HEINDL, Alexander (Allersdorf 3 b, Abensberg, 93326, DE)
EISSLER, Dieter (Obere Fischerbergstrasse 11, Nittendorf / Etterzhausen, 93152, DE)
HEINDL, Alexander (Allersdorf 3 b, Abensberg, 93326, DE)
| Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes (9) , wobei
- ein Gitter (7) auf einem Träger (1) gebildet wird, so dass Vertiefungen entstehen,
- eine Mehrzahl von Halbleiterchips (4) auf dem Träger (1) angeordnet wird, so dass die Halbleiterchips (4) innerhalb der Vertiefungen positioniert sind,
- die Vertiefungen, in denen die Halbleiterchips (4) angeordnet sind, mit einem Abdeckmaterial (8) gefüllt werden, so dass die Vertiefungen bis zur Höhe des Gitters (7) gefüllt sind,
- das Abdeckmaterial (8) ausgehärtet wird und
- die Halbleiterchips (4) mit dem durch das Abdeckmaterial
(8) gebildeten Abdeckelement von dem Träger (1) und dem Gitter (7) getrennt werden.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei in jeder Vertiefung genau ein Halbleiterchip (4) angeordnet wird.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gitter (7) aus einem Fotolack gebildet wird, der nach der Aushärtung des Abdeckmaterials (8) entfernt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zuerst die Halbleiterchips (4) auf dem Träger (1) angeordnet werden und dann das Gitter (7) aus Fotolack hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zuerst das Gitter (7) hergestellt wird und dann die Halbleiterchips (4) in den durch das Gitter (7) gebildeten Vertiefungen angeordnet werden.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterchips (4) zwei Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung aufweisen, die auf einer gemeinsamen Seite des Chips (4) angeordnet sind, wobei das Abdeckmaterial (8) auf der den Kontakten abgewandten Seite des Chips (4) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterchips (4) zwei Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung aufweisen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Chips (4) angeordnet sind, wobei in der Abdeckschicht eine Aussparung erzeugt wird, um die auf der Seite der Abdeckschicht liegenden Kontaktfläche des Halbleiterchips (4) elektrisch kontaktieren zu können.
8. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Halbleiterchips (4) und die Gitterelemente (7) voneinander beabstandet angeordnet werden, so dass das Abdeckmaterial (8) eine seitliche Schicht an den Halbleiterchips (4) bildet.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Höhe der Gitterelemente (7) und ihr Abstand (b) zu den Halbleiterchips derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Schichtdicken oben und seitlich gleich sind.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Träger (1) aus einem harten Trägerteil (2) und einer ein- oder mehrschichtigen Folie (3) besteht, wobei die Halbleiterchips (4) auf die Folie (3) aufgesetzt werden.
11. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Halbleiterchips aus einem Substrat (5), vorzugsweise aus einem Saphir, und einer zur Lichterzeugung ausgebildeten Halbleiterschichtenfolge (6) bestehen, wobei die Halbleiterchips (4) mit der Seite der Halbleiterschichtenfolge (6) auf die Folie (3) des Trägers (1) aufgesetzt werden.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Träger (1) aus einem harten oder weichen Trägerteil (2) besteht, wobei die Halbleiterchips (4) mit einem Kleber auf dem Träger (1) fixiert werden.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Halbleiterchips (4) substratlose Halbleiterchips verwendet werden.
14. Opto-Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterchip (4), der dazu eingerichtet ist, im Betrieb Licht abzustrahlen, und einer auf zumindest einer Seite des Halbleiterchips (4) aufgebrachten Abdeckschicht mit einer konstanten Schichtdicke, wobei die Abdeckschicht in einem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche aufgebracht wurde .
