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Title:
METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/083838
Kind Code:
A1
Abstract:
A method is specified for producing an optoelectronic semiconductor component (1), having the following steps: A) providing a plurality of semiconductor chips (10), which are arranged on a carrier (50), B) arranging an auxiliary carrier (60) on the side of the semiconductor chips (10) facing away from the carrier (50), C) removing the carrier (50), D) separating the auxiliary carrier (60) between the semiconductor chips (10) to form auxiliary carrier-chip units (2) which each have at least one semiconductor chip (10) and an auxiliary carrier part (61) adjoining said semiconductor chip, E) arranging each of the auxiliary carrier-chip units (2) on a connecting carrier (30), and F) removing one auxiliary carrier part (61) each from each auxiliary carrier-chip unit (2). An optoelectronic semiconductor component (1) is also specified.

Inventors:
TANGRING IVAR (DE)
LINDBERG GUDRUN (DE)
GERINGER VIKTOR (DE)
HUPPMANN SOPHIA (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/080046
Publication Date:
May 06, 2021
Filing Date:
October 26, 2020
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
H01L33/00; H01L33/38; H01L33/62
Foreign References:
DE102007030129A12009-01-02
DE102009056386A12011-06-01
DE102016124646A12018-06-21
DE102007051168A12009-04-02
DE102019129327A2019-10-30
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) aufweisend die folgenden Schritte:

A) Bereitstellen einer Mehrzahl von Halbleiterchips (10), die an einem Träger (50) angeordnet sind,

B) Anordnen eines Hilfsträgers (60) auf den von dem Träger (50) abgewandten Seiten der Halbleiterchips (10),

C) Entfernen des Trägers (50),

D) Vereinzeln des Hilfsträgers (60) zwischen den Halbleiterchips (10) zu Hilfsträger-Chip-Einheiten (2), die jeweils mindestens einen Halbleiterchip (10) und ein an diesen angrenzendes Hilfsträgerteil (61) aufweisen,

E) Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten (2) an jeweils einen Anschlussträger (30), und

F) Entfernen jeweils eines Hilfsträgerteils (61) von jeweils einer Hilfsträger-Chip-Einheit (2).

2. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Halbleiterchips (10) vor dem Schritt A) jeweils mit elektrischen Anschlussstrukturen (201, 202) versehen werden.

3. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterchips (10) vor dem Schritt A) mittels einer ersten Kontaktschicht (71) an dem Träger (50) angeordnet werden.

4. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hilfsträger (60) mittels Aufschmelzen einer thermoplastischen Verbindungsschicht (40) mit den Halbleiterchips (10) verbunden wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt B) unter einer Vakuumatmosphäre erfolgt.

6. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vereinzeln des Hilfsträgers (60) mittels Sägen oder mittels Sägen oder Ritzen und Brechen erfolgt.

7. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten (2) an den Anschlussträger (30) mittels einer zweiten Kontaktschicht (72) erfolgt.

8. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß den Ansprüchen 4 und 7, wobei die Oberflächenspannung der zweiten Kontaktschicht (72) größer ist als die Oberflächenspannung des Materials der Verbindungsschicht (40).

9. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, wobei das Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten (2) an den Anschlussträger (30)bei Temperaturen zwischen 200°C und 300°C stattfindet . 10. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entfernen des Hilfsträgerteils (61) einen Laser- Lift-Off-, Ätz-, Abhebe- oder Abscher-Verfahrensschritt umfasst .

11. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) gemäß Anspruch 10, wobei Reste der Verbindungsschicht (40) mittels eines Lösungsmittels oder mittels einer Plasmareinigung entfernt werden.

12. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1), umfassend einen Anschlussträger (30) und einen trägerlosen Halbleiterchip (10), aufweisend eine erste Anschlussstruktur (201), eine zweite Anschlussstruktur (202) und einen Halbleiterkörper (100), umfassend einen ersten Halbleiterbereich (1001) eines ersten Leitungstyps, einen zweiten Halbleiterbereich (1002) eines zweiten Leitungstyps und einen aktiven Bereich (1003), der zwischen dem ersten Halbleiterbereich (1001) und dem zweiten Halbleiterbereich (1002) angeordnet ist und zur Emission und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist, wobei

- die erste Anschlussstruktur (201) elektrisch leitend mit dem ersten Halbleiterbereich (1001) verbunden ist,

- die zweite Anschlussstruktur (202) elektrisch leitend mit dem zweiten Halbleiterbereich (1002) verbunden ist,

- der Halbleiterchip (10) mittels einer zweiten Kontaktschicht (72) mit dem Anschlussträger (30) verbunden ist.

13. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß Anspruch 12, bei dem zumindest eine der Anschlussstrukturen (201, 202) über die gesamte Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers (100), welche parallel zu seiner Haupterstreckungsrichtung liegt, in Kontakt mit dem Anschlussträger (30) ist.

14. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 12 und 13, bei dem dem Halbleiterchip (10) auf der dem Anschlussträger (30) abgewandten Seite ein optisches Element (80) nachgeordnet ist, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist.

15. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß Anspruch 14, bei dem das optische Element ein Wellenlängenkonversionsmaterial umfasst.

16. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem eine Dicke (100X) des Halbleiterkörpers (100) weniger als 10 gm, bevorzugt weniger als 5 gm beträgt.

17. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem zumindest eine der Anschlussstrukturen (201, 202) eine Dicke (200X) von mindestens 1 pm aufweist.

18. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem zumindest eine der Anschlussstrukturen (201, 202) den Halbleiterkörper (100) lateral überragt. 19. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, bei dem sich zumindest eine der Anschlussstrukturen (201, 202) über die gesamte Querschnittsfläche des

Halbleiterkörpers (100), welche parallel zu seiner Haupterstreckungsrichtung liegt, erstreckt.

Description:
Beschreibung

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAUELEMENTS UND OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben. Das optoelektronische Halbleiterbauelement ist insbesondere zur Erzeugung und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht, eingerichtet.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements anzugeben, das eine vereinfachte Herstellung ermöglicht.

Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das eine verbesserte Effizienz aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements erfolgt ein Bereitstellen einer Mehrzahl von Halbleiterchips, die an einem Träger angeordnet sind.

Die Halbleiterchips umfassen insbesondere jeweils einen Halbleiterkörper, der zumindest zwei unterschiedliche Bereiche eines Halbleitermaterials aufweist. Die unterschiedlichen Bereiche besitzen voneinander verschiedene elektrische Leitungstypen. Der Leitungstyp der jeweiligen Halbleiterbereiche ist beispielsweise mittels Dotierung eingestellt .

Der Halbleiterkörper umfasst einen aktiven Bereich, der zur Erzeugung und/oder zur Detektion von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Der aktive Bereich umfasst beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine EinfachquantentopfStruktur (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung und/oder Detektion. Der aktive Bereich ist insbesondere zwischen den zwei unterschiedlichen Bereichen des Halbleiterkörpers angeordnet. Jeder Bereich weist eine Hauptfläche auf, die von dem aktiven Bereich abgewandt ist.

Die Halbleiterchips weisen insbesondere elektrische Anschlussstrukturen auf, die dazu vorgesehen sind, den jeweiligen aktiven Bereich mit einer Betriebsspannung zu versorgen .

Der Träger weist eine ausreichende Dicke auf, um mechanisch selbsttragend ausgeführt zu sein. Bevorzugt ist der Träger mit Silizium gebildet. Insbesondere sind alle Halbleiterchips an einer Seite des Trägers angeordnet, die eine Hauptfläche des Trägers darstellt. Bevorzugt sind alle Halbleiterchips auf derselben Seite des Trägers angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder der vorab beschriebenen Ausführungsform erfolgt ein Anordnen eines Hilfsträgers auf den von dem Träger abgewandten Seiten der Halbleiterchips. Der Hilfsträger ist insbesondere mit Siliziumdioxid gebildet und ist mechanisch selbsttragend ausgeführt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erfolgt ein Entfernen des Trägers. Der Träger wird insbesondere vollständig von den Halbleiterchips entfernt. Beispielsweise wird der Träger zunächst mittels eines Schleifprozesses gedünnt und anschließend mittels eines Ätzprozesses vollständig entfernt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erfolgt ein Vereinzeln des Hilfsträgers zwischen den Halbleiterchips zu Hilfsträger-Chip-Einheiten, die jeweils mindestens einen Halbleiterchip und ein an diesen angrenzendes Hilfsträgerteil aufweisen. Der Hilfsträger wird insbesondere an gedachten Nahtstellen zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips vereinzelt. Das Hilfsträgerteil bezeichnet den Teil des Hilfsträgers, der nach dem Vereinzelungsschritt jeweils an einem Halbleiterchip haftet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erfolgt ein Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten an jeweils einen Anschlussträger . Der Anschlussträger ist insbesondere zur Montage des Halbleiterbauelements auf beispielsweise einer Leiterplatte vorgesehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erfolgt ein Entfernen des jeweiligen Hilfsträgerteils von den Hilfsträger-Chip-Einheiten . Die Hilfsträgerteile werden beispielsweise mittels mechanischer, chemischer oder optischer Verfahren von dem Halbleiterbauelement abgelöst. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:

A) Bereitstellen einer Mehrzahl von Halbleiterchips, die an einem Träger angeordnet sind,

B) Anordnen eines Hilfsträgers auf den von dem Träger abgewandten Seiten der Halbleiterchips,

C) Entfernen des Trägers,

D) Vereinzeln des Hilfsträgers zwischen den Halbleiterchips zu Hilfsträger-Chip-Einheiten, die jeweils mindestens einen Halbleiterchip und ein an diesen angrenzendes Hilfsträgerteil aufweisen,

E) Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten an jeweils einen Anschlussträger, und

F) Entfernen jeweils eines Hilfsträgerteils von jeweils einer Hilfsträger-Chip-Einheit .

