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Title:
COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/229063
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a component (100) having an electrically insulating and radiation-transparent substrate (9) and at least one semiconductor chip (10) arranged on the substrate (9). The semiconductor chip (10) is designed to generate electromagnetic radiation and has a front side (11) and a rear side (12) facing away from the front side (11), wherein the front side (11) of the semiconductor chip (10) faces the substrate (9) and is designed as a radiation exit face of the semiconductor chip (10), and wherein the rear side (12) of the semiconductor chip (10) faces away from the substrate (9), wherein the semiconductor chip (10) can be electrically contacted externally via the rear side (12). The invention further relates to a method for producing such a component.

Inventors:
GOLDBACH MATTHIAS (DE)
BOGNER GEORG (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/062851
Publication Date:
November 18, 2021
Filing Date:
May 14, 2021
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
H01L33/38; H01L33/48; H01L25/075; H01L33/22; H01L33/50; H01L33/52; H01L33/62
Foreign References:
US20200043903A12020-02-06
JP2017055037A2017-03-16
JP2015511918A2015-04-23
DE102020113237A2020-05-15
Attorney, Agent or Firm:
GHARAIBEH, Mohannad et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Bauelement (100) mit einem elektrisch isolierenden und strahlungsdurchlässig ausgeführten Träger (9) und zumindest einem auf dem Träger (9) angeordneten Halbleiterchip (10), wobei

- der Halbleiterchip (10) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist und eine Vorderseite (11) sowie eine der Vorderseite (11) abgewandte Rückseite (12) aufweist,

- die Vorderseite (11) des Halbleiterchips (10) dem Träger (9) zugewandt und als Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips (10) ausgeführt ist, und

- die Rückseite (12) des Halbleiterchips (10) dem Träger (9) abgewandt ist, wobei der Halbleiterchip (10) über die Rückseite (12) extern elektrisch kontaktierbar ist.

2. Bauelement (100) nach Anspruch 1, bei dem der Träger (9) eine Glasscheibe ist, die bezüglich des sichtbaren Lichts einen Transmissionsgrad zwischen einschließlich 15 % und 95 % aufweist.

3. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (9) bezüglich des sichtbaren Lichts einen Transmissionsgrad von 30 % ± 15 % aufweist.

4. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (9) eine dem Halbleiterchip (10) zugewandte strukturierte Oberfläche (92) aufweist, wobei der Transmissionsgrad des Trägers (9) durch die Strukturierung der Oberfläche (92) eingestellt ist.

5. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterchip (10) eine Konverterschicht (3) mit Leuchtstoffen aufweist, wobei die Leuchtstoffe zur Umwandung kurzwelliger Strahlungsanteile in langwellige Strahlungsanteile eingerichtet sind, und wobei die Vorderseite (11) des Halbleiterchips (10) durch eine Oberfläche der Konverterschicht (3) gebildet ist.

6. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterchip (10) einen Halbleiterkörper (2) mit einer ersten Halbleiterschicht (21) eines ersten Ladungsträgertyps, einer zweiten Halbleiterschicht (22) eines zweiten Ladungsträgertyps und einer zwischen den Halbleiterschichten (21, 22) angeordneten aktive Zone (23) aufweist, wobei der Halbleiterchip (10) auf der Rückseite (12) eine erste Kontaktschicht (41) zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht (21) und eine zweite Kontaktschicht (42) zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht (22) aufweist.

7. Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Halbleiterchip (10) eine Durchkontaktierung (40) aufweist, die sich entlang vertikaler Richtung durch die erste Halbleiterschicht (21) und die aktive Zone (23) hindurch in die zweite Halbleiterschicht (22) hineinerstreckt, wobei die Durchkontaktierung (40) zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht (22) eingerichtet und mit der zweiten Kontaktschicht (42) elektrisch leitend verbunden ist.

8. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zumindest einen elektrisch isolierenden Formkörper (8) aufweist, der auf dem Träger (9) angeordnet ist und in lateralen Richtungen den Halbleiterchip (10) vollständig umschließt .

9. Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Halbleiterchip (10) in lateralen Richtungen durch einen Zwischenbereich (7) von dem Formkörper (8) beabstandet ist, wobei der Zwischenbereich (7) mit einem elektrisch isolierenden und/oder strahlungsreflektierenden Material gefüllt ist.

10. Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, das zumindest ein erstes Anschlusspad (51) und ein zweites Anschlusspad (52) aufweist, wobei in Draufsicht auf den Träger (9) jedes der Anschlusspads (51, 52) den Formkörper (8) und den Halbleiterchip (10) bereichsweise überdeckt.

11. Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem auf jedem der Anschlusspads (51, 52) zumindest eine Lotkugel (61, 62) angeordnet ist, wobei die Lotkugeln (61,

62) zur Herstellung einer mechanischen und elektrischen Verbindung des Bauelements (100) mit einer Zielmontagefläche und zugleich zum Ausgleich von Höhenunterschieden auf einer Rückseite des Bauelements (100) eingerichtet sind.

12. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips (10) aufweist, die nebeneinander auf dem Träger (9) angeordnet sind.

13. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem

- der vorgefertigte Halbleiterchip (10) auf dem Träger (9) verklebt wird, - der Halbleiterchip (10) zur Bildung eines Formkörpers (8) mit einem elektrisch isolierenden Material zumindest lateral umhüllt wird, und

- Anschlusspads (51, 52) auf dem Formkörper (8) und auf der Rückseite (12) des Halbleiterchips (10) gebildet werden, wobei in Draufsicht auf den Träger (9) jedes der Anschlusspads (51, 52) den Formkörper (8) und den Halbleiterchip (10) bereichsweise überdeckt. 14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Anschlusspads (51, 52) mittels planarer elektrischer Kontaktierung hergestellt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Formkörper (8) mittels eines

Formgebungsverfahrens, insbesondere mittels eines Folien assistierten Formgebungsverfahrens, gebildet wird.

Description:
Beschreibung

BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BAUELEMENTS

Es wird ein Bauelement, insbesondere ein Bauelement für Hintergrundbeleuchtung, angegeben. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.

Für direkte Hintergrundbeleuchtung werden oft kleine Licht emittierende Dioden (LED) in großer Anzahl zur Erzielung einer homogenen Ausleuchtung eingesetzt. Unter Umständen ist ein Bauelement mit einer hohen Anzahl an LEDs allerdings mit erhöhten Kosten zu rechnen. Oft sind mehrere 360° emittierende LEDs erwünscht, die insbesondere auf Leiterrahmen montiert werden können. Ein solches Bauelement weist allerdings oft eine Breite oder eine Länge von mehreren Zentimetern auf und ist für viele Anwendungen nicht besonders geeignet.

Eine Aufgabe ist es, ein kompaktes verkleinertes Bauelement mit verbesserten optischen Eigenschaften anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein vereinfachtes und kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung eines Bauelements anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch das Bauelement und durch das Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens oder des Bauelements sind Gegenstand der weiteren Ansprüche. In mindestens einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen elektrisch isolierenden und strahlungsdurchlässig ausgeführten Träger und zumindest einen auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip ist zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet und weist eine Vorderseite sowie eine der Vorderseite abgewandte Rückseite auf. Die Vorderseite des Halbleiterchips ist dem Träger zugewandt und zudem als Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips ausgeführt. Die Rückseite des Halbleiterchips ist dem Träger abgewandt, wobei der Halbleiterchip über die Rückseite extern elektrisch kontaktierbar ist.

Ein solches Bauelement kann eine Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips aufweisen. Das Bauelement ist insbesondere für Hintergrundbeleuchtung eingerichtet. Ist der Halbleiterchip oder die Mehrzahl der Halbleiterchips auf dem Träger angeordnet, kann das Bauelement besonders stabil und robust gegen Scherkräfte ausgebildet sein. Der einzelne Halbleiterchip oder die Mehrzahl der Halbleiterchips kann eine 360°-Licht-Emission aufweisen, wobei die Emission zum Beispiel aufgrund der Anordnung der Halbleiterchips so gestaltet sein kann, dass auf einem zu beleuchtenden Display eine homogene Ausleuchtung in Helligkeit und Farbe zielt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist dieses als Lichtfilm ausgeführt. Das Bauelement kann somit als eine Art dünner Lichtfilm (Englisch: backlight film) eingesetzt werden, bei dem die Oberfläche des Bauelements oder des Lichtfilms farbig warm-weiß, kalt-weiß oder auch bunt, etwa bei Bauelement mit RGB-Halbleiterchips oder mit Konverterschichten, gestaltet sein. Zum Beispiel weist das Bauelement oder der Lichtfilm eine vertikale Gesamtdicke kleiner als 5 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm oder kleiner als 0,5 mm auf, etwa zwischen einschließlich 0,1 mm und 1 mm, oder zwischen einschließlich 0,1 mm und 0,5 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Träger bezüglich des sichtbaren Lichts einen Transmissionsgrad zwischen einschließlich 15 % und 95 %, 15 % und 85 %, 15 % und 75 %, 15 % und 65 %, 15 % und 55 % oder zwischen einschließlich 15 % und 45 % auf. Zum Beispiel wird elektromagnetische Strahlung an einer dem Halbleiterchip zugewandten Hauptfläche des Trägers in den Träger eingekoppelt und an einer dem Halbleiterchip abgewandten Hauptfläche des Trägers aus dem Träger ausgekoppelt. Das restliche in den Träger eingekoppelte Licht kann an den Seitenflächen des Trägers emittiert werden. Zum Beispiel weist der Träger bezüglich des sichtbaren Lichts einen Transmissionsgrad von 30 % ± 15 %, 30 % ± 10 %, 30 % ± 5 % auf. Der Träger ist zum Beispiel eine Glasscheibe oder ein Glassubstrat.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Träger eine dem Halbleiterchip zugewandte strukturierte Oberfläche auf, wobei der Transmissionsgrad des Trägers durch die Strukturierung der Oberfläche eingestellt ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Halbleiterchip eine Konverterschicht mit Leuchtstoffen auf, wobei die Leuchtstoffe zur Umwandung kurzwelliger Strahlungsanteile in langwellige Strahlungsanteile eingerichtet sind. Zum Beispiel ist die Vorderseite des Halbleiterchips durch eine Oberfläche der Konverterschicht gebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einer ersten Halbleiterschicht eines ersten Ladungsträgertyps, einer zweiten Halbleiterschicht eines zweiten Ladungsträgertyps und einer zwischen den Halbleiterschichten angeordneten aktiven Zone auf. Die aktive Zone ist insbesondere zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet und kann eine pn- Übergangszone sein. Der Halbleiterchip kann auf der Rückseite eine erste Kontaktschicht zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht und/oder eine zweite Kontaktschicht zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Halbleiterchip eine Durchkontaktierung auf, die sich entlang vertikaler Richtung durch die erste Halbleiterschicht und die aktive Zone hindurch in die zweite Halbleiterschicht hineinerstreckt, wobei die Durchkontaktierung zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht eingerichtet ist. Die Durchkontaktierung ist insbesondere mit der zweiten Kontaktschicht elektrisch leitend verbunden.

Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche des Trägers ist. Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Trägers verläuft. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind etwa orthogonal zueinander.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses zumindest einen elektrisch isolierenden Formkörper auf, der auf dem Träger angeordnet ist und in lateralen Richtungen den Halbleiterchip umschließt, insbesondere vollständig umschließt. Insbesondere ist der Halbleiterchip in lateralen Richtungen durch einen Zwischenbereich von dem Formkörper beabstandet, wobei der Zwischenbereich mit einem elektrisch isolierenden und/oder strahlungsreflektierenden Material gefüllt sein kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses zumindest ein erstes Anschlusspad und ein zweites Anschlusspad auf, wobei in Draufsicht auf den Träger jedes der Anschlusspads den Formkörper und den Halbleiterchip zumindest bereichsweise überdeckt. Die Anschlusspads können jeweils mit einer der Kontaktschichten des Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden sein. Zum Beispiel sind die Anschlusspads durch planare Kontaktsstrukturen gebildet, die insbesondere flach ausgeführt sind und etwa keine vertikalen Abzweigungen aufweisen. Die Anschlusspads sind insbesondere als planare Kontaktierung (Englisch: Planar Inter-Connect) des Bauelements gebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist auf jedem der Anschlusspads eine Lotkugel angeordnet. Die Lotkugeln sind insbesondere zur Herstellung einer mechanischen und elektrischen Verbindung des Bauelements mit einer Zielmontagefläche und zugleich zum Ausgleich von Höhenunterschieden auf der Rückseite des Bauelements eingerichtet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf, die nebeneinander auf dem Träger angeordnet sind. Die hier im Zusammenhang mit einem Bauelement, das zumindest einen Halbleiterchip aufweist, offenbarten Merkmale können auch für ein Bauelement aufweisend eine Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips herangezogen werden.

In einer Ausführungsform zur Herstellung eines Bauelements, insbesondere eines hier beschriebenen Bauelements wird ein vorgefertigter Halbleiterchip oder eine Mehrzahl von vorgefertigten Halbleiterchips auf dem Träger verklebt. Der Halbleiterchip oder die Mehrzahl der Halbleiterchips wird zur Bildung eines Formkörpers mit einem elektrisch isolierenden Material zumindest lateral umhüllt. Mehrere Anschlusspads können auf dem Formkörper und auf der Rückseite des Halbleiterchips gebildet werden, wobei in Draufsicht auf den Träger jedes der Anschlusspads den Formkörper und den Halbleiterchip bereichsweise überdecken kann. Jedes der Anschlusspads kann mit einer der Kontaktschichten des Halbleiterchips oder der Mehrzahl der Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden sein. Insbesondere weisen die Anschlusspads jeweils einen größeren Querschnitt auf als die zugehörigen Kontaktschichten der Halbleiterchips.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Anschlusspads mittels planarer elektrischer Kontaktierung hergestellt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper mittels eines Formgebungsverfahrens, insbesondere mittels eines Folien assistierten Formgebungsverfahrens, gebildet. Zur Formgebung des Bauelements und Erzielung geeigneter Abstrahlcharakteristik können auch verschiedene Gießprozesse (English: molding processes) insbesondere zur Herstellung der Konverterschicht und/oder einer zum Beispiel semitransparenten und reflektierenden Abdeckschicht und/oder des Formkörpers angewandt werden.

Das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Bauelements ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Bauelements mit zumindest einem Halbleiterchip oder mit mehreren Halbleiterchips besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .

In allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Bauelements oder eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements kann die Erfindung folgende Lösungen vorsehen.

Die Halbleiterchips etwa in Form von Dünnfilm-Flipchips, insbesondere in Form von Dünnfilm-LEDs können mit ihren Licht emittierenden Seiten auf dem Träger zum Beispiel in Form einer Glasscheibe, Glasplatte oder Glasfolie montiert sein, wobei der Träger bereits so gestaltet ist, dass die Lichtverteilung optimal an die Anforderungen für direkte Hintergrundbeleuchtung angepasst ist.

Für RGB-Displays sind weißes Licht emittierende LEDs bevorzugt. Zum Beispiel werden blaues Licht emittierende Dünnfilm-LEDs mit zusätzlicher Konverterschicht verwendet. Die Dünnfilm-LEDs können derart hergestellt sein, dass auf einem Dünnfilm-Flipchip-Wafer die benötigte Konverterschicht im Wafer-Prozess aufgebracht wird. Anschließend können die Flipchips vereinzelt und auf eine insbesondere transparente, milchige Glasplatte zum Beispiel mit 30 % Transparenz aufgebracht werden. Die Glasscheibe oder die Glasplatte kann eine Oberflächenbearbeitung aufzeigen, die die Transparenz regelt. Eingekoppeltes Licht, das nicht an einer Vorderseite des Trägers ausgekoppelt wird, kann vom Träger absorbiert werden oder an Seitenflächen des Trägers aus dem Bauelement austreten.

Es können Trennspalten zwischen den LEDs gebildet werden, die mit Kunststoff, Photolack und/oder mit reflektierenden Partikeln etwa durch Beschichtung oder durch einen Folien assistierten Moldprozess aufgefüllt werden. Zum Beispiel wird eine weiße reflektierende Schicht zunächst abgeschieden, wobei die Trennspalten in einem nachfolgenden

Verfahrensschritt mit Photolack, zum Beispiel mit Peterslack, aufgefüllt werden.

Elektrische Kontaktschichten des Halbleiterchips können freigelegt und Anschlusspads können gebildet werden, zum Beispiel mittels eines sogenannten Planar-Interconnect- Verfahrens (PICOS). Durch das PlCOS-Verfahren können die elektrischen Kontaktschichten des Halbleiterchips vergrößert werden. Zum Beispiel können Oberflächen, etwa Cu-Oberflächen der Planar-Interconnect-Lagen durch eine organische Beschichtung geschützt werden. Auf vorgesehenen Stellen können die Anschlusspads mit Lotkugeln versehen werden, sodass eine Art Kugelgitteranordnung (Englisch: Ball grid array) gebildet wird. Mit diesen Lotkugeln können Höhenunterschiede ausgeglichen und ein optimales Lötverhalten erreicht werden. Gegebenenfalls können die Bauelemente vereinzelt und gemessen werden.

Da der Träger etwa in Form einer Glasscheibe in beliebiger Größe hergestellt und auf die optimale Strahlverteilung angepasst werden kann, und da die insbesondere planar ausgeführten Anschlusspads auf dem Träger in beliebiger Größe gestaltbar sind, können mehrere optimale Eigenschaften des Bauelements miteinander kombiniert werden. Zum Beispiel kann für den Träger ein kostengünstiges Substrat mit optimierten Lichtauskoppeleigenschaften verwendet werden. Die Dünnfilm- Technologie ohne Lichtverlust zur Seite kann angewandt werden. Durch die Benutzung großflächiger Substrate können kostengünstige elektrische Kontaktierungsmöglichkeiten zum Beispiel aufgrund der planaren Kontaktierung erzielt werden. Die Vergrößerung der elektrischen Anschlussstellen des Halbleiterchips erfolgt somit auf kosteneffiziente Art und Weise. Durch die Kugelgitteranordnung wird bei der Montage ein Ausgleich geschaffen, der es ermöglicht, die Halbleiterchips etwa in Form von Flipchips auch auf kostengünstigen Träger oder Folien zu setzen und dabei trotzdem die erforderliche hohe mechanische Stabilität des Bauelements zu gewährleisten.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Bauelements sowie des Verfahrens zur Herstellung des Bauelements oder einer Mehrzahl von Bauelementen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1A bis 3B erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figuren 1A und 1B schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Bauelements,

Figur 2 schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelements in Schnittansicht, und

Figuren 3A und 3B schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelements in Schnittansicht und in Draufsicht. 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 werden.

Figur 1A zeigt ein Bauelement 100 in Schnittansicht. Das Bauelement 100 weist einen Träger 9 auf, auf dem ein Halbleiterchip 10 angeordnet ist. Der Halbleiterchip 10 ist insbesondere ein strahlungsemittierender Flipchip. Der Träger 9 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt und kann eine Glasscheibe sein. Der Halbleiterchip 10 ist derart auf dem Träger 9 angeordnet, dass eine Vorderseite 11 des Halbleiterchips 10, die insbesondere als

Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips 10 ausgeführt ist, dem Träger 9 zugewandt ist. Insbesondere bis auf eine Verbindungsschicht kann die Vorderseite 11 des Halbleiterchips 10 unmittelbar an den Träger 9, etwa an eine Rückseite 92 des Trägers 9 angrenzen. Der Träger 9 weist eine Vorderseite 91 auf, die insbesondere als

Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements 100 ausgeführt ist. Zur Einstellung des Transmissionsgrads des Trägers 9 können/kann die Vorderseite 91 und/oder die Rückseite 92 strukturiert ausgeführt sein.

Der Halbleiterchip 10 weist einen Halbleiterkörper 2 und eine auf dem Halbleiterkörper 2 angeordnete Konverterschicht 3 auf. Die Vorderseite 11 des Halbleiterchips 10 ist durch eine Oberfläche der Konverterschicht 3 gebildet. Der Halbleiterkörper 2 weist eine erste Halbleiterschicht 21, eine zweite Halbleiterschicht 22 und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnete aktive Zone 23 auf. Die erste Halbleiterschicht

21 ist dem Träger 9 abgewandt. Die zweite Halbleiterschicht

22 ist dem Träger 9 zugewandt. Es ist möglich, dass die erste Halbleiterschicht 21 n-leitend und die zweite Halbleiterschicht 22 p-leitend ausgeführt sind, oder umgekehrt. Sowohl die erste Halbleiterschicht 21 als auch die zweite Halbleiterschicht 22 können als einzige Schicht oder als Schichtenfolge ausgeführt sein.

Unter einer aktiven Zone 23 des Halbleiterkörpers 2 ist eine aktive Region im Halbleiterkörper 2 zu verstehen, die insbesondere zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Im Betrieb des Bauelements 100 ist die aktive Zone 23 zum Beispiel zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im ultravioletten, sichtbaren, etwa im blauen, oder im infraroten Spektralbereich eingerichtet. Zum Beispiel umfasst die aktive Zone 23 eine pn-Übergangszone oder eine Ansammlung von Quantenstrukturen, die zur Erzeugung elektrischer Strahlung vorgesehen ist/sind.

Der Halbleiterchip 10 weist auf seiner Rückseite 12 eine erste elektrische Kontaktschicht 41 und eine zweite elektrische Kontaktschicht 42 auf. Die Kontaktschichten 41 und 42 sind unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Halbleiterchips 10 zugeordnet. Insbesondere ist die erste elektrische Kontaktschicht 41 zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 eingerichtet. Die zweite elektrische Kontaktschicht 42 ist zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 eingerichtet. Des Weiteren weist der Halbleiterchip 10 eine Durchkontaktierung 40 auf, die zum Beispiel mit der zweiten elektrischen Kontaktschicht 42 elektrisch leitend verbunden und somit zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 eingerichtet ist. Entlang der vertikalen Richtung kann sich die Durchkontaktierung 40 durch die erste Halbleiterschicht 21 und die aktive Zone 23 hindurch in die zweite Halbleiterschicht 22 hinein erstrecken.

Das Bauelement 100 weist einen Formkörper 8 auf, der auf dem Träger 9 angeordnet ist. Der Halbleiterchip 10 kann in lateralen Richtungen von dem Formkörper 8 teilweise oder vollständig umschlossen sein. Es ist möglich, dass das Bauelement 100 eine Mehrzahl von Halbleiterchips 10 aufweist, die jeweils in lateralen Richtungen von dem Formkörper 8 teilweise oder vollständig umschlossen sind. In Draufsicht auf die Rückseite des Bauelements 100 kann der Formkörper 8 Öffnungen aufweisen, in denen die Halbleiterchips 10 angeordnet sind. In lateralen Richtungen können sich Zwischenbereiche 7 zwischen dem Formkörper 8 und dem Halbleiterchip 10 befinden. Die Zwischenbereiche 7 können von elektrisch isolierende Materialien, strahlungsreflektierenden Partikeln und/oder vom Photolack aufgefüllt sein. Eine Isolierungsschicht 81 kann in den Zwischenbereichen 7 zwischen dem Formkörper 8 und dem Halbleiterchip 10 gebildet sein. In der Figur 1A ist eine Isolierungsschicht 81 in vertikalen Richtung bereichsweise zwischen dem Formkörper 8 und dem Träger 9 angeordnet.

Das Bauelement 100 weist auf seiner Rückseite ein erstes Anschlusspad 51 und ein zweites Anschlusspad 52 auf. Das erste Anschlusspad 51 ist insbesondere mit der ersten Kontaktschicht 41 elektrisch leitend verbunden. Das zweite Anschlusspad 52 ist etwa mit der zweiten Kontaktschicht 42 elektrisch leitend verbunden. In Draufsicht bedecken die Anschlusspads 51 und 52 sowohl den Formkörper 8 als auch die Kontaktschicht 41 oder 42. Die Anschlusspads 51 und 52 weisen insbesondere größere Querschnitte auf als die zugehörigen Kontaktschichten 41 und 42. Zur elektrischen Isolierung ist eine Isolierungsschicht 80 zwischen dem ersten Kontaktpad 51 und dem zweiten Anschlusspad 52 angeordnet.

In Figur 1B ist das Bauelement 100 gemäß Figur 1A in Draufsicht schematisch dargestellt. Auf den jeweiligen Anschlusspads 51 und 52 können Lotkugeln 61 und 62 angeordnet sein. Gemäß Figur 1B sind auf dem ersten Anschlusspad 51 zwei Lotkugeln 61 angeordnet. Auf dem zweiten Anschlusspad 52 sind ebenfalls zwei Lotkugeln 62 angeordnet. Insbesondere bilden die Lotkugeln 61 und 62 eine Kugelgitteranordnung.

Das in der Figur 1A oder 1B dargestellte Bauelement 100 kann eine vertikale Gesamthöhe kleiner als 5 mm, 3 mm, 1 mm oder kleiner als 0,5 mm aufweisen. Zum Beispiel beträgt die vertikale Höhe zwischen einschließlich 200 gm und 5 mm, zwischen einschließlich 200 pm und 1 mm oder zwischen einschließlich 200 pm und 500 pm, zum Beispiel zwischen einschließlich 300 pm und 400 pm. Das Bauelement 100 kann eine laterale Länge oder eine laterale Breite aufweisen, die kleiner als 5 mm, 3 mm, 1 mm, 0,5 mm ist, etwa zwischen einschließlich 0,5 mm und 5 mm. Zum Beispiel weist das Bauelement 100 einen Querschnitt von ca. 500 pm x 500 pm, 500 pm x 1 mm, 500 pm x 2 mm, 500 pm x 3 mm, 500 pm x 5 mm oder 1 mm x 1 mm, 1 mm x 2 mm, 1 mm x 3 mm oder 1 mm x 5 mm auf.

Insbesondere weist das Bauelement 100 einen Querschnitt kleiner als 1,5 mm x 1,5 mm, 1,5 mm x 2 mm, 1,5 mm x 3 mm,

1,5 mm x 5 mm oder 1,5 mm x 5 mm auf.

Das in der Figur 2 dargestellte Bauelement 100 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A schematisch dargestellten Bauelement 100. Im Unterschied hierzu kann das Bauelement 100 anstatt eines einzigen Halbleiterchips 10 mehrere Halbleiterchips 10 aufweisen. Es ist möglich, dass das Bauelement 100 eine Mehrzahl von Halbleiterchips 10 aufweist, die in Reihen und Spalten auf dem Träger 9 angeordnet sind.

Gemäß Figur 2 kann der Formkörper 8 eine Mehrzahl von getrennten Teilbereichen aufweisen, die jeweils zumindest einen Halbleiterchip 10 lateral umschließen, insbesondere vollständig umschließen. Es befindet sich also Trennspalten zwischen den Teilbereichen des Formkörpers 8. An den Trennspalten kann das Bauelement 100 in eine Mehrzahl von kleineren Bauelementen 100 vereinzelt werden. Abweichend von der Figur 2 ist es möglich, dass der Formkörper 8 zusammenhängend ausgebildet ist. Alle im Zusammenhang mit dem in der Figur 1A dargestellten Bauelement 100 beschriebenen Merkmale können auch für das in der Figur 2 dargestellte Bauelement 100 herangezogen werden.

Das in den Figuren 3A und 3B dargestellte Bauelement 100 entspricht im Wesentlichen dem in den Figuren 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bauelements 100. Im Unterschied hierzu weist das Bauelement 100 eine Mehrzahl von Halbleiterchips 2 auf, die ähnlich wie in der Figur 2 schematisch dargestellt sind. Im Unterschied hierzu sind keine Trennspalten zwischen den Teilbereichen des Formkörpers 8 gebildet. Der Formkörper 8 gemäß den Figuren 3A und 3B ist insbesondere zusammenhängend und einstückig ausgeführt.

Zwei benachbarte Halbleiterchips 10 oder zwei benachbarte Reihen von Halbleiterchips 10 können ein gemeinsames Anschlusspad 52 aufweisen, das zum Beispiel in der Figur 1B schematisch dargestellt ist. Aufgrund der Höhenunterschiede zwischen dem Formkörper 8 und dem Halbleiterchip 10 kann ein Anschlusspad 51 oder 52 bereichsweise die Form einer Stufe aufweisen. Alle im Zusammenhang mit dem in den Figur 1A, 1B und 2 dargestellten Bauelement 100 beschriebenen Merkmale können auch für das in den Figuren 3A und 3B dargestellte Bauelement 100 herangezogen werden, oder umgekehrt.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102020 113 237.9, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

100 Bauelement

10 Halbleiterchip

11 Vorderseite des Halbleiterchips

12 Rückseite des Halbleiterchips

2 Halbleiterkörper

21 erste Halbleiterschicht

22 zweite Halbleiterschicht

23 aktive Zone

3 Konverterschicht

40 Durchkontaktierung

41 erste Kontaktschicht

42 zweite Kontaktschicht

51 erstes Anschlusspad

52 zweites Anschlusspad

61 Lotkugel

62 Lotkugel

7 Zwischenbereich

8 Formkörper

80 Isolierungsschicht

81 Isolierungsschicht

9 Träger

91 Oberfläche/ Vorderseite des Trägers

92 Oberfläche/ Rückseite des Trägers