15. Opto-Halbleiterbauelement dem vorherigen Anspruch, wobei die Schichtdicke auf einer Oberseite des Halbleiterchips und den angrenzenden Seiten gleich ist. |
Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes und Halbleiterbauelement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes, wobei auf einem Halbleiterchip des Halbleiterbauelements eine Abdeckschicht aufgebracht werden soll. Derartige Abdeckschichten werden beispielsweise benötigt, um den Halbleiterchip zu schützen. In einigen Anwendungen soll das vom Halbleiterchip erzeugte Licht gestreut werden, in diesem Fall kann die Abdeckschicht Licht streuende Partikel aufweisen. In anderen Anwendungen soll eine vollständige oder teilweise Konversion des vom Halbleiterchip erzeugten Lichts bewirkt werden, um vorzugsweise Mischlicht zu erzeugen. Dabei wird ein Teil der vom Halbleiterchip ausgestrahlten, beispielsweise blauen Strahlung in gelbes Licht umgewandelt, so dass insgesamt Mischstrahlung bestehend aus blauem und gelbem Licht wahrgenommen wird. Bei geeigneter Einstellung des Mischungsverhältnisses und geeigneter Wahl der Wellenlängen wird das ausgestrahlte Mischlicht als weißes Licht wahrgenommen.
Für das Aufbringen der Abdeckschicht sind verschiedene Techniken möglich. Beispielsweise kann eine Schicht im Siebdruckverfahren aufgebracht werden, oder das Abdeckmaterial wird als Plättchen auf die Chipoberfläche aufgesetzt. In einer anderen Technik wird der Halbleiterchip vergossen, wobei die Vergussmasse die gewünschten Partikel beinhaltet. Insbesondere in dem Fall, wenn eine Licht konvertierende Schicht erzeugt werden soll, sedimentieren die dabei verwendeten Leuchtstoffpartikel aufgrund ihrer Größe. Sie bilden dadurch auf der Oberseite des Chips eine LeuchtstoffSchicht , während
im übrigen Volumen des Abdeckmaterials nur wenige Leuchtstoffpartikel vorhanden sind.
In der Praxis erweist es sich als problematisch, Abdeckschichten mit einer konstanten Schichtdicke zu erzeugen. Dies ist insbesondere in den Fällen problematisch, wenn die Abdeckschicht Licht konvertierende Eigenschaften hat, um Mischlicht zu erzeugen. Denn bei einer inhomogenen Schichtdicke ist das Mischungsverhältnis der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung und der durch Konversion gewonnenen Strahlung nicht über der gesamten Chipoberfläche gleich, so dass nicht sichergestellt ist, dass in verschiedenen Strahlungsrichtungen Licht der gleichen Farbe ausgestrahlt wird.
Aus der EP 0907969 Bl ist ein Halbleiterbauelement bekannt, welches eine Lumineszenzkonversionsschicht mit einer konstanten Dicke aufweist. Allerdings ist nicht angegeben, wie eine solche Schicht einfach erzeugt werden kann.
Es ist unter anderem eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes anzugeben, durch das in einfacher Weise eine Abdeckschicht mit einer konstanten Schichtdicke erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes gelöst, wobei ein Gitter auf einem Träger angeordnet wird, so dass Vertiefungen gebildet sind, eine Mehrzahl von Halbleiterchips auf dem Träger angeordnet wird, so dass die Halbleiterchips innerhalb der Vertiefungen positioniert sind, die Vertiefungen mit einem Abdeckmaterial gefüllt werden, so dass die Vertiefungen bis zur Höhe des Gitters gefüllt sind, das Abdeckmaterial
ausgehärtet wird und abschließend die Halbleiterchips von dem Träger und dem Gitter getrennt werden.
Durch das erfindungsgemäß gebildete Gitter wird eine Höhenreferenz geschaffen, so dass ein Füllen der Vertiefungen des Gitters mit einem Abdeckmaterial dazu führt, dass, vorausgesetzt der Halbleiterchip weist eine konstante Dicke auf, auch die Abdeckschicht eine konstante Schichtdicke aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die mit dem beschriebenen Verfahren über den Halbleiterchips gebildete Schicht eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke auf. Eine „im Wesentlichen" konstante Schichtdicke kann dabei heißen, dass die Schicht, abgesehen von herstellungsbedingten Schwankungen eine ebene, glatte Außenfläche aufweist.
In einem bevorzugt ausgestalteten Verfahren wird das Gitter aus einem Fotolack gebildet, welches nach der Aushärtung des Abdeckmaterials wieder auf einfache Weise entfernt werden kann. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zuerst ein Gitter bereitgestellt und anschließend werden Halbleiterchips in die durch das Gitter gebildete Vertiefungen eingesetzt.