Einem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Bei der Herstellung eines herkömmlichen optoelektronischen Halbleiterbauelements ist oftmals ein Aufwachssubstrat oder ein weiterer Träger ober- oder unterhalb der epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterstruktur angeordnet. Die Anordnung des Trägers und/oder des Aufwachssubstrats gewährleistet vorteilhaft eine ausreichende mechanische Stabilität des

Halbleiterbauelements. Nachteilig bedingt ein Substrat oder ein Träger einen erhöhten thermischen und/oder elektrischen Widerstand oder eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Halbleiterbauelements. Das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements macht unter anderem von der Idee Gebrauch, ein Halbleiterbauelement ohne ein Aufwachssubstrat oder einen Träger herzustellen. Dazu erfolgt ein Zwischenschritt, in dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips auf einen Hilfsträger aufgebracht wird, der eine ausreichende mechanische Stabilität gewährleistet. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgen eine Vereinzelung und ein anschließendes Ablösen des Hilfsträgers von den Halbleiterchips .

So ist eine Herstellung von „trägerlosen" Halbleiterchips ermöglicht. Mit „trägerlos" ist hier und im Folgenden gemeint, dass der Halbleiterchip keinen Trägerkörper aufweist, der im Rahmen eines Verfahrens zum Aufwachsen des Halbleiterkörpers (zum Beispiel ein Aufwachssubstrat) und/oder im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterchips (zum Beispiel ein Zwischenträger) verwendet wurde. Insbesondere ist zwischen dem Halbleiterkörper und dem Anschlussträger kein Aufwachssubstrat oder ein anderweitiger Träger angeordnet.

Beispielsweise umfasst ein trägerloser Halbleiterchip eine optische Auskoppelstruktur und/oder eine oder mehrere dielektrische Schichten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen werden die Halbleiterchips vor dem ersten Schritt A) jeweils mit elektrischen Anschlussstrukturen versehen. Die Anschlussstrukturen sind insbesondere zur Versorgung des aktiven Bereichs mit einer Betriebsspannung vorgesehen. Beispielsweise sind die Anschlussstrukturen mit Kupfer gebildet .

Die jeweiligen Anschlussstrukturen für beide unterschiedliche Bereiche von Halbleitermaterial mit voneinander verschiedenen elektrischen Leitungstypen sind beispielsweise auf einer der Hauptflächen eines Halbleiterchips angeordnet. Eine Kontaktierung von zumindest einem der unterschiedlichen Halbleiterbereiche erfolgt dann beispielsweise mittels einer Durchkontaktierung, die den aktiven Bereich durchdringt.

Alternativ sind die jeweiligen Anschlussstrukturen auf jeweils gegenüberliegenden Hauptflächen der Halbleiterchips angeordnet. Vorteilhaft ist somit keine Durchkontaktierung notwendig .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen werden die Halbleiterchips vor dem ersten Schritt A) mittels einer ersten Kontaktschicht an dem Träger angeordnet. Insbesondere ist die erste Kontaktschicht strukturiert. Beispielsweise ist die erste Kontaktschicht derart strukturiert, dass sie eine Mehrzahl von Segmenten aufweist. Insbesondere ist jeweils ein Segment der strukturierten ersten Kontaktschicht einem Halbleiterchip zugeordnet.

Die erste Kontaktschicht ist beispielsweise mit Gold und Zinn in einem eutektischen Mischungsverhältnis gebildet. Insbesondere ist die erste Kontaktschicht mit einem Klebstoff gebildet .

