Beschreibung

Halbleiterbauelement und Beleuchtungsvorrichtung Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement sowie eine Beleuchtungsvorrichtung.

Für die Hinterleuchtung von Anzeigevorrichtung,

beispielsweise Flüssigkristalldisplays (LCDs) , können

Leuchtdioden als Strahlungsquellen eingesetzt werden. Solche Anwendungen erfordern jedoch einen hohen Gamut, um einen möglichst großen Anteil der vom menschlichen Auge

wahrnehmbaren Farben darstellen zu können. Beispielsweise kann durch LEDs, die im blauen Spektralbereich emittieren und einen im gelben Spektralbereich emittierenden Leuchtstoff für das menschliche Auge weiß erscheinende Strahlung zwar mit hoher Effizienz, aber mit reduziertem Gamut erzeugt werden. Durch Zugabe weiterer Leuchtstoffe kann der Gamut verbessert werden, die Effizienz nimmt jedoch ab. Ein hoher Farbgamut kann weiterhin erzielt werden, wenn drei voneinander

verschiedene Leuchtdioden direkt Strahlung im roten, grünen und blauen Spektralbereich erzeugen. Dies erfordert jedoch aufgrund der Ansteuerung von drei Einzelfarben eine komplexe elektronische Steuerung.

Eine Aufgabe ist es, ein Halbleiterbauelement anzugeben, mit dem Mischstrahlung mit hoher Effizienz erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein

Halbleiterbauelement gemäß Patentanspruch 1 und eine

Beleuchtungsvorrichtung mit einem solchen

Halbleiterbauelement gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen

Patentansprüche .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen zur Erzeugung einer Primärstrahlung mit einer ersten

Peakwellenlänge vorgesehenen Halbleiterchip auf. Die erste Peakwellenlänge liegt beispielsweise im ultravioletten oder im blauen Spektralbereich. Beispielsweise weist der

Halbleiterchip einen zur Erzeugung der ersten Peakwellenlänge vorgesehenen aktiven Bereich auf. Der aktive Bereich ist beispielsweise Teil eines Halbleiterkörpers mit einer

Halbleiterschichtenfolge, die zum Beispiel epitaktisch auf einem Aufwachssubstrat abgeschieden ist. Beispielsweise weist der Halbleiterchip einen Träger auf, auf dem der

Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge mit dem aktiven Bereich angeordnet ist. Der Träger stabilisiert den Halbleiterkörper mechanisch. Der Träger kann das

Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge sein.

Alternativ kann der Träger von einem Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge verschieden sein.

Der Halbleiterchip weist zweckmäßigerweise eine erste

Anschlussfläche und eine zweite Anschlussfläche zur

elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips auf. Die erste Anschlussfläche und die zweite Anschlussfläche können auf derselben Seite des Halbleiterchips oder auf

gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterchips angeordnet sein .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement ein Strahlungskonversionselement auf, das die Primärstrahlung zumindest teilweise in Sekundärstrahlung mit einer zweiten Peakwellenlänge umwandelt. Die Sekundärstrahlung weist insbesondere eine größere Peakwellenlänge auf als die

Primärstrahlung. Beispielsweise liegt die zweite

Peakwellenlänge im grünen, gelben oder roten Spektralbereich.

Insbesondere ist das Strahlungskonversionselement dafür vorgesehen, die Primärstrahlung des Halbleiterchips nur teilweise umzuwandeln, sodass das Halbleiterbauelement insgesamt eine Mischstrahlung mit der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung abstrahlt. Beispielsweise ist die

Mischstrahlung für das menschliche Auge weiß erscheinendes Licht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Strahlungskonversionselement eine Quantenstruktur auf, die die Primärstrahlung zumindest teilweise in Sekundärstrahlung mit der zweiten

Peakwellenlänge umwandelt.

Die Bezeichnung Quantenstruktur umfasst im Rahmen der

Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der

Ladungsträger durch Einschluss ( "confinement " ) eine

Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können.

Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantenstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentöpfe, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen. Beispielsweise weist die Quantenstruktur eine Mehrzahl von Quantenschichten auf, zwischen denen Barriereschichten angeordnet sind. Zum Beispiel bilden die Quantenschichten und die Barriereschichten eine Mehrfachquantentopf (Multi Quantum Well, MQW) -Struktur . Das Strahlungskonversionselement weist beispielsweise ein für die Primärstrahlung durchlässiges Substrat auf. Das Substrat dient insbesondere der

mechanischen Stabilisierung der Quantenstruktur.

Beispielsweise ist das Substrat mindestens fünfmal so dick wie die Quantenstruktur. Das Substrat kann ein

Aufwachssubstrat für die beispielsweise epitaktische

Abscheidung der Quantenstruktur sein. Alternativ kann das Substrat auch von dem Aufwachssubstrat für die

Quantenstruktur verschieden sein. Das Halbleiterbauelement kann auch mehr als ein solches Strahlungskonversionselement aufweisen. Beispielsweise können zwei oder mehr

Strahlungskonversionselemente, die Strahlung mit derselben Peakwellenlänge emittieren, übereinander angeordnet sein. Die Effizienz der Strahlungskonversion kann so gesteigert werden.

Das Substrat des Strahlungskonversionselements bedeckt den Halbleiterchip insbesondere großflächig, beispielsweise in Draufsicht auf den Halbleiterchip zu mindestens 20 % oder zu mindestens 50 %. Das Substrat kann den Halbleiterchip auf vollständig bedecken.

In mindestens einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen zur Erzeugung einer Primärstrahlung mit einer ersten Peakwellenlänge vorgesehenen Halbleiterchip und ein Strahlungskonversionselement, das auf dem Halbleiterchip angeordnet ist, auf. Das

Strahlungskonversionselement weist eine Quantenstruktur auf, die die Primärstrahlung zumindest teilweise in

Sekundärstrahlung mit einer zweiten Peakwellenlänge

umwandelt. Weiterhin weist das Strahlungskonversionselement ein für die Primärstrahlung durchlässiges Substrat auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements enthält das

Strahlungskonversionselement Al _x InyGa]_- _x -yN, Al _x InyGa]_- _x -yP oder Al _x InyGa]__ _x _yAs . Hierbei gilt jeweils 0 < x < 1,

0 < γ < 1 und x + y < 1. Mit diesen Materialien kann

Strahlung im grünen, gelben oder roten Spektralbereich effizient erzeugt werden. Grundsätzlich eignet sich für das Strahlungskonversionselement jedoch jedes Halbleitermaterial, dessen Bandlücke für die Erzeugung von Sekundärstrahlung mit der zu erzeugenden zweiten Peakwellenlänge geeignet ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist die erste Peakwellenlänge kleiner als die zweite Peakwellenlänge. Zum Beispiel liegen die erste Peakwellenlänge im blauen Spektralbereich und die zweite

Peakwellenlänge im grünen, roten oder gelben Spektralbereich. Beispielsweise liegen die erste Peakwellenlänge im blauen Spektralbereich und die zweite Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich. Strahlung im grünen Spektralbereich wird also nicht mittels eines im grünen Spektralbereich

emittierenden Halbleiterchips, sondern mittels einer

Strahlungskonversion erzeugt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Emitter zur Abstrahlung einer dritten Peakwellenlänge auf. Der Begriff „Emitter" bezeichnet allgemein ein Element, das bei einer Anregung Strahlung emittiert. Die Anregung kann beispielsweise elektrisch oder optisch erfolgen.

Die erste Peakwellenlänge, die zweite Peakwellenlänge und gegebenenfalls die dritte Peakwellenlänge sind

zweckmäßigerweise jeweils voneinander verschieden. Beispielsweise beträgt eine Differenz zwischen den Peakwellenlängen jeweils mindestens 50 nm.

Beispielsweise liegen im blauen Spektralbereich, im grünen Spektralbereich und im roten Spektralbereich jeweils eine der ersten, zweiten und dritten Peakwellenlänge. Bei einer ersten Peakwellenlänge im blauen Spektralbereich und einer zweiten Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich liegt die dritte Peakwellenlänge beispielsweise im roten Spektralbereich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Reflektorschicht auf. Die Reflektorschicht enthält

beispielsweise ein Polymermaterial, das mit reflektierenden Partikeln gefüllt ist. Beispielsweise enthalten die Partikel Titandioxid, Zirconiumoxid oder Aluminiumoxid. Die

Reflektorschicht weist beispielsweise für die Peakwellenlänge der Primärstrahlung eine Reflektivität von mindestens 80 % auf .

Beispielsweise ist die Reflektorschicht an den Halbleiterchip und/oder an das Strahlungskonversionselement angeformt.

Beispielsweise grenzt die Reflektorschicht zumindest

bereichsweise an den Halbleiterchip und/oder an das

Strahlungskonversionselement unmittelbar an. Die

Reflektorschicht ist beispielsweise mittels eines

Gießverfahrens herstellbar. Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und

erforderlichenfalls ausgehärtet werden kann. Insbesondere umfasst der Begriff Gießverfahren Gießen (casting) ,

Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) , Formpressen (compression molding) und

folienassistiertes Gießen (foil assisted molding) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist die Reflektorschicht in einem

Strahlenpfad zwischen dem Emitter und dem

Strahlungskonversionselement angeordnet. Die Reflektorschicht verhindert also einen direkten Strahlenpfad zwischen dem Emitter und dem Strahlungskonversionselement.

Absorptionsverluste innerhalb des Halbleiterbauelements, beispielsweise durch Absorption der Strahlung mit der zweiten Peakwellenlänge im Emitter und/oder Strahlung mit der dritten Peakwellenlänge im Strahlungskonversionselement, sind so vermieden oder zumindest vermindert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist der Emitter ein weiteres

Strahlungskonversionselement. Beispielsweise weist das weitere Strahlungskonversionselement einen Leuchtstoff zur Erzeugung der Strahlung mit der dritten Peakwellenlänge auf. Alternativ kann der Emitter eine weitere Quantenstruktur zur Erzeugung der Strahlung mit der dritten Peakwellenlänge aufweisen. Die weitere Quantenstruktur kann insbesondere wie im Zusammenhang mit der Quantenstruktur beschrieben

ausgeführt sein, wobei die Quantenstruktur und die weitere Quantenstruktur zweckmäßigerweise in voneinander

verschiedenen Spektralbereichen emittieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements sind das Strahlungskonversionselement und das weitere Strahlungskonversionselement nebeneinander auf dem Halbleiterchip angeordnet. Die

Strahlungskonversionselemente sind insbesondere überlappungsfrei nebeneinander auf dem Halbleiterchip

angeordnet. Das Strahlungskonversionselement und das weitere Strahlungskonversionselement können aneinander angrenzen oder voneinander beabstandet sein. Beispielsweise ist die

Reflektorschicht zwischen dem Strahlungskonversionselement und dem weiteren Strahlungskonversionselement angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements sind das Strahlungskonversionselement und das weitere Strahlungskonversionselement übereinander auf dem Halbleiterchip angeordnet.

Bei einer Ausgestaltung, bei der das weitere

Strahlungskonversionselement eine weitere Quantenstruktur aufweist, kann das Strahlungskonversionselement ein weiteres Substrat aufweisen. Das Strahlungskonversionselement und das weitere Strahlungskonversionselement können bei der

Herstellung also unabhängig voneinander hergestellt und nachfolgend aufeinander oder nebeneinander angeordnet sein. Alternativ können das Strahlungskonversionselement und das weitere Strahlungskonversionselement ein gemeinsames Substrat aufweisen. Beispielsweise können die Quantenstruktur und die weitere Quantenstruktur in eine gemeinsame

Halbleiterschichtenfolge integriert oder zumindest

nacheinander auf einem gemeinsamen Substrat epitaktisch abgeschieden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen weiteren Halbleiterchip auf. Beispielweise ist das weitere

Strahlungskonversionselement auf dem weiteren Halbleiterchip angeordnet. Die von dem weiteren Halbleiterchip erzeugte Strahlung kann gleich der Primärstrahlung des Halbleiterchips sein. Alternativ kann die Peakwellenlänge der weiteren

Strahlung von der ersten Peakwellenlänge der Primärstrahlung verschieden sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist das weitere

Strahlungskonversionselement durch einen Leuchtstoff

gebildet, der in eine Umhüllung des Halbleiterchips

eingebettet ist. Die Umhüllung enthält beispielsweise ein für die Primärstrahlung durchlässiges Polymermaterial, etwa ein Epoxid oder ein Silikon.

Bei der Herstellung des Halbleiterbauelements wird die

Umhüllung beispielsweise mittels einer Formmasse ausgebildet, die an den insbesondere bereits elektrisch kontaktierten Halbleiterchip angeformt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist der Emitter der weitere

Halbleiterchip. Beispielsweise weist der weitere

Halbleiterchip einen aktiven Bereich zur Erzeugung der dritten Peakwellenlänge auf. Beispielsweise enthält der aktive Bereich des weiteren Halbleiterchips Al _x InyGa]_- _x -yP oder Al _x InyGa _] __ _x _yAs, jeweils mit O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements sind der weitere Halbleiterchip und der Halbleiterchip in eine Reflektorschicht eingebettet. Auf dem weiteren Halbleiterchip ist ein für die dritte

Peakwellenlänge strahlungsdurchlässiger Körper angeordnet. Die Reflektorschicht grenzt an den strahlungsdurchlässigen Körper und an das Strahlungskonversionselement an. Auf einer Abstrahlungsseite des Halbleiterbauelements sind der

strahlungsdurchlässige Körper und das

Strahlungskonversionselement zumindest bereichsweise frei von der Reflektorschicht. In vertikaler Richtung, also in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven

Bereichs des Halbleiterchips verlaufenden Richtung, enden das Strahlungskonversionselement und der strahlungsdurchlässige Körper beispielsweise auf derselben Höhe oder im Wesentlichen auf derselben Höhe, beispielsweise mit einer Abweichung von höchstens 50 ym. Das Ausbilden der Reflektorschicht wird dadurch vereinfacht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist auf dem

Strahlungskonversionselement eine dielektrische Beschichtung angeordnet. Die dielektrische Beschichtung weist

beispielsweise eine Mehrzahl von dielektrischen Schichten auf, wobei aneinander angrenzende Schichten jeweils

voneinander verschiedene Brechungsindizes aufweisen. Die dielektrische Beschichtung weist beispielsweise eine

wellenlängenselektive Transmission auf. Die Transmission ist also für einen Spektralbereich größer also für einen anderen Spektralbereich. Zum Beispiel ist die dielektrische

Beschichtung für zumindest einen Strahlungsanteil,

beispielsweise die Primärstrahlung oder einen Teil der

Primärstrahlung, reflektierend ausgebildet. Alternativ oder ergänzend kann das emittierte Spektrum mittels der

dielektrischen Beschichtung vorgefiltert sein, beispielsweise im Hinblick auf spezifische Kundenanforderungen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist auf dem

Strahlungskonversionselement eine Streuschicht angeordnet. Beispielsweise ist die Streuschicht auf der dem

Halbleiterchip abgewandten Seite des

Strahlungskonversionselements angeordnet. Die Streuschicht enthält beispielsweise Streupartikel mit einer Konzentration zwischen einschließlich 10 Gew% und einschließlich 30 Gew%, beispielsweise zwischen einschließlich 15 Gew% und

einschließlich 25 Gew% . Eine Schichtdicke der Streuschicht beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 10 ym und einschließlich 30 ym. Die Streupartikel enthalten

beispielsweise Titandioxid, Aluminiumoxid oder Zirconiumoxid .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist die Quantenstruktur auf der dem Halbleiterchip zugewandten Seite des Substrats angeordnet. Die in der Quantenstruktur entstehende Verlustwärme kann so über den Halbleiterchip abtransportiert werden. Davon

abweichend kann die Quantenstruktur auch auf der dem

Halbleiterchip abgewandten Seite des Substrats angeordnet sein .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist das Strahlungskonversionselement eine Auskoppelstruktur auf. Die Auskoppelstruktur ist zur Erhöhung der Strahlungsauskopplung aus dem

Strahlungskonversionselement vorgesehen. Beispielsweise ist die Auskoppelstruktur auf der der Quantenstruktur zugewandten Seite des Substrats angeordnet. Zum Beispiel ist die

Auskoppelstruktur mittels einer strukturierten Aufwachsfläche des Substrats gebildet. Weiterhin kann die Auskoppelstruktur auf der dem Substrat abgewandten Seite der Quantenstruktur angeordnet sein. Alternativ kann die Auskoppelstruktur auf der der Quantenstruktur abgewandten Seite des Substrats angeordnet sein. Beispielsweise ist die Auskoppelstruktur in Form einer Aufrauung des Substrats ausgebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist das Halbleiterbauelement als ein oberflächenmontierbares Bauelement (surface mounted device, SMD) ausgeführt. Das Halbleiterbauelement weist insbesondere auf der der Abstrahlungsseite abgewandten Montagefläche zumindest zwei Kontakte für die externe elektrische

Kontaktierung des Halbleiterbauelements auf.

Eine Beleuchtungsvorrichtung weist gemäß zumindest einer Ausführungsform zumindest ein Halbleiterbauelement und einen Anschlussträger, auf dem das Halbleiterbauelement angeordnet ist, auf. Der Anschlussträger kann beispielsweise eine

Leiterplatte sein. Das Halbleiterbauelement kann eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Beleuchtungsvorrichtung ist die Beleuchtungsvorrichtung für die Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, für eine

Projektion, für ein Blitzlicht oder für einen Scheinwerfer ausgebildet . Mit dem beschriebenen Halbleiterbauelement und der

Beleuchtungsvorrichtung können insbesondere die folgenden Effekte erzielt werden.

Ein Strahlungskonversionselement mit einer insbesondere epitaktisch gewachsenen Quantenstruktur kann sich durch eine hohe Temperaturstabilität auszeichnen. Beispielsweise kann im roten Spektralbereich oder im grünen Spektralbereich liegende Sekundärstrahlung die hohe Temperaturstabilität einer auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere auf

Al _x InyGa _] __ _x _yN, basierenden Leuchtdiode aufweisen. Weiterhin ist bei einem solchen Strahlungskonversionselement die

Emissionswellenlänge einfach einstellbar, insbesondere durch Variation der Schichtdicken und der Materialien der

Quantenstruktur. Der Konversionsgrad ist mittels der Anzahl der Quantenschichten einfach und zuverlässig einstellbar. Alternativ zu einer epitaktischen Abscheidung ist auch ein anderes Abscheideverfahren denkbar, beispielsweise Sputtern. Photolumineszente Strukturen können so besonders

kostengünstig hergestellt werden.

Ferner hat sich gezeigt, dass die optische Anregung einer im grünen Spektralbereich emittierenden Quantenstruktur, beispielsweise auf der Basis von Al _x InyGa _] _- _x -yN, effizienter ist als eine direkte Strahlungserzeugung in einer solchen Quantenstruktur durch elektrische Anregung.

Weiterhin kann insbesondere verglichen zu

Strahlungskonversionselementen mit Leuchtstoffen eine

spektral schmalbandige Emission, beispielsweise mit einer vollen Halbwertsbreite (Füll Width at Half Maximum, FWHM) von etwa 30 nm erzielt werden, während Leuchtstoffe

typischerweise eine Abstrahlung mit einer vollen

Halbwertsbreite zwischen etwa 50 und 100 nm bewirken. Dadurch kann eine höhere Farbreinheit erzielt werden, wodurch ein hoher Gamut mit hoher Effizienz erzielbar ist.

Zudem kann in dem Strahlungskonversionselement eine räumliche Trennung zwischen der Strahlungskonversion und der Streuung der Strahlung erfolgen, beispielsweise durch eine

Strahlungskonversion in der Quantenstruktur und eine Streuung durch eine Auskoppelstruktur des Substrats, etwa auf der Abstrahlungsseite .

Strahlungskonversionselemente mit einer Quantenstruktur können sich weiterhin durch eine geringe Schichtdicke

auszeichnen. Während Strahlungskonversionselemente mit

Leuchtstoffen typischerweise eine Schichtdicke von etwa

100 ym aufweisen, kann mit einem Strahlungskonversionselement mit einer Quantenstruktur eine Schichtdicke von unter einem 1 ym, beispielsweise zwischen 100 nm und 1 ym, erzielt werden. Die im Betrieb entstehende Verlustwärme kann so effizienter abgeführt werden.

Weiterhin können Iterationszyklen bei der Herstellung neuer Halbleiterbauelemente in der Entwicklungsphase verkürzt werden, insbesondere durch die flexible Anpassbarkeit des Strahlungskonversionselements .

Die von der Quantenstruktur abgewandte Seite des Substrats kann weiterhin zusätzliche optische Funktionen erfüllen, beispielsweise die Funktion eines insbesondere

wellenlängenselektiven Spiegels oder Filters, und/oder die Funktion einer Auskoppelstruktur, beispielsweise einer

Aufrauung .

Das Halbleiterbauelement weist weiterhin mindestens zwei Strahlungsquellen auf, die insbesondere im Vergleich zu auf Leuchtstoff basierenden Konversionselementen schmalbandig emittieren, nämlich den Halbleiterchip und das

Konversionselement mit der Quantenstruktur. Ein hoher Gamut kann so vereinfacht erzielt werden. Weiterhin ist das

Abstrahlungsspektrum des Halbleiterbauelements auf einfache und zuverlässige Weise bereits allein durch die Anpassung des Strahlungskonversionselements , etwa der Schichtfolge und/oder der Schichtdicken an kundenspezifische Anforderungen

anpassbar . Ferner kann die Abstrahlcharakteristik einfach modifiziert werden, beispielsweise zur Erzeugung einer räumlich

gerichteten Emission.

Streuende Schichten oder Strukturen des Halbleiterbauelements bewirken weiterhin eine effiziente Farbmischung. Mittels einer dielektrischen Beschichtung kann beispielsweise eine wellenlängenselektive Auskopplung und/oder die Ausbildung einer resonanten Kavität für die erzeugte Strahlung und/oder eine Vorfilterung des Spektrums des Halbleiterbauelements auf einfache und zuverlässige Weise erzielt werden.

Zudem kann eine effiziente Einkopplung in das

Strahlungskonversionselement und/oder eine effiziente

Auskopplung aus dem Halbleiterbauelement auf einfache Weise erzielt werden, beispielsweise durch eine in dem Substrat ausgebildete Struktur, die einen Brechungsindexgradienten bewirkt .

Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in

Verbindung mit den Figuren.

Es zeigen: Figur 1A ein Ausführungsbeispiel für ein

Halbleiterbauelement in schematischer

Schnittansieht ; Figur 1B ein Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterchip;

Figuren IC bis IG verschiedene Ausführungsbeispiele für ein

Strahlungskonversionselement ;

Figur 2A ein Ausführungsbeispiel für ein

Halbleiterbauelement ;

Figur 2B ein Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterchip;

Figuren 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6, 7A, 7B, 8A, 8B, 8C und 8D jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein

Halbleiterbauelement ; Figur 9 ein Ausführungsbeispiel für eine

Beleuchtungsvorrichtung; und

Figuren 10A, 10B, IIA, IIB und 12 jeweils ein

Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können

vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere

Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein . In Figur 1A ist ein Ausführungsbeispiel für ein

Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht gezeigt. Das Halbleiterbauelement 1 weist einen zur Erzeugung einer Primärstrahlung mit einer ersten Peakwellenlänge vorgesehenen Halbleiterchip 2 auf. Die erste Peakwellenlänge

Primärstrahlung liegt in blauem Spektralbereich. Auf dem Halbleiterchip 2 ist ein Strahlungskonversionselement 3 angeordnet, das im Betrieb des Halbleiterbauelements im

Halbleiterchip 2 erzeugte Primärstrahlung teilweise in

Sekundärstrahlung mit einer zweiten Peakwellenlänge

umwandelt. Das Halbleiterbauelement 1 emittiert folglich Mischstrahlung mit der Primärstrahlung und der

SekundärStrahlung .

Das Halbleiterbauelement 1 weist weiterhin einen ersten

Kontakt 61 und einen zweiten Kontakt 62 auf. Der erste

Kontakt 61 und der zweite Kontakt 62 sind Teilbereiche eines Leiterrahmens. Der Leiterrahmen ist stellenweise in einem Gehäusekörper 6 eingebettet. Der Halbleiterchip 2 ist in einer Kavität 67 des Gehäusekörpers 6 angeordnet.

Auf dem Halbleiterchip 2 ist ein Strahlungskonversionselement 3 mit einer Quantenstruktur angeordnet. Verschiedene

Ausgestaltungen des Strahlungskonversionselements werden anhand der Figuren IC bis IG beschrieben.

Weiterhin können auch zwei oder mehr, beispielsweise drei gleichartige Strahlungskonversionselemente 3 übereinander angeordnet sein. Gleichartig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich die Peakwellenlängen der

Strahlungskonversionselemente nicht oder nur geringfügig voneinander unterscheiden, beispielsweise um höchstens 20 nm. Der Konversionsgrad ist so auf einfache Weise durch die

Anzahl der Strahlungskonversionselemente einstellbar.

Das Strahlungskonversionselement 3 ist mittels einer

Befestigungsschicht 8 an dem Halbleiterchip befestigt. Die Befestigungsschicht 8 ist zweckmäßigerweise mittels eines für die Primärstrahlung durchlässigen Materials gebildet.

Beispielsweise enthält die Befestigungsschicht 8 ein

Polymermaterial, etwa ein Silikon. Vorzugsweise liegt der Brechungsindex zwischen 1,5 und dem Brechungsindex des an die Befestigungsschicht angrenzenden Materials des

Halbleiterchips. Je größer der Brechungsindex der

Befestigungsschicht 8 ist, desto geringer ist der Anteil der Strahlung, der an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterchip 2 und der Befestigungsschicht 8 reflektiert wird. Eine solche Befestigungsschicht ist ebenfalls für die nachfolgenden

Ausführungsbeispiele geeignet, auch wenn die

Befestigungsschicht zur vereinfachten Darstellung nicht in allen Figuren gezeigt ist.

Der Halbleiterchip 2 und das Strahlungskonversionselement 3 sind von einer Reflektorschicht 7 umgeben. Die

Reflektorschicht grenzt insbesondere unmittelbar an den

Halbleiterchip 2 und das Strahlungskonversionselement 3 an.

Die Reflektorschicht 7 ist beispielsweise mittels eines Polymermaterials gebildet, das mit reflektierenden Partikeln versetzt ist. Beispielsweise enthält die Reflektorschicht ein Silikon oder ein Epoxid. Die Partikel enthalten

beispielsweise Titanoxid, Zirconiumoxid oder Aluminiumoxid.

Mittels der Reflektorschicht 7 wird vermieden, dass Strahlung seitlich aus dem Halbleiterchip 2 oder dem

Strahlungskonversionselement 3 austreten kann. Die erzeugte Strahlung trifft also nicht auf den Gehäusekörper 6. Das Material für den Gehäusekörper kann daher weitgehend

unabhängig von seinen optischen Eigenschaften ausgewählt werden, beispielsweise im Hinblick auf eine hohe mechanische Stabilität oder eine hohe Temperaturstabilität. Die

Befestigung des Halbleiterbauelements 1, beispielsweise mittels Lötens, wird so vereinfacht. In vertikaler Richtung erstreckt sich das

Halbleiterbauelement 1 zwischen einer Abstrahlungsseite 12 und einer der Abstrahlungsseite 12 gegenüberliegenden

Montageseite 13 des Halbleiterbauelements. An der Abstrahlungsseite 12 des Halbleiterbauelements 1 ist das Strahlungskonversionselement 3 zumindest stellenweise, vorzugsweise vollständig oder im Wesentlichen vollständig, beispielsweise zu mindestens 90 % der Fläche des

Strahlungskonversionselements , frei von Material der

Reflektorschicht 7.

Der erste Kontakt 61 und der zweite Kontakt 62 sind an der Montageseite 13 des Halbleiterbauelements ausgebildet und elektrisch leitend mit dem Halbleiterchip 2 verbunden. Das Halbleiterbauelement ist als ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement ausgebildet .

Eine Ausgestaltung des Halbleiterchips 2 ist in Figur 1B schematisch gezeigt. Der Halbleiterchip 2 weist auf der der Montageseite 13 zugewandten Rückseite eine erste

Anschlussfläche 25 und eine zweite Anschlussfläche 26 auf. Der Halbleiterchip 2 weist einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge 200 mit einem aktiven Bereich 20 auf, der zur Strahlungserzeugung der Primärstrahlung

vorgesehen ist. Der aktive Bereich 20 befindet sich zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten

Halbleiterschicht 22, wobei die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht zumindest stellenweise bezüglich des Leitungstyps voneinander verschieden sind, sodass sich der aktive Bereich 20 in einem pn-Übergang befindet. Die insbesondere epitaktisch abgeschiedenen Halbleiterschichten des Halbleiterchips 2 sind auf einem Träger 29 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Träger ein

Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichten des

Halbleiterchips. Beispielsweise enthält der Träger Saphir oder Siliziumcarbid. In dem in Figur 1A dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Halbleiterchip 2 in einer sogenannten Flipchip-Anordnung montiert, sodass die erste Anschlussfläche 25 und die zweite Anschlussfläche 26 auf der der Montageseite 13 zugewandten Seite des Halbleiterbauelements angeordnet sind. In

Draufsicht auf das Halbleiterbauelement überlappen jeweils der erste Kontakt 61 und die erste Anschlussfläche 25 sowie der zweite Kontakt 62 und die zweite Anschlussfläche 26.

Bei der Herstellung des Halbleiterbauelements 1 kann der Leiterrahmen mit dem ersten Kontakt 61 und dem zweiten

Kontakt 62 in einem Leiterrahmenverbund für eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen vorliegen. Der Halbleiterchip 2 wird auf dem Leiterrahmenverbund montiert. Vor oder nach der Montage der Halbleiterchips wird der Leiterrahmenverbund von einem Material für den Gehäusekörper 6 umformt. Auf dem

Halbleiterchip 2 wird das Strahlungskonversionselement 3 aufgebracht. Dies kann vor oder nach dem Befestigen der Halbleiterchips 2 an dem Leiterrahmenverbund erfolgen. Die an dem Leiterrahmenverbund befestigten Halbleiterchips werden von einer Formmasse für die Reflektorschicht umformt. Die einzelnen Halbleiterbauelemente 1 entstehen durch einen

Vereinzelungsschritt, bei dem sowohl der Leiterrahmenverbund als auch das Material für die Gehäusekörper durchgetrennt werden. Die Gehäusekörper 6 entstehen also erst beim

Vereinzeln der Halbleiterbauelemente 1. Die Seitenflächen des Gehäusekörpers 6, die das Halbleiterbauelement 1 in lateraler Richtung begrenzen, können daher zumindest stellenweise

Vereinzelungsspuren, beispielsweise Sägespuren oder Spuren eines Lasertrennverfahrens aufweisen. Derartige

Halbleiterbauelemente 1 können besonders kostengünstig und kompakt hergestellt werden. Ausführungsbeispiele für das Strahlungskonversionselement 3 sind in den Figuren IC bis IG in vergrößerter Darstellung gezeigt. Das Strahlungskonversionselement 3 weist eine

Quantenstruktur 30 auf. Die Quantenstruktur umfasst

Quantenschichten 31, zwischen denen Barriereschichten 32 angeordnet sind.

Die Quantenschichten 31 und die Barriereschichten 32 bilden eine Mehrfachquantentopf-Struktur . In derartigen

Quantenstrukturen findet innerhalb der Quantenschichten entlang genau einer Raumrichtung eine Quantisierung statt. Solche Quantenstrukturen sind besonders zuverlässig

herstellbar und zeichnen sich durch eine hohe Effizienz aus. Es können aber auch andere der eingangs genannten

Quantenstrukturen Anwendung finden.

Die Anzahl der Quantenschichten 31 kann in weiten Grenzen variiert werden. Beispielsweise weist die Quantenstruktur 30 zwischen einschließlich zwei und einschließlich 100,

beispielsweise 50 Quantenschichten auf.

Eine Schichtdicke der Quantenschichten beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 1 nm und einschließlich 10 nm. Eine Schichtdicke der Barrierenschichten 32 beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 3 nm und einschließlich 100 nm, beispielsweise 15 nm. Die Barriereschichten sind vorzugsweise nominell undotiert ausgebildet. Davon abweichend können die Barriereschichten jedoch auch dotiert sein.

Für die Erzeugung grüner Sekundärstrahlung weisen die

Quantenschichten 31 vorzugsweise Al _x InyGa _] _- _x -yN auf. Durch Erhöhung des Indium-Anteils und/oder eine Verbreiterung der Quantenschichten 31 kann die Peakwellenlänge der

Sekundärstrahlung erhöht werden.

Durch weitere Erhöhung des Indium-Anteils kann auch

Sekundärstrahlung mit einer Peakwellenlänge im gelben oder roten Spektralbereich erzielt werden. Für Sekundärstrahlung im roten Spektralbereich eignet sich weiterhin auch das

Materialsystem Al _x InyGa _] __ _x _yP .

Für Peakwellenlängen größer oder gleich 100 nm sind die

Quantenschichten vorzugsweise frei von Aluminium oder im Wesentlichen frei von Aluminium, beispielsweise mit x -S 0,05. Weiterhin beträgt der Indiumgehalt y vorzugsweise etwa 50 %, beispielsweise zwischen einschließlich 0,45 und

einschließlich 0,55, insbesondere zwischen einschließlich 0,44 und einschließlich 0,52. Derartige Materialien lassen sich mit hoher Kristallqualität auf Galliumarsenid

epitaktisch abscheiden.

Das Strahlungskonversionselement 3 weist weiterhin ein

Substrat 35 auf. Das Substrat 35 kann das Aufwachssubstrat für die epitaktische Abscheidung der Quantenstruktur 30 sein. Insbesondere bei einem Aufwachssubstrat , das für die

Primärstrahlung nicht strahlungsdurchlässig ist,

beispielsweise bei Galliumarsenid, kann die Quantenstruktur 30 auch auf ein vom Aufwachssubstrat verschiedenes Substrat übertragen werden, beispielsweise auf ein Glassubstrat. In diesem Fall ist das Substrat also verschieden von einem

Aufwachssubstrat für die Quantenstruktur 30 und stabilisiert die Quantenstruktur mechanisch. Das Aufwachssubstrat ist hierfür nicht mehr erforderlich und kann entfernt werden, so dass das Strahlungskonversionselement frei von einem

Aufwachssubstrat ist. Eine Haupterstreckungsebene des Substrats 35 verläuft

parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips, insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs des Halbleiterchips. Das Substrat 35 bedeckt den Halbleiterchip 2 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vollflächig. Davon abweichend kann eine geringere Bedeckung zweckmäßig sein. Vorzugsweise bedeckt das Substrat den

Halbleiterchip großflächig, insbesondere zu mindestens 20 % oder zu mindestens 50 %. Die Quantenstruktur 30 kann auf der dem Halbleiterchip 2 abgewandten Seite (Figur IC) oder auf der dem Halbleiterchip 2 zugewandten Seite (Figur 1D) des Substrats 35 angeordnet sein . Bei dem in Figur IE dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem Strahlungskonversionselement 3, insbesondere auf der der Quantenstruktur 30 abgewandten Seite des Substrats 35, eine dielektrische Beschichtung 5 ausgebildet. Die dielektrische Beschichtung kann mehrschichtig mit einer Mehrzahl von

Schichten ausgebildet sein, wobei sich benachbarte Schichten der dielektrischen Beschichtung bezüglich des

Brechungsindizes voneinander unterscheiden. Die dielektrische Beschichtung 5 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass die Primärstrahlung zumindest teilweise in das

Strahlungskonversionselement 3 zurückreflektiert wird und die Sekundärstrahlung nahezu ungehindert austritt. Weiterhin kann mittels der dielektrischen Beschichtung 5 eine resonante Kavität für zumindest einen Strahlungsanteil, also für die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung, gebildet sein .

Alternativ oder ergänzend zu einer dielektrischen

Beschichtung 5 kann, wie in Figur 1F dargestellt, auf dem Strahlungskonversionselement 3 eine Streuschicht 55

angeordnet sein. Beispielsweise enthält die Streuschicht 55 ein Polymermaterial, in dem Streupartikel angeordnet sind. Beispielsweise eignet sich eine Schicht mit einer Dicke zwischen einschließlich 10 ym und einschließlich 30 ym und mit einem Anteil an Streupartikeln in Gewichtsprozent

zwischen einschließlich 10 % und einschließlich 30 %, bevorzugt zwischen einschließlich 15 % und einschließlich 25 %. Mittels der Streuschicht kann die Homogenität der abgestrahlten Strahlung im Hinblick auf die

Winkelabhängigkeit des Farborts verbessert werden. Weiterhin erfolgt die Streuung in der Streuschicht 55 räumlich

beabstandet von der Strahlungskonversion in der

Quantenstruktur 30. Strahlungskonversion und Streuung sind so weitgehend unabhängig voneinander einstellbar. Weiterhin kann das Strahlungskonversionselement 3, insbesondere das Substrat 35, eine Auskoppelstruktur 58 aufweisen, wie dies in Figur IG gezeigt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auskoppelstruktur auf der der Quantenstruktur 30 abgewandten Seite des Substrats 35 ausgebildet. Die Auskoppelstruktur kann beispielsweise unregelmäßig, etwa mittels einer

Aufrauung, gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat 35 auch auf der der Quantenstruktur 30 zugewandten Seite eine

Auskoppelstruktur aufweisen. Beispielsweise kann das Substrat 35 ein vorstrukturiertes Substrat, etwa ein vorstrukturiertes Saphirsubstrat, sein.

Zusätzlich zu einer derartigen Auskoppelstruktur kann das Strahlungskonversionselement , wie in den Figuren IE bis 1F beschrieben, eine Streuschicht 55 und/oder eine dielektrische Beschichtung 5 aufweisen.

Die beschriebenen Ausgestaltungen des

Strahlungskonversionselements 3 sind auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele eines

Halbleiterbauelements 1 anwendbar. Zur vereinfachten

Darstellung sind Details des Strahlungskonversionselements 3 in den weiteren Figuren nicht gezeigt.

Das in Figur 2A dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 1A

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der Halbleiterchip 2 als ein Halbleiterchip ausgebildet, bei dem eine Anschlussfläche auf der Vorderseite und eine

Anschlussfläche auf der Rückseite des Halbleiterchips

angeordnet ist. Als Vorderseite wird die der

Abstrahlungsseite zugewandte Seite des Halbleiterchips angesehen .

In Figur 2B ist ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Halbleiterchip 2 gezeigt. Von dem in Figur 1B beschriebenen Halbleiterchip abweichend ist der Träger 29 von einem

Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichten verschieden. Ein derartiger Halbleiterchip wird auch als Dünnfilm- Halbleiterchip bezeichnet. Der Träger 29 dient der mechanischen Stabilisierung der Halbleiterschichten, sodass das Aufwachssubstrat hierfür nicht mehr erforderlich ist und bei der Herstellung entfernt werden kann. Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 weist der

Halbleiterchip 2 eine Mehrzahl von Ausnehmungen 23 auf, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven

Bereich 20 hindurch erstrecken. In den Ausnehmungen 23 ist eine erste Anschlussschicht 250 angeordnet und mit der ersten Halbleiterschicht 21 elektrisch leitend verbunden. Der

Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge 200 ist mittels einer Verbindungsschicht 28, beispielsweise einer elektrisch leitfähigen Lotschicht oder Klebeschicht, an dem Träger 29 befestigt. Die elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht erfolgt über die erste Anschlussschicht 250, die Verbindungsschicht 28 und den Träger 29 hindurch über die erste Anschlussfläche 25. Die elektrische

Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht erfolgt über eine zweite Anschlussschicht 260 und eine vorderseitige zweite Anschlussfläche 26. Die zweite Anschlussfläche 26 ist

seitlich des Halbleiterkörpers 200 angeordnet, so dass eine Abschattung des aktiven Bereichs 20 durch

strahlungsundurchlässige Schichten zur Kontaktierung, beispielsweise Metallschichten, vermieden wird. Die zweite Anschlussfläche 26 ist über eine Verbindungsleitung 69, beispielsweise eine Drahtbond-Verbindung, mit dem zweiten Kontakt 62 elektrisch leitend verbunden. Die zweite

Anschlussschicht 260 ist insbesondere als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung ausgebildet. Bei einem derartigen Halbleiterchip 2 ist die seitliche

Strahlungsauskopplung zugunsten einer erhöhten vorderseitigen Strahlungsauskopplung verringert. Auch in Abwesenheit einer seitlich an den Halbleiterchip angrenzenden Reflektorschicht tritt die Primärstrahlung überwiegend an der dem Strahlungskonversionselement zugewandten Seite aus.

Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann sowohl ein wie im Zusammenhang mit Figur 1B beschriebener

Halbleiterchip als auch ein wie im Zusammenhang mit Figur 2B beschriebener Halbleiterchip Anwendung finden.

Das in Figur 3A dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 1A

beschriebenen Ausführungsbeispiel .

Im Unterschied hierzu ist der Halbleiterchip 2 in eine

Umhüllung 65 eingebettet. Die Umhüllung 65 ist für die

Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung

strahlungsdurchlässig ausgebildet, sodass diese auch im

Strahlengang zwischen dem Halbleiterchip 2 und der

Abstrahlungsseite 12 angeordnet sein kann. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Gehäusekörper 6, insbesondere die Innenfläche der Kavität 67 auch

reflektierend ausgebildet sein.

Das Halbleiterbauelement 1 weist weiterhin zusätzlich zu dem Halbleiterchip 2 und dem Strahlungskonversionselement 3 einen Emitter 4 auf. Der Emitter 4 ist in diesem

Ausführungsbeispiel als ein weiteres

Strahlungskonversionselement 41 ausgebildet. Beispielsweise ist das Strahlungskonversionselement 3 zur Erzeugung von Sekundärstrahlung im grünen Spektralbereich und das weitere Strahlungskonversionselement 41 zur Erzeugung von Strahlung im roten Spektralbereich vorgesehen. Zusammen mit der

Primärstrahlung des Halbleiterchips 2 emittiert das Halbleiterbauelement 1 also Strahlung mit jeweils einer

Peakwellenlänge im roten, grünen und blauen Spektralbereich.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind das

Strahlungskonversionselement 3 und das weitere

Strahlungskonversionselement 41 nebeneinander auf den

Halbleiterchip 2 angeordnet. Das Strahlungskonversionselement 3 und das weitere Strahlungskonversionselement 41 können insbesondere auch aneinander angrenzen.

Das weitere Strahlungskonversionselement 41 weist einen

Leuchtstoff zur Erzeugung einer Strahlung mit einer dritten Peakwellenlänge auf. Der Leuchtstoff kann beispielsweise in ein Matrixmaterial, beispielsweise ein Silikon oder ein

Epoxid eingebettet sein. Alternativ kann das weitere

Strahlungskonversionselement als eine Keramik ausgebildet sein, die den Leuchtstoff aufweist. Leuchtstoffe zur

Erzeugung von Sekundärstrahlung, beispielsweise im roten Spektralbereich, sind an sich bekannt und werden vorliegend nicht näher beschrieben.

Zusätzlich zu dem schmalbandig emittierenden Halbleiterchip 2 und dem schmalbandig emittierenden

Strahlungskonversionselement 3 weist das Halbleiterbauelement 1 als einem vergleichsweise breitbandig emittierenden Emitter auf, beispielsweise mit einer vollen Halbwertsbreite von 50 nm bis 100 nm.

Das in Figur 3B dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 3A

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der Gehäusekörper 6 durch eine Reflektorschicht 7 gebildet, die an den Halbleiterchip 2, das Strahlungskonversionselement 3 und den Emitter 4 angrenzt. Bei der Herstellung des

Halbleiterbauelements wird der Gehäusekörper mittels einer Formmasse erst gebildet, nachdem der Halbleiterchip 2 mit dem Strahlungskonversionselement 3 und dem Emitter 4 bereits an dem ersten Kontakt 61 und dem zweiten Kontakt 62 befestigt ist. Ein derartiges Halbleiterbauelement 1 kann eine

besonders geringe Bauteilhöhe aufweisen, wobei sich der Gehäusekörper 6 an der Abstrahlungsseite 12 nicht oder zumindest nicht wesentlich über das

Strahlungskonversionselement 3 hinaus erstreckt. Eine derartige Gehäuseform ist selbstverständlich auch für ein Halbleiterbauelement 1 geeignet, das wie im Zusammenhang mit Figur 1A beschrieben keinen Emitter 4 zusätzlich zum

Halbleiterchip 2 und dem Strahlungskonversionselement 3 aufweist.

Die in den Figuren 4A und 4B dargestellten

Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den im

Zusammenhang mit den Figuren 3A beziehungsweise 3B

beschriebenen Ausführungsbeispielen. Im Unterschied hierzu ist der Emitter 4 jeweils durch ein weiteres

Strahlungskonversionselement mit einer weiteren

Quantenstruktur 42 gebildet, die auf einem weiteren Substrat 43 angeordnet ist. Die weitere Quantenstruktur 42 und das weitere Substrat 43 können wie im Zusammenhang mit den

Figuren IC bis IG im Hinblick auf das

Strahlungskonversionselement 3 beschrieben ausgebildet sein. Ein derartiges Halbleiterbauelement emittiert also drei Strahlungsanteile mit voneinander verschiedenen

Peakwellenlängen, die jeweils besonders schmalbandig sind, beispielsweise mit einer vollen Halbwertsbreite zwischen 25 nm und 40 nm. Die in den Figuren 5A und 5B gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den im Zusammenhang mit den

Figuren 3B beziehungsweise 4B beschriebenen

Ausführungsbeispielen .

Im Unterschied hierzu ist der Emitter 4, also das Leuchtstoff enthaltende weitere Strahlungskonversionselement 41 in Figur 5A und die weitere Quantenstruktur 42 mit dem weiteren

Substrat 43 in Figur 5B, mittels der Reflektorschicht 7 optisch von dem Strahlungskonversionselement 3 getrennt. Ein optisches Übersprechen und eine damit einhergehende

ungewünschte Strahlungsabsorption oder Anregung des

benachbarten Strahlungskonversionselements durch einen

Strahlungsübertritt zwischen dem Strahlungskonversionselement 3 und dem Emitter 4 kann so vermieden werden. Die

Reflektorschicht 7 bedeckt in Draufsicht auf das

Halbleiterbauelement 1 bereichsweise die der

Abstrahlungsseite 12 zugewandte Vorderseite des

Halbleiterchips 2.

Das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 3A beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der Emitter 4 mittels eines Leuchtstoffs gebildet, der in die Umhüllung 65 eingebettet ist. Der Emitter 4 ist also als ein

Volumenkonverter ausgebildet, der insbesondere im roten

Spektralbereich Strahlung emittiert. Auf der

Abstrahlungsseite 12 ist das Strahlungskonversionselement 3 frei von der Umhüllung 65. Eine ungewollte Absorption der im Strahlungskonversionselement 3 erzeugten Sekundärstrahlung in dem Emitter 4 wird so vermindert. Der Emitter 4 in Form der Umhüllung mit dem Leuchtstoff grenzt sowohl an den Halbleiterchip 2 als auch an das Strahlungskonversionselement 3 an .

Weiterhin ist der Halbleiterchip 2 als ein Halbleiterchip ausgeführt, der zwei vorderseitige Anschlussflächen aufweist. Die elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 2 erfolgt jeweils über Verbindungsleitungen 69. Selbstverständlich kann davon abweichend auch ein Halbleiterchip Anwendung finden, der wie im Zusammenhang mit Figur 1B oder 2B beschrieben ausgebildet ist. Weiterhin eignet sich der in Figur 6

dargestellte Halbleiterchip auch für die weiteren

Ausführungsbeispiele .

Die in den Figuren 7A und7B dargestellte Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 5A beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist das Halbleiterbauelement 1 frei von einem Leiterrahmen. Der erste Kontakt 61 und der zweite Kontakt 62 sind direkt auf dem Halbleiterchip 2 ausgebildet. Der Gehäusekörper 6 ist durch eine an den Halbleiterchip 2, das

Strahlungskonversionselement 3 und den Emitter 4 angeformte Reflektorschicht 7 ausgebildet. Zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements können die Halbleiterchips auf einem Hilfsträger, beispielsweise einer Folie, aufgebracht und nachfolgend von einem Material für die Reflektorschicht 7 umformt werden. Hierfür eignet sich insbesondere ein

Gießverfahren, beispielsweise ein folienassistiertes Gießen.

Als Material für die Reflektorschicht 7 eignet sich

vorstehend bereits beschrieben beispielsweise ein

reflektierend ausgebildetes Epoxid oder ein Silikon. Auch bei diesem Halbleiterbauelement 1 entstehen die

Seitenflächen des Halbleiterbauelements 1 erst bei der

Vereinzelung in einzelnen Halbleiterbauelemente. Derartige Halbleiterbauelemente sind besonders kompakt herstellbar und in ihren lateralen Ausdehnungen nur

geringfügig größer als die Halbleiterchips. Solche

Gehäuseformen werden daher auch als CSP (chip size package) bezeichnet .

In Figur 7A ist der Emitter 4 durch ein Leuchtstoff

enthaltendes weiteres Strahlungskonversionselement gebildet. In Figur 7B weist das weitere Strahlungskonversionselement eine weitere Quantenstruktur 42 auf.

Die in den Figuren 8A bis 8D beschriebenen

Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den

vorangegangenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass das Strahlungskonversionselement 3 und der Emitter 4,

insbesondere in Form eines weiteren

Strahlungskonversionselements , in vertikaler Richtung über dem Halbleiterchip 2 angeordnet sind. Sowohl das

Strahlungskonversionselement 3 als auch der Emitter 4 können also den Halbleiterchip 2 vollflächig oder im Wesentlichen vollflächig bedecken.

Im Übrigen entspricht das in Figur 8A dargestellte

Ausführungsbeispiel dem im Zusammenhang mit Figur 3A

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Das in Figur 8B

dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Übrigen dem im Zusammenhang mit Figur 4B beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere weist der Emitter 4 eine weitere Quantenstruktur 42 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die weitere Quantenstruktur 42 auf einem weiteren Substrat 43 angeordnet. Die weitere Quantenstruktur 42 und die Quantenstruktur 30 des Strahlungskonversionselements 3 können also unabhängig voneinander gefertigt und nachfolgend aufeinander angeordnet werden. Davon abweichend können die weitere Quantenstruktur 42 und die Quantenstruktur 30 auch in einer gemeinsamen

Halbleiterschichtenfolge auf einem gemeinsamen Substrat epitaktisch abgeschieden werden. Die Quantenstruktur 30 und die weitere Quantenstruktur 42 sind in diesem Fall also monolithisch in eine gemeinsame Halbleiterschichtenfolge integriert und insbesondere in einem gemeinsamen

epitaktischen Herstellungsverfahren hergestellt.

Das in Figur 8C dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Übrigen dem im Zusammenhang mit Figur 3B beschriebenen Ausführungsbeispiel .

Das in Figur 8D dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht abgesehen von dem Emitter 4, der auf dem

Strahlungskonversionselement 3 angeordnet ist, dem im

Zusammenhang mit Figur 2A beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Auch bei den in den Figuren 8C und 8D dargestellten

Ausführungsbeispielen kann der Emitter 4 einen Leuchtstoff oder eine weitere Quantenstruktur aufweisen.

In Figur 9 ist ein Ausführungsbeispiel für eine

Beleuchtungsvorrichtung 11 gezeigt. Die

Beleuchtungsvorrichtung 11 weist eine Mehrzahl von

Halbleiterbauelementen 1 auf, die auf einem Anschlussträger 15, beispielsweise einer Leiterplatte, angeordnet sind. Die Halbleiterbauelemente 1 sind lediglich exemplarisch wie im Zusammenhang mit Figur 7A beschrieben ausgebildet. Auch die anderen Ausführungsbeispiele für das Halbleiterbauelement 1 können herangezogen werden. In dem gezeigten

Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungsvorrichtung 11 zur Strahlungseinkopplung in einen Lichtleiter 19 ausgebildet. Beispielsweise dient die Beleuchtungsvorrichtung 11 der

Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, etwa einem LCD.

Davon abweichend kann die Beleuchtungsvorrichtung 11 auch für einen Scheinwerfer oder ein Blitzlicht oder für eine

Projektion ausgebildet sein.

Mit den in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen

Ausführungsbeispielen der Halbleiterbauelemente 1 ist ein hoher Gamut bei gleichzeitig hoher Effizienz erzielbar. Die Halbleiterbauelemente 1 eignen sich daher besonders für eine derartige Beleuchtungsvorrichtung 11.

Das in Figur 10A dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 3A

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der Emitter 4 als ein weiterer Halbleiterchip 44 ausgebildet. Der weitere Halbleiterchip weist einen zur Erzeugung der Strahlung mit der dritten Peakwellenlänge vorgesehenen aktiven Bereich 440 auf. In dem vorliegenden

Ausführungsbeispiel emittiert der weitere Halbleiterchip Strahlung im roten Spektralbereich. Beispielsweise enthält der aktive Bereich des weiteren Halbleiterchips 44

Al _x InyGa _] __ _x _yP oder Al _x InyGa _] _- _x -yAs .

Das Halbleiterbauelement 1 weist weiterhin zusätzlich zum ersten Kontakt 61 und zum zweiten Kontakt 62 einen dritten Kontakt 63 auf. Der erste Kontakt 61 dient als gemeinsamer Kontakt für den Halbleiterchip 2 und den weiteren

Halbleiterchip 44. Im Betrieb des Halbleiterbauelements 1 sind der Halbleiterchip 2 und der weitere Halbleiterchip 44 unabhängig voneinander betreibbar.

Das in Figur 10B dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 5B

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist das Halbleiterbauelement 1 wie im Zusammenhang mit Figur 10A beschrieben einen Emitter 4 in Form eines weiteren Halbleiterchips 44 auf. Auf dem weiteren Halbleiterchip 44 ist ein strahlungsdurchlässiger Körper 48 angeordnet.

Beispielsweise enthält der strahlungsdurchlässige Körper ein Glas. Die Reflektorschicht 7 grenzt an den weiteren

Halbleiterchip 44, den strahlungsdurchlässigen Körper 48, den Halbleiterchip 2 und das Strahlungskonversionselement 3 an. Insbesondere sind der weitere Halbleiterchip 44 und der strahlungsdurchlässige Körper 48 von dem Halbleiterchip 2 und dem Strahlungskonversionselement 3 durch die Reflektorschicht 7 optisch voneinander getrennt. Mittels des

strahlungsdurchlässigen Körpers 48 kann die Reflektorschicht 7 vereinfacht so ausgebildet werden, dass der weitere

Halbleiterchip 44 nicht von der Reflektorschicht 7 bedeckt wird. Insbesondere enden der strahlungsdurchlässige Körper 48 und das Strahlungskonversionselement 3 an der

Abstrahlungsseite 12 auf derselben Höhe oder im Wesentlichen auf derselben Höhe.

Mit anderen Worten verlaufen die der Abstrahlungsseite 12 zugewandten Oberseiten des strahlungsdurchlässigen Körpers 48 und des Strahlungskonversionselements 3 in einer Ebene.

Das in Figur IIA beschriebene Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 5A

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der als weiteres Strahlungskonversionselement 41 ausgebildete Emitter 4 nicht auf dem Halbleiterchip 2, sondern auf einem weiteren Halbleiterchip 44 angeordnet. Der weitere

Halbleiterchip 44 kann insbesondere mit derselben

Peakwellenlänge Strahlung emittieren wie der Halbleiterchip 2. Im Betrieb des Halbleiterbauelements ist das Verhältnis der von dem Emitter 4 abgestrahlten Strahlung und der vom Strahlungskonversionselement 3 abgestrahlten Strahlung im Unterschied zu dem in Figur 5A dargestellten

Ausführungsbeispiel durch unterschiedliche Ansteuerungen des Halbleiterchips 2 und des weiteren Halbleiterchips 44 einstellbar. Der weitere Halbleiterchip 44 und der Emitter 4 sind von dem Halbleiterchip 2 und dem

Strahlungskonversionselement 3 durch die Reflektorschicht 7 optisch voneinander entkoppelt.

Alternativ zu dem in Figur IIA dargestellten

Ausführungsbeispiel kann der Emitter 4 auch, wie in Figur IIB dargestellt, mittels einer weiteren Quantenschicht 42 auf einem weiteren Substrat 43 gebildet sein.

Das in Figur 12 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 10A

beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu erstreckt sich das Strahlungskonversionselement 3 in

Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 sowohl über den Halbleiterchip 2 als auch über den weiteren Halbleiterchip 44. Ein strahlungsdurchlässiger Körper 48 auf dem weiteren Halbleiterchip 44 ist also nicht erforderlich.

Zweckmäßigerweise ist die Peakwellenlänge des weiteren

Halbleiterchips 44 so groß, dass die emittierte Strahlung beim Durchtritt durch das Strahlungskonversionselement 3 nicht oder zumindest nicht wesentlich absorbiert wird. Beispielsweise ist das Strahlungskonversionselement 3 zur Absorption von Strahlung im blauen Spektralbereich und zur Emission von Strahlung im grünen Spektralbereich vorgesehen. Vom weiteren Halbleiterchip 44 emittierte Strahlung im roten Spektralbereich wird also durch das

Strahlungskonversionselement 3 nicht absorbiert.

Weiterhin ist im Unterschied zu Figur 10A der weitere

Halbleiterchip 44 als ein Flipchip ausgebildet, so dass eine vorderseitige Kontaktierung des Halbleiterchips nicht erforderlich ist. Die großflächige Anordnung des

Strahlungskonversionselements auf dem Halbleiterchip 2 und dem weiteren Halbleiterchip 44 ist so vereinfacht. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 107 472.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 und in den Ausführungsbeispielen angegeben ist .