Eine günstige Möglichkeit, das Abdeckmaterial in der gewünschten Menge aufzubringen, besteht darin, das Abdeckmaterial zunächst in einer überschüssigen Menge aufzubringen und dann auf die Höhe des Gitters abzuziehen.
Besonders günstig ist, wenn die Halbleiterchips ihre Anschlüsse auf einer gemeinsamen Seite des Chips aufweisen, die der Seite mit der Abdeckschicht abgewandt ist. Es ist aber auch bei Halbeiterchips mit Kontakten auf gegenüberliegenden
Seiten anwendbar, wobei in diesem Fall eine Aussparung für die spätere Kontaktierung eines Kontakts des Halbleiterchips vorgesehen werden muss.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Höhe der Gitterelemente sowie ihr Abstand zu den Halbleiterchips so gewählt ist, dass die entstehenden Schichten auf der Oberseite und an den Seitenflächen eine gleiche Schichtdicke aufweisen.
Das Verfahren ist in den Fällen besonders vorteilhaft, wenn das Abdeckmaterial Licht konvertierende Eigenschaften aufweist, beispielsweise Licht konvertierende Partikel aufweist. Denn in diesen Fällen ist es besonders wichtig, dass die Schicht mit dem Abdeckmaterial eine konstante Schichtdecke aufweist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird das Gitter auf einem Band oder einem Kunstwa- fer gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird das Abdeckmaterial in einem Rakel -Verfahren oder einem Tauch-Verfahren aufgebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird das Abdeckmaterial zunächst in einer überschüssigen Menge aufgebracht und dann auf die Höhe des Gitters abgezogen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird das Abdeckmaterial in einem Spin-Coating- Verfahren aufgebracht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird das Abdeckmaterial mikrodosiert in die einzelnen Vertiefungen eingefüllt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens weist Abdeckmaterial zumindest Licht konvertierende Eigenschaften auf. Beispielsweise können dazu Partikel eines Lumineszenzkonversionsstoffs in das Abdeckmaterial eingebracht sein.
-Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens weist das Abdeckmaterial Licht streuende Eigenschaften auf. Beispielsweise können dazu Partikel eines Licht streuenden Materials in das Abdeckmaterial eingebracht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens bildet das Abdeckmaterial eine Schicht mit antire- flektierenden Eigenschaften.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens werden durch mehrfache Ausbildung eines Gitters und Füllung mit einem Abdeckmaterial nacheinander mehrere Schichten aufgebracht.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes angegeben, wobei:
- auf einem Substrat mehrere nebeneinander angeordnete eine Halbleiterschichtenfolgen aufgebracht werden, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb Licht auszusenden,
- ein Gitter auf dem Substrat gebildet wird, so dass Vertiefungen entstehen, in denen Halbleiterschichtenfolgen angeordnet sind,
- die Vertiefungen, in denen die Halbleiterschichtenfolgen angeordnet sind, mit einem Abdeckmaterial gefüllt werden, so dass die Vertiefungen bis zur Höhe des Gitters gefüllt sind,
- das Abdeckmaterial ausgehärtet wird,
- das Gitter entfernt wird und
- das Substrat zerteilt wird, um einzelne Halbleiterbauelemente mit einem Substratteil, einer Halbleiterschichtenfolge und einem durch das Abdeckmaterial gebildeten Abdeckelement zu erhalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert .
Es zeigen:
Figuren 1 bis 8 die Herstellung eines Halbleiterbauelementes gemäß erfindungsgemäßer Verfahrensschritte,
Figuren 9 und 10 die Herstellung eines Halbleiterbauelementes gemäß einem erweiterten Verfahren,
Figuren 11 und 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figuren 13 bis 17 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge- mäßen -Verfahrens , bei dem ein Chip-Substrat als Träger verwendet wird.
Die Figur 1 zeigt einen Träger, auf dem gemäß dem erfindungs- gemäßen Verfahren ein Gitter sowie Halbleiterchips angeordnet werden sollen. Der Träger 1 besteht aus einem harten ersten Trägerteil 2 und einer darauf angeordneten Folie 3. Auf die-
sem Träger werden, wie in Figur 2 gezeigt ist, Halbleiterchips 4 aufgesetzt. Die Halbleiterchips selber bestehen aus einem Substrat 5, beispielsweise einem Saphir, und einer so genannten Epitaxieschicht 6. Bei der Epitaxieschicht 6 handelt es sich um eine Halbleiterschichtenfolge, die auf dem Substrat 5 aufgebracht wurde und die im Betrieb Strahlung aussendet. Es kann sich beispielsweise um eine Gallium- Nitrid-Schicht handeln. Bevorzugt ist die Epitaxieschicht so ausgebildet, dass sie blaues Licht mit einer Wellenlänge kleiner als 470 nm erzeugt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Halbleiterchip 4 so auf den Träger 1 aufgesetzt, däss die Epitaxieschicht auf der Folie 3 des Trägers 1 zu liegen kommt .
In einer anderen Ausgestaltung wird ein substratloser Halbleiterchip verwendet. Somit können Lichtverluste, die in dem Substrat auftreten, vermieden werden. Außerdem lassen sich so sehr dünne Halbleiterbauelemente herstellen.
Der Träger 1 ist dafür vorgesehen, eine Vielzahl von Halblei- terchips 4 darauf zu positionieren, wobei zwischen den Halbleiterchips ein definierter Abstand a eingehalten wird. Die Folie 3 kann auch aus mehreren Folienschichten bestehen, die eine unterschiedliche Release-Temperatur aufweisen. Durch die ein- oder mehrschichtige Folie wird erreicht, dass die Halbleiterbauelemente am Ende des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens wieder von dem Träger 1 gelöst werden können, ohne dass dabei die Halbleiterchips 4 beschädigen werden.
In einem folgenden Schritt wird, wie in Figur 3 dargestellt ist, ein Gitter auf den Träger 1 aufgebracht. Die Gitterelemente 7 werden zwischen den Halbleiterchips 4 angeordnet. In der Figur 3, welche einen Querschnitt durch einen mit Halb-
leiterchips 4 und Gitterelementen 7 versehenen Träger 1 darstellt, sind nur die Gitterelemente 7 in einer Richtung zu erkennen. Quer dazu verlaufen ebenfalls Gitterelemente, so dass jeder Halbleiterchip von vier Gitterelementen umgeben ist. Die Dicke der Gitterelemente ist so bemessen, dass zwischen den Gitterelementen 7 und den Halbeiterchips 4 ein Abstand b verbleibt .
Die Gitterelemente 7 werden in einem bevorzugten Verfahren durch einen Fotolack gebildet, da geeignete Verfahren hierfür verfügbar sind und der Fotolack später wieder leicht entfernt werden kann.
In der Figur 4 ist der nächste Verfahrensschritt dargestellt. In diesem Schritt wird auf die gesamte Anordnung ein Abdeckmaterial 8 aufgebracht, welches die Vertiefungen, die zwischen den Gitterelementen 7 gebildet sind, ausfüllt. Dabei werden die Halbleiterchips 4 von allen Seiten außer dem Bereich, wo der Halbleiterchip auf dem Träger 1 aufliegt oder wo eventuell ein Bondpad vorgesehen ist, von dem Abdeckmaterial umgeben. In diesem Schritt wird in diesem Ausführungsbeispiel sogar mehr Abdeckmaterial aufgetragen, als dies zum Füllen der Vertiefungen erforderlich ist. Das Abdeckmaterial 8 wird beispielsweise aufgeräkelt. Dabei lässt sich die Menge an Abdeckmaterial nicht so genau dosieren, dass einerseits die Vertiefungen vollständig gefüllt sind, andererseits aber kein überschüssiges Abdeckmaterial aufgetragen wird. Die Schwierigkeit rührt unter anderem daher, dass die Höhe der Gitterelemente 7 nur einige 10 bis einige 100 μm beträgt.