Mittels der ersten Kontaktschicht wird insbesondere die Mehrzahl von Halbleiterchips mechanisch fest mit dem Träger verbunden. Die Mehrzahl von Halbleiterchips ist somit vorteilhaft besonders einfach weiter zu bearbeiten. Bevorzugt werden die Halbleiterchips derart an dem Träger angeordnet, dass die dem Träger abgewandte Seite der Halbleiterchips frei von elektrischen Anschlussstrukturen ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen wird der Hilfsträger mittels Aufschmelzen einer thermoplastischen Verbindungsschicht mit den Halbleiterchips verbunden. Ein Thermoplast ist ein Polymer, das durch ein Erhitzen über seine Glasübergangstemperatur hinaus reversibel in einen verformbaren Zustand übergeht. Das Aufschmelzen muss nicht zwingend einen vollständigen Übergang des thermoplastischen Materials in einen flüssigen Zustand beinhalten. Vielmehr ist eine Erhitzung ausreichend, bei der das thermoplastische Material eine ausreichende Verformbarkeit aufweist, um in Zwischenräume zwischen benachbarten Halbleiterchips zu fließen. Bevorzugt füllt die thermoplastische Verbindungsschicht die Zwischenräume zwischen den Halbleiterchips. Insbesondere umschließt die Verbindungsschicht die Halbleiterchips vollständig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erfolgt der Schritt B) unter einer Vakuumatmosphäre. Eine Vakuumatmosphäre ermöglicht insbesondere eine besonders gute Füllung der Zwischenräume zwischen benachbarten Halbleiterchips unter Vermeidung einer Blasenbildung. Vorteilhaft werden so die Halbleiterchips besonders gut von der Formmasse der Verbindungsschicht umschlossen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements erfolgt das Vereinzeln des Hilfsträgers mittels Sägen oder mittels Sägen oder Ritzen und Brechen. Vorteilhaft ist bei einem Sägeprozess eine Schnitttiefe einstellbar. Beispielsweise wird die Schnitttiefe derart gewählt, dass zunächst nur der Hilfsträger vereinzelt wird. Beispielsweise erfolgt in einem weiteren Schritt des Sägeprozesses anschließend eine Vereinzelung der Verbindungsschicht. Mit einem Ritz- und Brechprozess ist vorteilhaft kein Verschnitt verbunden. Dazu wird beispielsweise zunächst mittels Sägen oder Ritzen eine Bruchkerbe geschaffen, an der mittels einem nachfolgenden Brechprozess das Material gebrochen wird. Mit anderen Worten, die Entfernung von Material bedingt durch die endliche Dicke eines Sägeblattes wird vorteilhaft vermieden. Beispielsweise erfolgt zunächst ein Ritzprozess, jeweils zwischen benachbarten Halbleiterchips und anschließend ein Brechprozess zur Vereinzelung des Hilfsträgers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erfolgt das Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten an den Anschlussträger mittels einer zweiten Kontaktschicht. Insbesondere ist die zweite Kontaktschicht strukturiert. Beispielsweise ist die zweite Kontaktschicht derart strukturiert, dass sie eine Mehrzahl von Segmenten aufweist. Insbesondere ist jeweils ein Segment der strukturierten zweiten Kontaktschicht einem Halbleiterchip zugeordnet. Die zweite Kontaktschicht weist bevorzugt eine besonders hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit auf. Die zweite Kontaktschicht ist bevorzugt mit einem Metall gebildet. Insbesondere ist die zweite Kontaktschicht mit einer eutektischen Legierung aus Gold und Zinn gebildet. Die zweite Kontaktschicht weist beispielsweise einen mehrlagigen Schichtaufbau aus unterschiedlichen Metallen und/oder Metalllegierungen auf.

Alternativ ist die zweite Kontaktschicht beispielsweise mit einer gesinterten Metallverbindung gebildet. Die gesinterte Metallverbindung umfasst insbesondere Silber. Eine gesinterte Metallverbindung erzeugt beispielsweise bereits bei 150°C eine poröse, metallische Verbindung. Derart niedrige Temperaturen reduzieren vorteilhaft die thermische Belastung für die Verbindungsschicht und die Halbleiterchips.

Vor dem Verbindungsvorgang wird insbesondere ein Flussmittel, beispielsweise Glykol, zwischen den Anschlussträger und die Hilfsträger-Chip-Einheit eingebracht. Das Flussmittel sorgt insbesondere für ein Einschwimmen der Hilfsträger-Chip- Einheit auf dem Anschlussträger. Vorteilhaft ist somit eine exakte Positionierung der Hilfsträger-Chip-Einheit auf dem Anschlussträger vereinfacht. Das Flussmittel wird anschließend bei einer erhöhten Temperatur abgedampft, die jedoch noch unterhalb des Schmelzpunktes der zweiten Kontaktschicht liegt. Anschließend erfolgt ein weiteres Aufheizen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der zweiten Kontaktschicht zur Verbindung der Hilfsträger-Chip- Einheit mit dem Anschlussträger.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen ist die Oberflächenspannung der zweiten Kontaktschicht größer als die Oberflächenspannung des Materials der Verbindungsschicht. Eine größere Oberflächenspannung des Materials der zweiten Kontaktschicht verhindert vorteilhaft ein eventuelles Abknicken der elektrischen Anschlussstrukturen des Halbleiterchips. Beispielsweise würde eine Anschlussstruktur des Halbleiterchips, auf dessen Oberseite das aufschmelzende Verbindungsmaterial angeordnet ist und an dessen Unterseite das aufschmelzende Material der zweiten Kontaktschicht angeordnet ist, somit in Summe lediglich eine in Richtung der zweiten Kontaktschicht gerichtete Kraft erfahren. Folglich sind eine unerwünschte Verformung und/oder eine mechanische Beschädigung der Anschlussstruktur vorteilhaft vermieden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen findet das Anordnen der Hilfsträger-Chip-Einheiten an den Anschlussträger bei einer Temperatur zwischen 200°C und 300°C statt. Innerhalb dieses Temperaturbereichs ist vorteilhaft ein vollständiges Aufschmelzen des Materials der zweiten Kontaktschicht bei gleichzeitiger Vermeidung einer Beschädigung des Materials der Verbindungsschicht möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen umfasst das Entfernen des Hilfsträgerteils einen Laser-Lift-Off-, Ätz-, Abhebe- oder Abscher-Verfahrensschritt.

