HINTERGRUND

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 128 896.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Optoelektronische Halbleiterchips wie beispielsweise LEDs ("Light Emitting Diodes") können zu größeren funktionalen Ein heiten verbunden werden. Beispielsweise können mehrere opto elektronische Halbleiterchips mit jeweils unterschiedlicher Farbcharakteristik, z.B. Rot, Grün, und Blau (RGB) kombiniert werden. Derartige RGB-Einheiten können beispielsweise in einer Matrixverschaltung in Anzeigevorrichtungen oder Videoleinwän den verwendet werden.

Generell wird nach Möglichkeiten gesucht, in Halbleiterchip- Anordnungen die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips zu verbessern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Halbleiterchip sowie ein verbessertes Halbleiter bauelement zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprü che gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhän gigen Ansprüche.

ZUSAMMENFASSUNG

Gemäß Ausführungsformen umfasst ein Halbleiterchip ein inneres Kontaktelement und zwei äußere Kontaktelemente. Das innere Kontaktelement und die zwei äußeren Kontaktelemente sind an einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnet. Je eines der äußeren Kontaktelemente ist auf jeweils gegen überliegenden Seiten des inneren Kontaktelements angeordnet. Beispielsweise ist das innere Kontaktelement als ein erstes Kontaktelement ausgeführt, das mit einer ersten Halbleiter schicht elektrisch verbunden ist, und die zwei äußeren Kontak telemente sind jeweils als zweite Kontaktelemente ausgeführt, die mit einer zweiten Halbleiterschicht elektrisch verbunden sind. Alternativ sind die zwei äußeren Kontaktelemente jeweils als erste Kontaktelemente ausgeführt, die mit einer ersten Halbleiterschicht elektrisch verbunden sind, und das innere Kontaktelement ist als ein zweites Kontaktelement ausgeführt, das mit einer zweiten Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist .

Gemäß Ausführungsformen sind die erste und die zweite Halb leiterschicht Teil eines Schichtstapels , und die zweite Halb leiterschicht ist auf einer von der zweiten Hauptoberfläche abgewandten Seite des Halbleiterschichtstapels angeordnet.

Beispielsweise sind die zwei äußeren Kontaktelemente über eine leitfähige Schicht innerhalb des Halbleiterchips miteinander elektrisch verbunden. Gemäß Ausführungsformen können die zwei äußeren Kontaktelemente miteinander über eine erste Stromauf weitungsschicht elektrisch verbunden sein.

Ein Teil der zweiten Halbleiterschicht kann nicht mit der ers ten Halbleiterschicht bedeckt sein. Dadurch kann ein Teil ei ner ersten Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht frei liegend sein.

Der Halbleiterchip kann ferner eine Kontaktstruktur auf dem freiliegenden Teil der ersten Hauptoberfläche aufweisen, wobei die äußeren Kontaktelemente miteinander über die Kontaktstruk- tur elektrisch verbunden sind.

Beispielsweise kann der Halbleiterchip ein optoelektronischer Halbleiterchip, insbesondere ein Leuchtdiodenchip oder ein Sensorchip sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Halbleiterchip jedoch auch ein elektromechanischer, ein Trei ber- oder ein Logik-Halbleiterchip sein.

Gemäß Ausführungsformen umfasst ein Halbleiterbauelement eine Vielzahl von Halbleiterchips wie vorstehend beschrieben sowie eine Leiterplatte, auf der die Halbleiterchips angeordnet sind. Das Halbleiterbauelement kann ferner eine Vielzahl von ersten Anschlussbereichen und zweiten Anschlussbereichen auf weisen, wobei die ersten Anschlussbereiche geeignet sind, die inneren Kontaktelemente zweier benachbarter Halbleiterchips miteinander zu verbinden.

Die zweiten Anschlussbereiche können geeignet sein, die äuße ren Kontaktelemente zweier benachbarter Halbleiterchips mitei nander zu verbinden.

Beispielsweise können die Halbleiterchips in Reihen und Spal ten angeordnet sein. Die ersten Anschlussbereiche können in Linien, die die Spalten schneiden, ausgeführt sein.

Beispielsweise können die zweiten Anschlussbereiche jeweils in Spalten angeordnet sein.

Gemäß Ausführungsformen können die Halbleiterchips jeweils LED-Chips sein und eine erste Vielzahl von LED-Chips einer ersten Farbe, eine zweite Vielzahl von LED-Chips einer zweiten Farbe und eine dritte Vielzahl von LED-Chips einer dritten Farbe umfassen. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Aus führungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschau lichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Be schreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittel bar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht not wendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechen de Elemente und Strukturen.

Figur 1A zeigt eine perspektivische Ansicht eines optoelektro nischen Halbleiterchips gemäß Ausführungsformen.

Die Figuren 1B und IC zeigen jeweils Ansichten einer zweiten Hauptoberfläche des Halbleiterchips gemäß Ausführungsformen.