Statt des Aufrakelns könnte auch ein Spin-Coating-Verfahren verwendet werden. Dazu wird die Anordnung aus Träger, Gitter und darin aufgenommen Halbleiterchips mit dem hochviskosen
- S -
Abdeckmaterial benetzt . Dieses wird dann durch Rotation des Trägers mit hohen Winkelgeschwindigkeiten verteilt. Ein Abziehen ist dann in der Regel nicht mehr erforderlich.
In einem nachfolgenden Schritt, der in Figur 5 dargestellt ist, wird das Abdeckmaterial auf die Höhe der Gitterelemente 7 abgezogen. Die Gitterelemente 7 dienen dabei als Abstandshalter und erlauben es, bei dem Abziehvorgang nur das Abdeckmaterial zu entfernen, welches über die Höhe der Gitterelemente 7 hinausgeht. Durch diesen Abziehvorgang entsteht über dem Halbleiterchip 4 eine Schicht aus Abdeckmaterial 8, welche eine konstante Schichtdicke aufweist. Das überschüssige Material könnte auch abgeschleudert werden. Wie aus der Figur 5 erkennbar ist, ist der Abstand a zwischen den Halbleiterchips 4, die Dicke der Halbleiterchips c sowie die Höhe und Breite der Gitterelemente 7 so aufeinander abgestimmt, dass sich auf der Oberseite des Halbleiterchips 4 und an den Seiten des Halbleiterchips 4 Schichten ergeben, die eine gleiche Dicke b aufweisen.
Je nach gewünschtem Farbort des in verschiedene Richtungen abgestrahlten Lichts ist auf den Seiten eine größere oder kleinere Dicke des Abdeckelements vorzusehen. Beispielsweise kann eine Sedimentation dazu führen, dass in den seitlichen Bereichen des Chips verhältnismäßig wenige Leuchtstoffparti- kel in dem Bereich des Abdeckmaterials vorhanden sind, der für eine Konversion wichtig ist. Dies kann durch eine größere Dicke ausgeglichen werden.
Nach Aushärtung des Abdeckmaterials erfolgt ein weiterer Schritt, in dem die aus Fotolack bestehenden Gitterelemente 7 entfernt werden, wie in Figur 6 dargestellt ist. Auf dem Träger 1 befinden sich nun Halbleiterbauelemente, die aus einem
Halbleiterchip 4 und einer Schicht aus einem Abdeckmaterial 8 bestehen, wobei sich die Schicht im Wesentlichen auf fünf Seiten des Halbleiterchips erstreckt. Zwischen den Halbleiterbauelementen 9 befindet sich ein Abstand, der die Breite der vorherigen Gitterelemente 7 aufweist.
Nachfolgend wird das harte Trägerteil 2 entfernt, wie in Figur 7 dargestellt ist. Die Halbleiterbauelemente 9 befinden sich nun nur noch auf der Folie 3. Bei diesem Verfahrensschritt wird deutlich, warum es von Vorteil ist, wenn die Folie 3 aus mehreren Folienschichten mit unterschiedlicher Release-Temperatur ausgeführt ist. Die zum harten Trägerteil 2 hin liegende Folienschicht besitzt eine geringere Release- Temperatur als die zum Halbleiterbauelement 9 angeordnete Folienschicht. Bei Erwärmung auf eine erste Release-Temperatur lässt sich das harte Trägerteil 2 entfernen, die Folie 3 haftet aber noch an den Halbleiterbauelementen 9. Erst bei Erwärmung auf eine zweite Release-Temperatur lassen sich die Halbleiterbauelemente 9 leicht von der Folie 3 entfernen.
In einer anderen Ausführung wird statt der Folie ein geeigneter Kleber verwendet, wobei die Halbleiterbauelemente ebenso durch thermische Einwirkung von dem Träger gelöst werden können. Auch könnte ein Laser-Liftoff-Verfahren eingesetzt werden.
Nach dem Trennen der Halbleiterbauelemente 9 von der Folie erhält man die fertigen Halbleiterbauelemente, wie eines in Figur 8 in einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt ist . Hierbei ist zu beachten, dass es sich um einen Schnitt handelt, so dass der Halbleiterchip 4 mit dem Substrat 5 und der Epitaxieschicht 6 erkennbar ist. Es ist bei einem realen
Halbleiterbauelement auch auf dieser Seite des Halbleiter- chips 4 eine Schicht aus Abdeckmaterial 8 vorgesehen.
Der in der Figur 8 gezeigte Chip ist dafür eingerichtet, von der Unterseite her kontaktiert zu werden, das heißt die mindestens zwei Kontakte des Halbleiterchips befinden sich auf einer gemeinsamen Seite. Es gibt aber auch Halbleiterchips, die auf den beiden gegenüberliegenden Seiten Kontakte aufweisen, das heißt auch auf der Seite, auf der sich das Abdeckmaterial 8 befindet, muss die Möglichkeit bestehen, den Halbleiterchip zu kontaktieren. Dies ist durch eine Aussparung in der Abdeckschicht 8 möglich. Um eine Aussparung über der entsprechenden Kontaktfläche des Halbleiterchips zu erzeugen, wird im Verfahrensschritt, der in Figur 3 dargestellt war, der Bereich über der oberen Kontaktfläche mit einem Fotolackelement 10 abgedeckt. Dies ist in Figur 9 dargestellt. Die Oberseite des Fotolackelements 10 ist auf die Höhe der Gitterelemente 7 abgestimmt, so dass sie in einer gemeinsamen Ebene liegen. Beim Füllen der Vertiefungen mit Abdeckmaterial kann an die Stelle des Fotolackelements 10 kein Abdeckmaterial gelangen, so dass nach Entfernen des Fotolacks an der Stelle des Fotolackelements 10 eine Aussparung in dem Abdeckmaterial 8 bleibt, wie in Figur 10 zusehen ist. Durch diese Aussparung kann später der Halbleiterchip 4 mit einem Bonddraht kontaktiert werden.
Bei einer späteren Montage kann der Halbleiterchip 4 durch die Aussparung kontaktiert werden.
In einem alternativen, ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahren werden die Gitterelemente nicht durch einen Fotolack gebildet, sondern es wird ein Träger vorgesehen, an welchem bereits ein Gitter ausgebildet ist. Dieses Verfahren ist in den
Figuren 11 und 12 veranschaulicht. Beispielsweise handelt es sich bei dem Träger um ein Band 11, welches Vertiefungen aufweist. Die Trennwände zwischen den Vertiefungen bilden das Gitter. In jede Vertiefung können in einem weiteren Schritt, der in Figur 12 dargestellt ist, ein oder mehrere Halbleiter- chips angeordnet werden. Anschließend werden die Vertiefungen wie im vorherigen Ausführungsbeispiel mit einem Abdeckmaterial 8 gefüllt, so dass über den Halbleiterchips eine schicht- konstante Dicke entsteht. Nach dem Entnehmen der so gebildeten Halbleiterbauelemente aus den Vertiefungen des Trägerbandes 11 erhält man die fertigen Halbleiterbauelemente .
Man kann auch die Halbleiterbauelemente in den Vertiefungen belassen und die Gitter in der Mitte durchtrennen, so dass gleichzeitig ein Gehäuseteil gebildet wird. Oder man belässt die Halbleiterbauelemente in den Vertiefungen des Trägers, so dass ein Modul aus einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen gebildet wird. In diesem Fall müsste die elektrische Anbindung der Halbleiterchips bei Herstellung des Trägers berücksichtigt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, statt des Trägerbandes 11 einen Kunstwafer mit Vertiefungen vorzusehen. Durch das Verfahren lassen sich auch Module erzeugen, bei denen später mehrere Halbleiterchips durch das Abdeckmaterial miteinander verbunden sind. Dazu werden in einer Vertiefung, die durch vier Gitterelemente gebildet wird, mehrere Halbleiterchips angeordnet und mit dem Abdeckmaterial umgeben. Anstatt des Aufrakelns und späteren Abziehens des Abdeckmaterials kann das Abdeckmaterial auch mittels eines Spin- Coating-Verfahrens, mittels Mikrodosierung oder Tauchen aufgebracht werden.
Als Abdeckmaterial kommt insbesondere ein Epoxydharz oder ein Silikon in Frage, welchem zusätzliche Bestandteile beigefügt werden können. So ist es, wie eingangs beschrieben, besonders vorteilhaft, Leuchtstoffpartikel oder Licht streuende Partikel beizumischen. Es sind aber auch andere Bestandteile möglich, so dass sich beispielsweise antireflektive Eigenschaften ergeben. Zur Erzielung antireflektiver Eigenschaften ist insbesondere eine Schichtenfolge sinnvoll, wobei die einzelnen Schichten aufgrund des Materials oder zusätzlicher Bestandteile unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Es wäre weiterhin möglich, mehrere Schichten mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufzubringen. Dabei würden nach dem Aushärten der ersten Schicht mit dem Abdeckmaterial weitere Gitterelemente gesetzt werden, wobei anschließend die so entstehenden Vertiefungen wiederum mit einem Abdeckmaterial gefüllt werden würden. Wenn vor dem Setzen weiterer Gitterelemente die bisherigen Gitterelemente entfernt werden, können neue Gitterelemente erzeugt werden, welche schmaler sind als die ersten Gitterelemente. Dadurch ergibt sich ein seitlicher Zwischenraum zwischen den neuen Gitterelementen und der ersten Schicht aus Abdeckmaterial. Eine anschließend aufgebrachte zweite Schicht würde sich also nicht nur auf der Oberseite des Halbleiterbauelementes erstrecken, sondern auch die Seiten abdecken.
In den Figuren 13 bis 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel dient das Substrat der Halbleiterchips selber als Träger, es wird also kein zusätzlicher Träger verwendet .
In dem in Figur 13 dargestellten Verfahrensschritt werden auf einem Substrat 5, beispielsweise einem Saphir, mehrere nebeneinander liegende Bereiche mit einer Halbleiterschichtenfolge aufgebracht, in welchen im späteren Betrieb das abgestrahlte Licht erzeugt wird.
Die Halbleiterschichtenfolge 6 wird dabei entweder mittels einer Maske nur in bestimmten Bereichen die Halbleiterschichtenfolge 6 aufgebracht oder die Halbleiterschichtenfolge 6 wird großflächig aufgebracht und durch späteres ätzen werden die Bereiche zwischen den einzelnen Bereichen, die stehen bleiben sollen, entfernt.
Im nachfolgenden Schritt, der in Figur 14 dargestellt ist, werden dem Substrat 5 Gitterelemente 7 zwischen den Halbleiterschichtenfolgen 6 aufgebracht. Dadurch werden wiederum Vertiefungen auf dem Substrat gebildet, wobei die Halbleiterschichtenfolgen 6 in den Vertiefungen liegen.
Im Schritt gemäß Figur 15 werden die Vertiefungen mit einem Abdeckmaterial 8 gefüllt und auf die Höhe der Gitterelemente abgezogen beziehungsweise mittels eines Spin-Coating- Verfahrens so gefüllt, dass genau die Menge an Abdeckmengematerial in den Vertiefungen verbleibt, die benötigt wird, um die Vertiefungen bis zur Oberkante zu füllen.
In dem nachfolgenden Schritt gemäß Figur 16 werden die Gitterelemente 7 entfernt.
Im abschließenden Schritt 17 werden die Halbleiterbauelemente vereinzelt, indem das Substrat im Bereich zwischen den einzelnen Halbleiterschichtenfolgen zerteilt wird. Es wäre jedoch auch denkbar, mehrere Halbleiterchips 4 zusammen zu las-
sen, um so Module zu bilden. Beispielsweise könnten Aussparungen an der Oberseite der Abdeckelemente 8 vorgesehen werden, ähnlich wie dies in Figur 10 gezeigt ist, sodass die Halbleiterschichtenfolgen 6 über Bonddrähte kontaktiert werden können. Die Halbleiterschichtenfolgen 6 könnten somit einzeln angesteuert werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 13 bis 17 hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Träger erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Lichtabstrahlung der Halbleiterbauelemente 9 nicht durch das Substrat 5 hindurch erfolgt, sodass eine höhere Effizienz erreicht wird.
Auch über diese Abwandlung hinausgehende Ausführungsbeispiele sind von der Erfindung umfasst.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der deutschen Patentanmeldungen 102007046030.0 und 102007053067.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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