Mechanische Verfahren, wie beispielsweise Abheben oder Abscheren, sind vorteilhaft besonders schnell ausführbar, wodurch eine geringe Taktzeit ermöglicht ist. Nachteilig ist eine erhöhte mechanische Belastung der Halbleiterchips bei der mechanischen Entfernung der Hilfsträgerteile. Für ein Laser-Lift-Off-Verfahren ist ein für die verwendete Laserstrahlung durchlässiger Hilfsträger vorteilhaft. Vorteilhaft ist ein Ätzprozess besonders schonend zu den Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen werden Reste der Verbindungsschicht mittels eines Lösungsmittels oder mittels einer Plasmareinigung entfernt. Eine Plasmareinigung erfolgt beispielsweise unter Einsatz eines Sauerstoff- Plasmas. Eine besonders saubere Oberfläche des Halbleiterchips ist vorteilhaft zur Anordnung von nachfolgenden optischen Elementen auf dem Halbleiterchip.

Des Weiteren wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben. Das optoelektronische Halbleiterbauelement wird insbesondere mit dem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements hergestellt. Das heißt, sämtliche für das optoelektronische Halbleiterbauelement offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Halbleiterbauelement einen Anschlussträger . Der Anschlussträger ist insbesondere zur späteren Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements auf beispielsweise einer Leiterplatte vorgesehen.

Insbesondere wird der Halbleiterchip mittels des Anschlussträgers mit elektrischer Energie versorgt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen trägerlosen Halbleiterchip, der eine erste Anschlussstruktur, eine zweite Anschlussstruktur und einen Halbleiterkörper, umfassend einen ersten Halbleiterbereich eines ersten Leitungstyps, einen zweiten Halbleiterbereich eines zweiten Leitungstyps und einen aktiven Bereich, der zwischen dem ersten Halbleiterbereich und dem zweiten Halbleiterbereich angeordnet ist, aufweist.

Die erste und zweite Anschlussstruktur sind insbesondere zur Versorgung des ersten Halbleiterbereichs und des zweiten Halbleiterbereichs mit einer elektrischen Versorgungsspannung vorgesehen. Die Anschlussstrukturen sind beispielsweise mit einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet.

Bevorzugt umfasst der Halbleiterkörper ausschließlich einen ersten und einen zweiten Halbleiterbereich und einen zwischen den Halbleiterbereichen angeordneten aktiven Bereich. Der aktive Bereich umfasst beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine EinfachquantentopfStruktur (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung und/oder Detektion.

Bevorzugt umfasst der Halbleiterkörper eine Auskoppelfläche, die zur Auskopplung von in dem aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist und/oder die zur Einkopplung von elektromagnetischer Strahlung in den Halbleiterkörper vorgesehen ist, die in dem aktiven Bereich detektiert wird. Die Auskoppelfläche ist insbesondere aufgeraut, um einen Wellenleitereffekt in dem Halbleiterkörper zu vermindern. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen ist die erste Anschlussstruktur elektrisch leitend mit dem ersten Halbleiterbereich verbunden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen ist die zweite Anschlussstruktur elektrisch leitend mit dem zweiten Halbleiterbereich verbunden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen ist der Halbleiterchip mittels einer zweiten Kontaktschicht mit dem Anschlussträger verbunden. Die zweite Kontaktschicht ist beispielsweise mit einer Legierung aus Gold und Zinn gebildet. Bevorzugt ist die zweite Kontaktschicht mit einer eutektischen Legierung gebildet.

Insbesondere befinden sich zwischen dem Halbleiterkörper und dem Anschlussträger lediglich die erste und zweite Anschlussstruktur, die voneinander beispielsweise mittels einer dielektrischen Schicht elektrisch isoliert sind und die zum elektrischen Anschluss des ersten und zweiten Halbleiterbereichs dienen, und eine zweite Kontaktschicht zum mechanischen und elektrischen Anschluss des Halbleiterchips an den Anschlussträger.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen ist zumindest eine der Anschlussstrukturen über die gesamte Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers, welche parallel zu seiner Haupterstreckungsrichtung liegt, in Kontakt mit dem Anschlussträger. Ein möglichst vollflächiger Kontakt der Anschlussstrukturen mit dem Anschlussträger ermöglicht einen besonders niedrigen elektrischen und thermischen Widerstand zwischen dem Halbleiterkörper und dem Anschlussträger . Folglich ist eine besonders gute und gleichmäßige Entwärmung der gesamten Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers über den Anschlussträger ermöglicht. Zusätzlich ist ein elektrischer Widerstand zwischen dem Anschlussträger und dem Halbleiterkörper vorteilhaft vermindert. Ein vollflächiger Kontakt ist hier und im Folgenden auch durch eine Anschlussstruktur gegeben, die aufgrund einer Herstellungstoleranz geringfügige versehentliche Lufteinschlüsse aufweist. Bevorzugt ist zumindest 95% der Querschnittsfläche der Anschlussstruktur in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen ist der Halbleiterchip auf der dem Anschlussträger abgewandten Seite ein optisches Element nachgeordnet, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist. Das optische Element ist beispielsweise ein mit Glas oder Saphir gebildeter Körper, der den Halbleiterchip vor Umwelteinflüssen schützt. Beispielsweise ist der Halbleiterchip so vor Feuchtigkeit und/oder der Einwirkung von Sauerstoff aus der Atmosphäre geschützt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen umfasst das optische Element ein Wellenlängenkonversionsmaterial . Ein

Wellenlängenkonversionsmaterial ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung einer ersten Wellenlänge zu elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Wellenlänge zu konvertieren, wobei die zweite Wellenlänge von der ersten Wellenlänge verschieden ist. Das

Wellenlängenkonversionsmaterial ist beispielsweise als eine Vielzahl von Partikeln in einer strahlungsdurchlässigen Matrix eingebettet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen beträgt eine Dicke des Halbleiterkörpers weniger als 10 gm, bevorzugt weniger als 5 gm. Die Dicke des Halbleiterkörpers entspricht seiner Ausdehnung senkrecht zu seiner Haupterstreckungsrichtung. Der Halbleiterkörper umfasst insbesondere lediglich die epitaktisch gewachsenen Bereiche und insbesondere kein Aufwachssubstrat. Ein dünner Halbleiterkörper ist besonders gut zu entwärmen und weist einen besonders geringen elektrischen Anschlusswiderstand auf. Dadurch ist vorteilhaft ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer besonders hohen Leuchtdichte realisierbar .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen weist zumindest eine der

Anschlussstrukturen eine Dicke von mindestens 1 gm auf. Die Dicke der Anschlussstruktur entspricht ihrer Ausdehnung senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsrichtung. Eine dickere Anschlussstruktur erhöht vorteilhaft die mechanische Stabilität der Anschlussstruktur bei der Montage auf dem Anschlussträger .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen überragt zumindest eine der Anschlussstrukturen den Halbleiterkörper lateral. Die laterale Richtung verläuft in Richtung der Haupterstreckungsrichtung des Halbleiterkörpers. Beispielsweise ist an einer Seite des Halbleiterkörpers ein Bondpad zur Kontaktierung einer der Anschlussstrukturen herausgeführt. Somit ist eine besonders einfache elektrische Kontaktierung ermöglicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements oder einer der vorab beschriebenen Ausführungsformen erstreckt sich zumindest eine der Anschlussstrukturen über die gesamte Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers, welcher parallel zu seiner

Haupterstreckungsrichtung liegt. Eine vollflächige Anordnung einer Anschlussstruktur ermöglicht einen vorteilhaft besonders niedrigen thermischen und elektrischen Widerstand zum Anschluss des optoelektronischen Halbleiterbauelements an den dafür vorgesehenen Anschlussträger.

Ein hier beschriebenes optoelektronisches

Halbleiterbauelement eignet sich insbesondere zum Einsatz als Hochleistungsleuchtdiode, beispielsweise zur Verwendung in einem Automobilscheinwerfer.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterbauelements ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten, Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Figuren 1A bis 1K schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung,

Figur 2A eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Hilfsträger-Chip-Einheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Figur 2B eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Hilfsträger-Chip-Einheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Figur 2C eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Hilfsträger-Chip-Einheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Figuren 3A bis 3D schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Stadien eines Verfahrens zu seiner Herstellung,

Figur 4 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, Figur 6 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, und

Figur 7 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Hilfsträger-Chip-Einheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.

Bei dem in Figur 1A gezeigten Schritt wird ein Träger 50 mit einer Mehrzahl von Halbleiterchips 10 bereitgestellt. Der Träger 50 ist mit Silizium gebildet.

Die Halbleiterchips 10 sind an einer gemeinsamen Seite des Trägers 50 angeordnet. Die Halbleiterchips 10 sind mittels einer ersten Kontaktschicht 71 an dem Träger 50 befestigt. Ferner ist ein Hilfsträger 60 und eine auf den Hilfsträger 60 angeordnete Verbindungsschicht 40 bereitgestellt. Die Verbindungsschicht 40 umfasst ein thermoplastisches Material, beispielweise ein Polymer. Der Hilfsträger 60 ist mit beispielweise Glas oder Saphir gebildet. Der Hilfsträger 60 ist bevorzugt durchlässig für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich. Bei dem in Figur 1B gezeigten Schritt wird der Träger 50 mit einer Mehrzahl von Halbleiterchips 10 an dem Hilfsträger 60 und der Verbindungsschicht 40 angeordnet. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Erhitzen der Verbindungsschicht 40 auf eine Temperatur oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur . Dadurch erweicht die Verbindungsschicht 40 und wird einfacher verformbar.

Bei dem in Figur IC gezeigten Schritt ist die erhitzte Verbindungsschicht 40 in Zwischenräume zwischen die Halbleiterchips 10 eingedrungen. Die Halbleiterchips 10 sind insbesondere vollständig von dem Material der Verbindungsschicht 40 umschlossen.

Bevorzugt wird dieser Schritt des Verfahrens unter einer Vakuumatmosphäre ausgeführt. Dadurch werden vorteilhaft die Bildung von Luftblasen und die Entstehung von Hohlräumen in der Verbindungsschicht 40 vermieden. Folglich ist eine besonders gute Umhüllung der Halbleiterchips 10 mit dem Material der Verbindungsschicht 40 gewährleistet.

Bei dem in Figur ID gezeigten Schritt ist der Träger 50 vollständig von den Halbleiterchips 10 entfernt. Die Entfernung des Trägers 50 erfolgt beispielsweise mechanisch abrasiv, insbesondere mittels Schleifen. Rückstände des Trägers 50 werden insbesondere mittels einer Ätzlösung entfernt. Auch die erste Kontaktschicht 71, die zur Befestigung der Halbleiterchips 10 an dem Träger 50 vorgesehen war, wird entfernt. Folglich wird eine zweite Kontaktschicht 72 auf einer dem Hilfsträger 60 abgewandten Seite der Halbleiterchips 10 freigelegt. Alternativ wird die zweite Kontaktschicht 72 an Stelle der ersten Kontaktschicht 71 auf den Halbleiterchips 10 aufgebracht. Bei dem in Figur IE gezeigten Schritt werden Ausnehmungen 41 in der Verbindungsschicht 40 erzeugt. Die Ausnehmungen 41 werden jeweils zwischen benachbarten Halbleiterchips 10 angeordnet und erstrecken sich von einer dem Hilfsträger 60 abgewandten Seite der Verbindungsschicht 40 vollständig durch die Verbindungsschicht 40 bis zum Hilfsträger 60. Beispielsweise werden die Ausnehmungen 41 mittels eines Sägeprozesses erzeugt. Die Ausnehmungen 41 stellen beispielsweise Bruchkerben für einen nachfolgenden Vereinzelungsschritt dar, sofern sie sich zumindest teilweise bis in den Hilfsträger 60 erstrecken.

Bei dem in Figur 1F gezeigten Stadium ist der Hilfsträger 60 in eine Mehrzahl von Hilfsträger-Chip-Einheiten 2 vereinzelt. Jede Hilfsträger-Chip-Einheit 2 umfasst einen Halbleiterchip 10 und ein Hilfsträgerteil 61. Die Vereinzelung des Hilfsträgers 60 in die Hilfsträgerteile 61 erfolgt mittels Brechen an den durch die Ausnehmungen 41 vorgegebenen Bruchstellen oder mittels Sägen.

Bei dem in Figur IG gezeigten Schritt wird die Hilfsträger- Chip-Einheit 2 mittels der zweiten Kontaktschicht 72 auf einem Anschlussträger 30 angeordnet. Die zweite Kontaktschicht 72 umfasst insbesondere eine eutektische Legierung von Gold und Zinn. Der Halbleiterchip 10 umfasst ferner eine erste Anschlussstruktur 201 und eine zweite Anschlussstruktur 202. Die erste Anschlussstruktur 201 ist zwischen der zweiten Kontaktschicht 72 und den Halbleiterschichten angeordnet und in dieser Figur nicht dargestellt. Die zweite Anschlussstruktur 202 ist seitlich angeordnet und in der Verbindungsschicht 40 eingebettet. Der Anschlussträger 30 ist mit Aluminiumnitrid gebildet. Ferner umfasst der Anschlussträger 30 Kontaktstrukturen 31 zur elektrischen Kontaktierung. Die Kontaktstrukturen 31 sind mit Kupfer gebildet. Zur einfacheren Positionierung der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 auf dem Anschlussträger 30 ist auf den Anschlussträger 30 ein Flussmittel 90 aufgebracht. Das Flussmittel 90 weist beispielsweise Glykol auf.

Bei dem in Figur 1H gezeigten Schritt erfolgt eine Justage der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 auf dem Anschlussträger 30 vor einer Anordnung der Hilfsträger-Chip-Einheiten (2) an den Anschlussträger (30). Das Flussmittel 90 ermöglicht ein Einschwimmen der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 auf dem Anschlussträger 30. Mit anderen Worten, die Hilfsträger-Chip- Einheit 2 ist frei beweglich auf dem Anschlussträger 30, solange sich das Flussmittel 90 noch zwischen der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 und dem Anschlussträger 30 befindet. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Abdampfen des Flussmittels 90, bei einer Temperatur, die unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Kontaktschicht 72 liegt.

Bei dem in Figur II gezeigten Stadium ist das Flussmittel 90 vollständig abgedampft und mittels einer Temperaturerhöhung auf über 280° C ist ein Aufschmelzen des Materials der zweiten Kontaktschicht 72 erfolgt. Der Anschlussträger 30 ist nun mit der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 zu einem optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 verbunden. Die Oberflächenspannung des Materials der zweiten Kontaktschicht 72 ist größer als die Oberflächenspannung des Materials der Verbindungsschicht 40. Dadurch wirkt netto eine Kraft auf die zweite Anschlussstruktur 202, die in Richtung des Anschlussträgers 30 gerichtet ist. So ist ein Abknicken der zweiten Anschlussstruktur 202 in Richtung der Verbindungsschicht 40 vorteilhaft verhindert.

Bei dem in Figur 1J gezeigten Schritt wird der Hilfsträgerteil 61 von dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 vollständig entfernt. Beispielsweise erfolgt das Entfernen des Hilfsträgerteils 61 mechanisch durch das Abscheren des Hilfsträgerteils 61 von der Verbindungsschicht 40. Die Verbindungsschicht 40 verbleibt dabei zunächst auf dem Halbleiterchip 10.

Bei dem in Figur 1K gezeigten Stadium ist die Verbindungsschicht 40 vollständig von dem Halbleiterchip 10 entfernt. Beispielsweise ist mittels eines Lösungsmittels die Verbindungsschicht 40 vollständig aufgelöst. Die dem Anschlussträger 30 abgewandte Oberfläche des Halbleiterchips 10 ist mittels einem Reinigungsprozess, beispielsweise einem Plasma-Ätz-Verfahren, vollständig frei von Rückständen der Verbindungsschicht 40. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders einfache Nachordnung von optischen Elementen auf dem Halbleiterchip 10.

Bei dem in Figur 2A in schematischer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Hilfsträger- Chip-Einheit 2 weist die Verbindungsschicht 40 um den Halbleiterchip 10 Ausnehmungen 41 auf. Die Ausnehmungen 41 sind beispielsweise mittels eines Sägeprozesses oder durch Laserablation erzeugt. Die Ausnehmungen reichen zumindest bis in den Hilfsträger 60 und erstrecken sich teilweise in den Hilfsträger 60. Der Hilfsträger 60 wird somit mit einer mechanischen Schwachstelle versehen, die beispielsweise in einem Brechprozess zur Vereinzelung des Hilfsträgers 60 zu den Hilfsträgerteilen 61 genutzt wird. Bei dem in Figur 2B in schematischer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Hilfsträger- Chip-Einheit 2 weist die dargestellte Hilfsträger-Chip- Einheit 2 keine Ausnehmungen 41 auf. Beispielsweise wurde diese Hilfsträger-Chip-Einheit 2 mittels eines einzigen Verfahrensschrittes mit einem Sägeverfahren durchtrennt. Die Säge durchtrennte dabei den Hilfsträger 60 und die Verbindungsschicht 40 in einem Schritt vollständig.

Bei dem in Figur 2C in schematischer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Hilfsträger- Chip-Einheit 2 erfolgt ein erster Sägeprozess von der dem Hilfsträger 60 zugewandten Seite der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 und ein zweiter Sägeprozess erfolgt von der dem Hilfsträger 60 gegenüberliegenden Seite der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 zur Vereinzelung des Hilfsträger 60 zu Hilfsträgerteilen 61. Vorteilhaft ist eine Schnittbreite der Sägeprozesse variabel. So wird in dem ersten Sägeprozess ein breiterer Schnitt toleriert als in dem zweiten Sägeprozess.

Bei dem in Figur 3A gezeigten Schritt erfolgt ein Entfernen des Hilfsträgerteils 61 mittels mechanischem Abheben. Die Richtung, in der eine Kraft auf das Hilfsträgerteil 61 ausgeübt wird ist mit einem Pfeil dargestellt. Dabei wird die Verbindungsschicht 40 zunächst auf eine Temperatur oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur erwärmt, um eine verminderte Haftung zwischen dem Hilfsträgerteil 61 und der Verbindungsschicht 40 herbeizuführen. Vorteilhaft erfolgt somit die Entfernung des Hilfsträgerteils 61 besonders schnell und kostengünstig. Nachteilig ist der Halbleiterchip 10, in Abhängigkeit der Temperatur, einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt. Bei dem in Figur 3B gezeigten Schritt erfolgt ein Entfernen des Hilfsträgerteils 61 mittels mechanischem Abscheren. