Alternativ hierzu können die elektrischen Kontaktbereiche 14 zusätzlich oder alternativ beispielsweise auch an der Rückseite der Halbleiterchips 11 angeordnet sein.

Der Formkörper 13 kann insbesondere ein Kunststoffmaterial aufweisen, bevorzugt ein Silikon, ein Epoxid, ein Epoxid- Silikon-Hybridmaterial, einen Polyester, oder ein

niederschmelzendes Glas oder eine niederschmelzende

Glaskeramik. Mit „nierderschmelzend" werden hier solche Gläser und Glaskeramiken bezeichnet, die sich in einem

Formprozess bei Temperaturen verarbeiten lassen, bei denen die Halbleiterchips 11 nicht geschädigt werden. Insbesondere kann der Formkörper 13 als Rahmen um die Halbleiterchips 11 ein mechanisch stabilisierendes Element des den Verbund 10 bildenden Kunst-Wafers bilden.

Der Formkörper 13 kann insbesondere in einem Formprozess, beispielsweise mittels Spritzens, Gießens, Drückens,

Auflaminierens einer Folie oder dergleichen erfolgen.

Besonders bevorzugt kann der Formkörper 13 durch einen

Spritzpress-Prozess ("transfer molding"), beispielsweise einen Folien-Spritzpress-Prozess , gebildet werden. Ein

Verfahren zur Herstellung eines hier beschriebenen

Formkörpers 13 ist beispielsweise in der Druckschrift

WO 2011/015449 AI beschrieben, deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich vollumfänglich durch Rückbezug aufgenommen wird .

Auf der bereitgestellten Oberfläche 1 wird eine erste

Maskenschicht 3 mittels eines fotolithografischen Verfahrens hergestellt. Hierzu wird, wie in Figur 2 gezeigt ist, eine Fotolackschicht 30 großflächig auf der bereitgestellten

Oberfläche 1 aufgebracht. Das Aufbringen der Fotolackschicht 30 kann beispielsweise durch Aufschleudern oder Laminieren oder Sprühen eines geeigneten Fotolacks, insbesondere eines Positiv- oder Negativlacks, erfolgen. Durch eine geeignete Strukturierung durch eine Belichtung und Entwicklung der Fotolackschicht 30 werden, wie in Figur 3 gezeigt ist, erste Öffnungen 31 in der Fotolackschicht 30 über den voneinander getrennten Beschichtungsbereichen 2 ausgebildet. Hierdurch wird die erste Maskenschicht 3 mit einer Mehrzahl von ersten Öffnungen 31 hergestellt, die über den Beschichtungsbereichen 2 der Oberfläche 1 angeordnet sind und durch die die

Beschichtungsbereiche 2 freigelegt werden. Die Form der ersten Öffnungen 31 entspricht dabei der Querschnittsform, mit der das erste Material auf den Beschichtungsbereichen 2 aufgebracht werden soll.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in Figur 4 gezeigt ist, eine zweite Maskenschicht 4 bereitgestellt, die eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen 41 aufweist. Die zweite Maskenschicht 4 ist selbsttragend ausgebildet und wird unabhängig und getrennt von der Oberfläche 1 und der ersten

Maskenschicht 3 bereitgestellt. Insbesondere kann es sich bei der zweiten Maskenschicht 4 um eine Maskenschicht aus einem Metall handeln. Die zweite Maskenschicht 4 wird derart ausgerichtet, dass die zweiten Öffnungen 41 relativ zu den ersten Öffnungen 31 der ersten Maskenschicht 3 so angeordnet sind, dass diese durch die zweiten Öffnungen 41 überdeckt werden. Die zweite Maskenschicht 4 wird direkt auf der ersten Maskenschicht 3 oder zumindest sehr nahe auf der ersten

Maskenschicht 3 aufgebracht, wie in Figur 5 gezeigt ist.

Die zweiten Öffnungen 41 können eine Größe aufweisen, die gleich der Größe der ersten Öffnungen 31 ist. Besonders bevorzugt können die zweiten Öffnungen 41 auch, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt, eine kleinere Größe als die ersten Öffnungen 31 aufweisen. Dadurch, dass die zweiten Öffnungen 41 der zweiten Maskenschicht 4 kleiner als die ersten Öffnungen 31 der ersten Maskenschicht 3 sind, bilden die zweiten Öffnungen 41 der zweiten Maskenschicht 4 einen umlaufenden Überhang über den ersten Öffnungen 31 der ersten Maskenschicht 3. Die erste Maskenschicht 3 wird dadurch von der zweiten Maskenschicht 4 vollständig

überdeckt. Da die Form des aufzubringenden ersten Materials 5 durch die Querschnittsform der ersten Öffnungen 31 der ersten Maskenschicht 3 bestimmt wird, können sehr niedrige

Anforderungen an die Justagepräzision der zweiten

Maskenschicht 4 gestellt werden, solange die zweite

Maskenschicht 4 die erste Maskenschicht 3 vollständig

überdeckt und kein Bereich der Oberseite der ersten

Maskenschicht 3 durch eine zweite Öffnung 41 der zweiten Maskenschicht 4 freiliegt. Dies ist in Figur 6 gezeigt, die einen Ausschnitt des Verbunds 10 mit den darauf angeordneten Maskenschichten 3, 4 in einer schematische Schnittdarstellung darstellt.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie ebenfalls in

Figur 6 gezeigt ist, mittels eines geeigneten

Aufbringverfahrens 20, insbesondere eines Sprühverfahrens, eines Druckverfahrens oder eines geeigneten Dispens- Verfahrens, das erste Material 5 auf der Oberfläche 1 in den Beschichtungsbereichen 2 durch die ersten und zweiten

Öffnungen 31, 41 der ersten und zweiten Maskenschicht 3, 4 hindurch aufgebracht. Durch das Aufbringverfahren kann es möglich sein, dass das erste Material 5 nicht nur in den Beschichtungsbereichen 2 auf der Oberfläche 1 aufgebracht wird, sondern dass eine Abscheidung des ersten Materials 5 auch auf der zweiten Maskenschicht 4 erfolgt. Das erste Material 5 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere ein Kunststoffmaterial , besonders bevorzugt Silikon, auf, das einen Wellenlängenkonversionsstoff enthält. Der Wellenlängenkonversionsstoff ist insbesondere geeignet, Licht, das im Betrieb in den Licht emittierenden

Halbleiterchips 11 erzeugt wird, zumindest teilweise zu absorbieren und in Licht mit einer anderen Wellenlänge umzuwandeln. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann insbesondere in Form eines Pulvers im Kunststoffmaterial enthalten sein.

Wie in Figur 6 weiterhin erkennbar ist, wird das erste

Material 5 mit einer Dicke in den Beschichtungsbereichen 2 auf der Oberfläche 1 aufgebracht, die kleiner als eine Dicke der ersten Maskenschicht 3 ist, so dass die erste

Maskenschicht 3 das aufgebrachte erste Material 5 überragt. Die durch die ersten und zweiten Öffnungen 31, 41 der ersten und zweiten Maskenschicht 3, 4 gebildeten Kavitäten erlauben eine genaue Positionierung des ersten Materials 5 auf den gewünschten Beschichtungsbereichen 2.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird, wie in Figur 7 gezeigt ist, die zweite Maskenschicht 4 durch Abheben

entfernt. Dadurch, dass die zweite Maskenschicht 4 die erste Maskenschicht 3 während des Aufbringens des ersten Materials 5 vollständig überdeckt, wird überschüssiges erstes Material 5, das neben den Beschichtungsbereichen 2 aufgebracht wurde, durch das Entfernen der zweiten Maskenschicht 4 auf einfache Weise mit entfernt, so dass nach dem Entfernen der zweiten Maskenschicht 4 die erste Maskenschicht 3 frei vom ersten Material 5 ist. Das erste Material 5 befindet sich somit nur noch in den ersten Öffnungen 31 der ersten Maskenschicht 3. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, beispielsweise mittels geeigneten Lösungsmitteln die erste Maskenschicht 3 zu entfernen, wie in Figur 8 gezeigt ist, so dass lediglich das erste Material 5 auf den Beschichtungsbereichen

verbleibt . Im Falle des hier beschriebenen Wellenlängenkonversionsstoffs im ersten Material 5 bildet das verbleibende erste Material 5 Wellenlängenkonversionselemente 15 auf den Halbleiterchips 11 in Form sogenannter CLC-Elemente (CLC: „Chip Level

Conversion") . Alternativ zu einer vollständigen Entfernung der ersten Maskenschicht 3 kann diese auch teilweise oder sogar gänzlich auf der Oberfläche 1 verbleiben. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Verbund durch Zerteilen des Formkörpers 13 vereinzelt, wie durch die gestrichelten Vereinzelungslinien 9 in Figur 8 angedeutet ist, wodurch eine Mehrzahl von Licht emittierenden

Halbleiterbauelementen 100 mit einem Licht emittierenden Halbleiterchip 11 und einer Beschichtung aus dem ersten

Material 5 in Form eines Wellenlängenkonversionselements 15 auf der Lichtauskoppelfläche 12 hergestellt wird, wie in Figur 9 gezeigt ist. Weiterhin ist es auch möglich, dass Bereiche der Oberfläche 1, die nach dem Entfernen der ersten und zweiten

Maskenschicht 3, 4 frei vom ersten Material 5 sind, mit einem zweiten Material 6 beschichtet werden, wie in Figur 10 gezeigt ist. Das zweite Material 6 kann insbesondere

verschieden vom ersten Material 5 sein und beispielsweise im Falle von herzustellenden Licht emittierenden Bauelementen ein reflektierendes Material wie beispielsweise Ti02~Partikel in einem Kunststoff aufweisen oder daraus sein. Hierdurch kann die Oberflächenreflektivität neben dem ersten Material 5 erhöht werden und eine Emission zu sehr großen Winkeln im Betrieb des Licht emittierenden Halbleiterbauelements

unterdrückt werden.

Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Verfahrensschritte können alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß den oben im allgemeinen Teil beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.