Figur 2A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Halbleiterchip .

Figur 2B zeigt eine weitere Querschnittsansicht des optoelekt ronischen Halbleiterchips gemäß Ausführungsformen.

Figur 2C zeigt eine weitere Querschnittsansicht des optoelekt ronischen Halbleiterchips.

Figur 3 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht eines opto elektronischen Halbleiterchips gemäß weiteren Ausführungsfor men .

Figur 4A zeigt eine schematische Ansicht einer Leiterplatte. Figur 4B zeigt eine schematische Ansicht eines Halbleiterbau elements gemäß Ausführungsformen.

DETAILBESCHREIBUNG

In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie "Oberseite", "Boden", "Vorder seite", "Rückseite", "über", "auf", "vor", "hinter", "vorne", "hinten" usw. auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Fi guren bezogen. Da die Komponenten der Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend.

Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschrän kend, da auch andere Ausführungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Be reich abgewichen wird. Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.

Die Begriffe "lateral" und "horizontal", wie in dieser Be schreibung verwendet, sollen eine Orientierung oder Ausrich tung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder ei nes Chips (Die) sein. Die horizontale Richtung kann beispielsweise in einer Ebene senkrecht zu einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten liegen.

Der Begriff "vertikal", wie er in dieser Beschreibung verwen det wird, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentli chen senkrecht zu der ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Die vertikale Richtung kann bei spielsweise einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten entsprechen.

Die Begriffe "Wafer" oder "Halbleitersubstrat", die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halb leiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Halbleiterschichten, gegebenenfalls getragen durch eine Basis unterlage, und weitere Halbleiterstrukturen einschließen. Bei spielsweise kann eine Schicht aus einem ersten Halbleitermate rial auf einem Wachstumssubstrat aus einem zweiten Halbleiter material oder aus einem isolierenden Material, beispielsweise auf einem Saphirsubstrat, gewachsen sein. Weitere Beispiele für Materialien von Wachstumssubstraten umfassen Glas, Silizi umdioxid, Quarz oder eine Keramik.

Je nach Verwendungszweck kann der Halbleiter auf einem direk ten oder einem indirekten Halbleitermaterial basieren. Bei spiele für zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung beson ders geeignete Halbleitermaterialien umfassen insbesondere Nitrid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise ultra violettes, blaues oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaN, InGaN, A1N, AlGaN, AlGalnN, Al- GalnBN, Phosphid-Halbleiterverbindungen, durch die beispiels weise grünes oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaAsP, AlGalnP, GaP, AlGaP, sowie weitere Halbleitermaterialien wie GaAs, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, SiC, ZnSe, ZnO, Ga ₂ Ct, Diamant, hexagonales BN und Kombinationen der genannten Materialien. Das stöchiometrische Verhältnis der Verbindungshalbleitermaterialien kann variieren. Weitere Bei spiele für Halbleitermaterialien können Silizium, Silizium- Germanium und Germanium umfassen. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung schließt der Begriff „Halbleiter" auch organische Halbleitermaterialien ein.

Der Begriff „Substrat" umfasst generell isolierende, leitende oder Halbleitersubstrate.

Soweit hier die Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und dergleichen verwendet werden, handelt es sich um offene Begriffe, die auf das Vorhandensein der besagten Elemente oder Merkmale hinweisen, das Vorhandensein von weite ren Elementen oder Merkmalen aber nicht ausschließen. Die un bestimmten Artikel und die bestimmten Artikel umfassen sowohl den Plural als auch den Singular, sofern sich aus dem Zusam menhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt.

Im Kontext dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „elektrisch verbunden" eine niederohmige elektrische Verbin dung zwischen den verbundenen Elementen. Die elektrisch ver bundenen Elemente müssen nicht notwendigerweise direkt mitei nander verbunden sein. Weitere Elemente können zwischen elektrisch verbundenen Elementen angeordnet sein.

Der Begriff „elektrisch verbunden" umfasst auch Tunnelkontakte zwischen den verbundenen Elementen. Gemäß weiteren Ausführun gen kann der Begriff „elektrisch verbunden" auch Metall- Halbleiterkontakte, beispielsweise Schottky-Kontakte oder Kon takte zwischen einem transparenten leitenden Oxid, beispiels- weise Indium-Zinnoxid oder Indium-Zinkoxid, und einem Halb leitermaterial umfassen.

Nachstehend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf ei nen optoelektronischen Halbleiterchip, insbesondere eine LED, beschrieben. Die beschriebenen Merkmale sind jedoch auf alle Arten von Halbleiterchips und optoelektronische Halbleiter chips, beispielsweise Sensoren, anwendbar, bei denen bei spielsweise Kontakte angrenzend an eine Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnet sind. Beispielsweise können derar tige Sensoren geeignet sein, eintreffende elektromagnetische Strahlung zu detektieren.

Figur 1A zeigt eine perspektivische Ansicht eines optoelektro nischen Halbleiterchips 10 gemäß Ausführungsformen. Der in Fi gur 1A gezeigte optoelektronische Halbleiterchip 10 kann bei spielsweise quaderförmig oder in einer anderen beliebigen Form ausgebildet sein. In dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 erzeugte elektromagnetische Strahlung wird beispielsweise über eine erste Hauptoberfläche 107 des optoelektronischen Halb leiterchips ausgegeben. Weiterhin kann erzeugte elektromagne tische Strahlung 16 auch über Seitenflächen des optoelektroni schen Halbleiterchips ausgegeben werden. Der optoelektronische Halbleiterchip 10 weist ein inneres Kontaktelement 128 und zwei äußere Kontaktelemente 129 auf. Das innere Kontaktelement 128 und die zwei äußeren Kontaktelemente 129 sind an einer zweiten Hauptoberfläche 108 des Halbleiterchips 10 angeordnet. Die zwei äußeren Kontaktelemente 129 sind miteinander elektrisch verbunden. Beispielsweise können die zwei äußeren Kontaktelemente über eine leitfähige Schicht innerhalb des Halbleiterchips miteinander elektrisch verbunden sein. Bei spielsweise kann eine derartige leitfähige Schicht nach außen hin isoliert sein. Je eines der äußeren Kontaktelemente 129 ist auf jeweils ge genüberliegenden Seiten des inneren Kontaktelements 128 ange ordnet. Wie nachfolgend detaillierter erklärt werden wird, kann das innere Kontaktelement 128 als ein erstes Kontaktele ment ausgeführt sein, das mit einer ersten Halbleiterschicht (nicht gezeigt in Figur 1A) elektrisch verbunden ist. Die zwei äußeren Kontaktelemente 129 sind in diesem Fall als zweite Kontaktelemente ausgeführt und mit einer zweiten Halbleiter schicht (nicht gezeigt in Figur 1A) elektrisch verbunden. Al ternativ können die zwei äußeren Kontaktelemente 129 jeweils als erste Kontaktelemente ausgeführt sein und mit einer ersten Halbleiterschicht (nicht gezeigt in Figur 1A) elektrisch ver bunden sein. Weiterhin ist das innere Kontaktelement 128 als zweites Kontaktelement ausgeführt und mit einer zweiten Halb leiterschicht (nicht gezeigt in Figur 1A) elektrisch verbun den .

Figur 1B zeigt eine Draufsicht auf die zweite Hauptoberfläche 108 des optoelektronischen Halbleiterchips 10. Wie in Figur 1B dargestellt, sind die zwei äußeren Kontaktelemente 129 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des inneren Kontaktelements 128 angeordnet. Die zwei äußeren Kontaktelemente 129 können über eine leitfähige Schicht innerhalb des Halbleiterchips mitei nander elektrisch verbunden sein. Die leitfähige Schicht kann auch eine Halbleiterschicht sein. Beispielsweise kann die leitfähige Schicht, über die die zwei äußeren Kontaktelemente 129 miteinander elektrisch verbunden sind, in einem Bereich der zweiten Hauptoberfläche 108 nicht freiliegen. Gemäß Aus führungsformen kann über dieser leitfähigen Schicht eine iso lierende Schicht angeordnet sein. Als Folge werden, wie nach folgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4A und 4B erläutert werden wird, bei einem elektrischen Kontaktieren des inneren Kontaktelements 128 die äußeren Kontaktelemente 129 nicht mit dem inneren Kontaktelement 128 kurzgeschlossen. Beispielsweise zeigt Figur 1B den Fall, in dem die äußeren Kontaktelemente 129 jeweils erste Kontaktelemente 115 darstellen, die mit ei ner ersten Halbleiterschicht elektrisch verbunden sind. Die erste Halbleiterschicht ist auf einer der zweiten Hauptober fläche 108 zugewandten Seite des Halbleiterschichtstapels an geordnet. Das innere Kontaktelement 128 kann in diesem Fall ein zweites Kontaktelement 117 sein. Gemäß weiteren Ausfüh rungsformen kann aber auch das innere Kontaktelement 128 ein erstes Kontaktelement sein, und die beiden äußeren Kontaktele mente 129 sind jeweils zweite Kontaktelemente.

Figur IC veranschaulicht einen Fall, in dem die zwei äußeren Kontaktelemente 129 über eine leitfähige Struktur 118 mitei nander elektrisch verbunden sind. Beispielsweise können die äußeren Kontaktelemente 129 jeweils zweite Kontaktelemente 117 sein, die mit einer zweiten Halbleiterschicht elektrisch ver bunden sind. Die zweite Halbleiterschicht ist auf einer von der zweiten Hauptoberfläche 108 abgewandten Seite des Halb leiterschichtstapels angeordnet. Wie unter Bezugnahme auf Fi gur 2A und 2B näher erläutert werden wird, können die zweiten Kontaktelemente 117 über die Kontaktstruktur 118 miteinander elektrisch verbunden sein. Dabei kann die Kontaktstruktur 118 derart ausgebildet sein, dass sie nicht an der zweiten Haupt oberfläche 108 des Halbleiterchips 10 freiliegt. Beispielswei se kann ein Zwischenraum zwischen Kontaktstruktur 118 und zweiter Hauptoberfläche 108 des Halbleiterchips 10 vorliegen. Als Folge werden, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fi guren 4A und 4B erläutert werden wird, bei einem elektrischen Kontaktieren des inneren Kontaktelements 115 die äußeren Kon taktelemente 117 nicht mit dem inneren Kontaktelement 115 kurzgeschlossen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können bei der in Figur IC gezeigten Struktur die äußeren Kontaktelemente 129 auch erste Kontaktelemente 115 sein, und das innere Kon taktelement 128 ist ein zweites Kontaktelement 117. Die Form des inneren und der äußeren Kontaktelemente kann ge nerell beliebig sein. Beispielsweise können die Kontaktelemen te rechteckig, quadratisch oder mit rundem oder ovalem Quer schnitt ausgebildet sein. Die Form und die Größe der Kontakte lemente können jeweils unterschiedlich sein.

Figur 2A zeigt eine Querschnittsansicht des in Figur 1B oder IC gezeigten Halbleiterchips zwischen I und I ' . Die gezeigte Querschnittsansicht schneidet den optoelektronischen Halb leiterchip im Bereich eines ersten Kontaktelements 115, wie nachfolgend ausgeführt werden wird. Dabei ist für den Aufbau des ersten Kontaktelements 115 unerheblich, ob das erste Kon taktelement ein inneres oder ein äußeres Kontaktelement dar stellt. Das in Figur 2A dargestellte optoelektronische Halb leiterbauelement weist einen Schichtstapel aus einer ersten Halbleiterschicht 100 von einem ersten Leitfähigkeitstyp, bei spielsweise p-Typ, sowie einer zweiten Halbleiterschicht 110 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ, auf. Eine aktive Zone 105 kann zwischen den Halbleiterschich ten 100, 110 angeordnet sein.

Die aktive Zone 105 kann beispielsweise einen pn-Übergang, ei ne Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopf-Struktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfach-Quantentopf- Struktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die Bezeichnung „Quantentopf-Struktur" entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Schichten .

Eine erste Stromaufweitungsschicht 123 kann in elektrischem Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 100 ausgebildet sein. Die erste Stromaufweitungsschicht 123 kann eine oder mehrere Schichten aufweisen. Beispielsweise kann die erste Stromauf weitungsschicht 123 eine Silberschicht enthalten, die durch geeignete Schichten eingekapselt sein kann. Das erste Kon taktelement 115 ist über die erste Stromaufweitungsschicht 123 mit der ersten Halbleiterschicht 100 elektrisch verbunden. Ge mäß Ausführungsformen kann eine erste Passivierungsschicht 120 zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht 123 und dem ersten Kontaktelement 115 angeordnet sein. Gemäß weiteren Ausfüh rungsformen kann auf diese erste Passivierungsschicht 120 auch verzichtet werden. Die zweite Halbleiterschicht 110 ist auf der von der zweiten Hauptoberfläche 108 abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet. Eine zweite Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht 111 kann bei spielsweise aufgeraut sein, um die Auskoppeleffizienz der er zeugten elektromagnetischen Strahlung zu erhöhen.

Die erste Halbleiterschicht 100 kann strukturiert sein, so dass eine Mesa 103 ausgebildet wird. Beispielsweise kann dadurch ein horizontaler Teil 113, 114 der zweiten Halbleiter schicht freiliegend, d.h. nicht mit der ersten Halbleiter schicht 100 bedeckt sein. Beispielsweise ist der freiliegende Teil 113, 114 der zweiten Halbleiterschicht am Rand des Halb leiterchips angeordnet. Beispielsweise kann eine Kontaktstruk- tur 118 auf dem freiliegenden Teil 113, 114 der ersten Haupt oberfläche angeordnet sein. Stellen die beiden äußeren Kontak telemente 129, wie in Figur 1B gezeigt, jeweils erste Kontak telemente 115 dar, so können beispielsweise die ersten Kontak telemente 115 über die erste Stromaufweitungsschicht 123 mit einander elektrisch verbunden sein. Eine Oberfläche der Kon taktstruktur 118 kann in einer Höhe angeordnet sein, die klei ner als eine Höhe der zweiten Hauptoberfläche 108 des Halb leiterchips ist. Der Begriff „zweite Hauptoberfläche" bezeich net dabei eine äußerste horizontale Begrenzungsfläche des Halbleiterchips 10. Beispielsweise kann die zweite Hauptober fläche 108 des Halbleiterchips 10 in Kontakt mit einer Leiter platte (nicht gezeigt in Figur 2A) gebracht werden, wenn das Halbleiterbauelement ausgebildet wird. Die Kontaktstruktur 118 kann von der Leiterplatte beabstandet sein, wenn der Halb leiterchip mit der Leiterplatte in Kontakt gebracht wird.

Figur 2B zeigt eine Querschnittsansicht des in den Figuren 1B und IC gezeigten Halbleiterchips zwischen II und II'. Die in Figur 2B gezeigte Querschnittsansicht schneidet den Halb leiterchip im Bereich eines zweiten Kontaktelements 117. Das zweite Kontaktelement 117 ist elektrisch mit der zweiten Halb leiterschicht 110 elektrisch verbunden, die auf einer von der zweiten Hauptoberfläche 108 abgewandten Seite des Halbleiter schichtstapels angeordnet ist. Dabei ist unerheblich, ob das zweite Kontaktelement 117 ein inneres oder ein äußeres Kontak telement ist. Wie unter Bezugnahme auf Figur 2A erläutert wor den ist, kann beispielsweise die erste Halbleiterschicht 100 zu einer Mesa strukturiert sein, so dass ein erster und zwei ter horizontaler Teil 113, 114 der zweiten Halbleiterschicht 110 freiliegend ist. Beispielsweise ist der freiliegende Teil 113, 114 der zweiten Halbleiterschicht am Rand des Halbleiter chips angeordnet. Gemäß Ausführungsformen kann elektrischer Kontakt zwischen dem zweiten Kontaktelement 117 und der zwei ten Halbleiterschicht 110 ausschließlich über freiliegende Teile 113, 114, die am Rand des Halbleiterchips angeordnet sind, erfolgen. Beispielsweise liegen in einem zentralen Teil des Halbleiterchips keine Kontakte zwischen dem zweiten Kon taktelementen 117 und der zweiten Halbleiterschicht vor. Eine Passivierungsschicht 120 kann über der ersten Stromaufwei tungsschicht 123 sowie über freiliegenden Teilen der ersten Halbleiterschicht 100 angeordnet sein, um die erste Halb leiterschicht 100 von dem zweiten Kontaktelement 117 elektrisch zu isolieren. Das zweite Kontaktelement 117 kann in direktem Kontakt mit der zweiten Halbleiterschicht 110 angeordnet sein und mit dieser elektrisch verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen können weitere leitfähige Schichten zwischen der zweiten Halb leiterschicht 110 und dem zweiten Kontaktelement 117 angeord net sein. Eine Kontaktstruktur 118 kann in Bereichen außerhalb des zweiten Kontaktelements 117 über dem freiliegenden Teil 113, 114 der zweiten Halbleiterschicht 110 angeordnet sein. Gemäß Ausführungsformen können die Kontaktstruktur 118 und das zweite Kontaktelement 117 aus demselben leitfähigen Material hergestellt sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen können das zweite Kontaktelement 117 und die Kontaktstruktur 118 aus je weils unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein. Gemäß den Ausführungsformen von Figur 1B bildet das zweite Kontaktele ment 117 das innere Kontaktelement 128. Gemäß Ausführungsfor men, die in Figur IC dargestellt sind, bilden zwei zweite Kon taktelemente 117 jeweils die äußeren Kontaktelemente 129. In diesem Fall können die zwei äußeren Kontaktelemente 117 über die Kontaktstruktur 118 miteinander elektrisch verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen können sie jedoch auch über eine beliebige andere geeignete leitfähige Schicht des Halb leiterchips miteinander elektrisch verbunden sein.

Figur 2C zeigt eine schematische Querschnittsansicht des opto elektronischen Halbleiterchips zwischen III und III', wie in Figur 1B dargestellt. Gemäß Ausführungsformen sind die zwei äußeren Kontaktelemente 129 jeweils erste Kontaktelemente 115, die mit der ersten Halbleiterschicht 100 elektrisch verbunden sind. Beispielsweise sind die zwei äußeren Kontaktelemente 129 über die erste Stromaufweitungsschicht 123 miteinander elektrisch verbunden. Die weiteren Komponenten des in Figur 2C veranschaulichten Halbleiterchips sind bereits unter Bezugnah me auf die Figuren 2A und 2B erläutert worden. Beispielsweise kann die erste Stromaufweitungsschicht 123 Silber enthalten, wodurch eine hohe Leitfähigkeit und damit Stromtragfähigkeit der ersten Stromaufweitungsschicht 123 erreicht wird. Durch geeignetes Einstellen der Schichtdicke der ersten Stromaufwei tungsschicht kann ihre Stromtragfähigkeit erhöht werden.

Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines optoelektroni schen Halbleiterchips, bei dem die zwei äußeren Kontaktelemen te 129 jeweils zweite Kontaktelemente 117 sind. Es ist aber selbstverständlich, dass weitere Veränderungen vorgenommen werden können, so dass die in Figur 3 gezeigte Struktur auf den Fall anwendbar ist, dass die zwei äußeren Kontaktelemente 129 jeweils erste Kontaktelemente 115 sind.

Der in Figur 3 gezeigte optoelektronische Halbleiterchip weist eine erste Halbleiterschicht 100 von einem ersten Leitfähig keitstyp, beispielsweise p-leitend, sowie eine zweite Halb leiterschicht 110 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, bei spielsweise n-leitend, auf. Die erste und die zweite Halb leiterschicht 100, 110 bilden einen Halbleiterschichtstapel . Eine aktive Zone 105 kann zwischen erster und zweiter Halb leiterschicht 100, 110 angeordnet sein. Von dem optoelektroni schen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise über die zweite Hauptoberfläche 111 der zweiten Halbleiterschicht ausgegeben werden. Die zweite Haupt oberfläche 111 der zweiten Halbleiterschicht 110 kann aufge raut sein, um die Auskoppeleffizienz der erzeugten elektromag netischen Strahlung zu erzeugen.

Eine erste Stromaufweitungsschicht 123 kann in Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 100 angeordnet sein. Die erste Strom aufweitungsschicht 123 kann beispielsweise Silber enthalten oder aus Silber bestehen und durch eine geeignete Passivie rungsschicht 120 eingekapselt sein. Gemäß weiteren Ausfüh- rungsformen kann die erste Stromaufweitungsschicht 123 jedoch auch in unterschiedlicher Weise realisiert sein. Abweichend von den in den Figuren 2A bis 2C dargestellten Ausführungsfor men ist hier eine zweite Kontaktstruktur 122 vorgesehen, die die zweite Halbleiterschicht 110 elektrisch kontaktiert. Bei spielsweise kann die zweite Kontaktstruktur 122 in einer in der ersten Halbleiterschicht 100 ausgebildeten Öffnung 124 an geordnet sein und sich somit durch die erste Halbleiterschicht 100 erstrecken. Die zweite Kontaktstruktur 122 kann über ein isolierendes Material, beispielsweise einen Teil einer ersten Passivierungsschicht 120 von der ersten Halbleiterschicht 100 elektrisch isoliert sein. Die zweite Kontaktstruktur 122 kann mit einer zweiten Stromaufweitungsschicht 125 elektrisch ver bunden sein. Die zweite Stromaufweitungsschicht 125 kann auf einer von der zweiten Halbleiterschicht 110 abgewandten Seite der ersten Halbleiterschicht 100 angeordnet sein. Die erste Stromaufweitungsschicht 123 kann zwischen erster Halbleiter schicht 100 und zweiter Stromaufweitungsschicht 125 angeordnet sein. Ein Teil der zweiten Stromaufweitungsschicht 125 kann sich seitlich entlang dem Halbleiterschichtstapel erstrecken und somit eine Art Trägerstruktur des optoelektronischen Halb leiterchips 10 ausbilden.

Gemäß Ausführungsformen kann der optoelektronische Halbleiter chip 10 direkt angrenzend an die zweite Stromaufweitungs- schicht 125 elektrisch kontaktiert sein und somit ein Chip- Size-Package ausbilden. Gemäß weiteren Ausführungsformen kön nen das erste und das zweite Kontaktelement 115, 117 jeweils als Kontaktsäulen ausgebildet sein, wie in Figur 3 veranschau licht ist. Beispielsweise kann eine Vergussmasse 130 zwischen den Kontaktsäulen angeordnet sein und somit zu einer Stabili sierung des optoelektronischen Halbleiterchips beitragen. Wie in Figur 3 veranschaulicht, sind die zweiten Kontaktelemente 117 jeweils in Kontakt mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 125 angeordnet. Das erste Kontaktelement 115 ist über eine erste Öffnung 121, die insbesondere in der zweiten Stromauf weitungsschicht 125 ausgebildet ist, mit der ersten Stromauf weitungsschicht 123 elektrisch verbunden. Ein erster Kontakt bereich 116 kann mit dem ersten Kontaktelement 115 elektrisch verbunden sein. Zweite Kontaktbereiche 119 können jeweils mit den zweiten Kontaktelementen 117 elektrisch verbunden sein.

Wie in Figur 3 veranschaulicht ist, sind jeweils das innere sowie die zwei äußeren Kontaktelemente auf einer Seite der zweiten Hauptoberfläche 108 des Halbleiterchips angeordnet. Die zweite Hauptoberfläche 108 des Halbleiterchips 10 ist der Lichtemissions-Oberfläche des Halbleiterchips 10 gegenüberlie gend. Entsprechend stellt der beschriebene Halbleiterchip ein Flip-Chip-Bauelement dar. Gemäß Ausführungsformen kann der Halbleiterchip eine Vielzahl zweiter Kontaktstrukturen 122 um fassen, die jeweils die zweite Halbleiterschicht 110 mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 125 verbinden.

Wie unter Bezugnahme auf die Figuren 2A bis 2C sowie 3 be schrieben worden ist, können gemäß Ausführungsformen die zwei äußeren Kontaktelemente 129 über eine leitfähige Schicht in nerhalb des Halbleiterchips 10 miteinander elektrisch verbun den sein. Beispielsweise kann diese leitfähige Schicht nach außen hin isoliert sein. Gemäß Ausführungsformen kann die leitfähige Schicht derart ausgebildet sein, dass sie nicht mit einer Leiterplatte in Kontakt kommt, wenn die zweite Haupt oberfläche des Halbleiterchips mit der Leiterplatte in Kontakt gebracht wird. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die äu ßeren Kontaktelemente 129 über eine Kontaktstruktur elektrisch verbunden sein. Diese Kontaktstruktur kann beispielsweise auf einem freiliegenden Teil einer ersten Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht angeordnet sein. Als Ergebnis liegt die Kontaktstruktur nicht an der zweiten Hauptoberfläche des Halbleiterchips vor sondern ist von der zweiten Hauptoberflä che beabstandet. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine entsprechende Kontaktstruktur in dem Halbleiterchip vergraben sein. Als Folge kann eine elektrische Verbindung jeweils der äußeren und inneren Kontakte 129, 128 der Halbleiterchips durch Anschlussbereiche realisiert werden, die in einer einzi gen Ebene angeordnet sind, wie nachfolgend beschrieben werden wird .

Ein Halbleiterbauelement 20 umfasst eine Vielzahl von Halb leiterchips 10 wie vorstehend beschrieben sowie eine Leiter platte 200, auf der die Halbleiterchips 10 angeordnet sind. Figur 4A veranschaulicht ein Beispiel einer Leiterplatte 200. Die in Figur 4A gezeigte Leiterplatte 200 kann aus einem be liebigen Grundmaterial wie beispielsweise Keramik, Glas oder anderen isolierenden Materialien aufgebaut sein. Leitende Schichten oder Folien können über der Leiterplatte angeordnet und geeignet strukturiert sein. Die Leiterplatte 200 weist ei ne Vielzahl von ersten Anschlussbereichen 205 und eine Viel zahl von zweiten Anschlussbereichen 210 auf.

Beispielsweise können die ersten Anschlussbereiche 205 derart angeordnet sein, dass sie jeweils die inneren Kontaktelemente 128 benachbarter Halbleiterchips miteinander verbinden. Wei terhin können die zweiten Kontaktbereiche 210 jeweils die äu ßeren Kontaktelemente 129 zweier benachbarter optoelektroni scher Halbleiterchips miteinander verbinden. Beispielsweise können die ersten Kontaktbereiche 205 linienartig ausgebildet sein. Die zweiten Kontaktbereiche 210 können jeweils als un terbrochene Linien ausgebildet sein. Dabei ist die Länge der unterbrochenen Linien derart bemessen, dass sie geeignet sind, die äußeren Kontaktelemente 129 jeweils zweiter benachbarter Halbleiterchips miteinander zu verbinden. Die ersten und zwei ten Kontaktbereiche können beispielsweise durch Strukturieren einer leitfähigen Schicht hergestellt sein. Beispielsweise kann die leitfähige Schicht eine Kupferschicht oder eine ande re leitende, beispielsweise eine metallische Schicht sein.

Figur 4B zeigt ein Beispiel einer Anordnung von verschiedenen optoelektronischen Halbleiterchips 11, 12, 13, die auf der Leiterplatte 200 aufgebracht sein können. Beispielsweise kann eine Vielzahl ähnlicher oder identischer optoelektronischer Halbleiterchips auf der Leiterplatte 200 aufgebracht sein und das optoelektronische Bauelement bilden. Gemäß weiteren Aus führungsformen kann die Vielzahl von Halbleiterchips eine ers te Vielzahl von Halbleiterchips 11 einer ersten Farbe, bei spielsweise blau, eine zweite Vielzahl von Halbleiterchips 12 einer zweiten Farbe, beispielsweise grün, sowie eine dritte Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips 13 einer dritten Farbe, beispielsweise rot, enthalten. Beispielsweise können die Halbleiterchips in Reihen und Spalten angeordnet sein, wo bei jeweils die Halbleiterchips einer Farbe derart angeordnet sind, dass sie durch benachbarte zweite Kontaktbereiche 210 miteinander elektrisch verbunden werden können. Beispielsweise können die Halbleiterchips einer Farbe jeweils in Spalten an geordnet sein, so dass sie jeweils über die zweiten Kontaktbe reiche 210 miteinander elektrisch verbunden sind. Beispiels weise können jeweils die äußeren Kontaktelemente 129 zweier benachbarter Halbleiterchips über die zweiten Anschlussberei che 210 miteinander elektrisch verbunden sein. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterchips ei ner Spalte in Reihe geschaltet. Weiterhin können jeweils die inneren Kontaktelemente 128 von Halbleiterchips einer Reihe über die ersten Anschlussbereiche 205 miteinander elektrisch verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement 20 weiterhin noch einen Treiber umfassen, beispielsweise mit einem ersten Treiberelement 206, durch das eine vorgegebene Spannung jeweils an die Reihen oder die ers- ten Anschlussbereiche 205 angelegt werden kann. Der Treiber kann ferner ein zweites Treiberelement 211, durch das eine vorgegebene Spannung jeweils an die Spalten oder die zweiten Anschlussbereiche 210 angelegt werden kann, umfassen.

Beispielsweise können auf diese Weise insgesamt mehr als 50 oder mehr als 100 optoelektronische Halbleiterchips auf einfa che Weise angeordnet und elektrisch angeschlossen werden. Bei spielsweise kann das optoelektronische Halbleiterbauelement etwa mehr als 15 x 30, beispielsweise 18 x 32 optoelektroni sche Halbleiterchips aufweisen. Beispielsweise kann eine typi sche Größe eines Chips etwa 50 ym betragen. Die Größe kann aber auch kleiner sein, beispielsweise bis zu 10 ym.

Durch die spezielle Ausgestaltung der optoelektronischen Halb leiterchips mit zwei äußeren und einem inneren Kontaktelement ist es möglich, diese optoelektronischen Halbleiterchips der art miteinander zu verbinden, so dass der Strom über die zwei ten Anschlussbereiche 210 geleitet werden kann. Wie beschrie ben worden ist, wird ein Teil der elektrischen Verschaltung der äußeren Kontaktelemente 129 und damit der zweiten An schlussbereiche über eine leitfähige oder Halbleiterschicht innerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips bewirkt. Durch dieses spezielle Verdrahtungsschema innerhalb des Chips, durch welches zwei äußere Kontaktelemente 129 miteinander elektrisch verbunden sind und jeweils auf gegenüberliegenden Seiten eines inneren Kontaktelements 128 angeordnet sind, kann eine einfache Verschaltung einer Vielzahl von optoelektroni schen Halbleiterchips in einem optoelektronischen Halbleiter bauelement realisiert werden. Entsprechend kann eine Verschal tung von verschiedenen LEDs einfach realisiert werden, ohne die Notwendigkeit, Leitungen, die eine Abschattung des Bauele ments bewirken könnten oder aufwändig herzustellen sind, be reitzustellen. Wie beschrieben worden ist, kann die Verdrah- tung der einzelnen Halbleiterchips 10, 11, 12, 13 durch Lei terbahnen oder Anschlussbereiche 205, 210 bewirkt werden, die in einer einzigen Ebene angeordnet sind. Entsprechend ist es nicht erforderlich, eine Isolation zwischen unterschiedlichen Verdrahtungsebenen bereitzustellen.

Das hier beschriebene Halbleiterbauelement kann beispielsweise ein Halbleiterbauelement mit einer Vielzahl von Halbleiter chips, die matrixartig angeordnet und miteinander verschaltet sind, sein. Beispiele umfassen Anzeigevorrichtungen, Video leinwände, Sensoren und andere. Die Halbleiterchips können optoelektronische Halbleiterchips sein, die geeignet sind, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu empfangen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die optoelektronischen Halbleiterchips auch elektromechanische Halbleiterchips, Lo gik- oder Treiberchips sein.

Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Anmeldung soll jegliche Anpas sungen oder Variationen der hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt. BEZUGSZEICHENLISTE

10 Halbleiterchip

11 erster Halbleiterchip

12 zweiter Halbleiterchip

13 dritter Halbleiterchip

1 6 emittierte elektromagnetische Strahlung

20 Halbleiterbauelement

100 erste Halbleiterschicht

101 erste Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht

1 03 Mesa

1 05 aktive Zone

1 07 erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips

1 0 8 zweite Hauptoberfläche des Halbleiterchips

110 zweite Halbleiterschicht

111 zweite Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht

1 13 erster freiliegender Teil der zweiten Halbleiterschicht

1 14 zweiter freiliegender Teil der zweiten Halbleiter schicht

1 15 erstes Kontaktelement

1 1 6 erster Kontaktbereich

1 17 zweites Kontaktelement

1 1 8 KontaktStruktur

1 1 9 zweiter Kontaktbereich

120 erste Passivierungsschicht

121 erste Öffnung

122 zweite Kontaktstruktur

123 erste Stromaufweitungsschicht

124 Öffnung

125 zweite Stromaufweitungsschicht

127 isolierende Schicht

12 8 inneres Kontaktelement

12 9 äußeres Kontaktelement 130 Vergussmasse

200 Leiterplatte

205 erster Anschlussbereich

206 erstes Treiberelement 210 zweiter Anschlussbereich

211 zweites Treiberelement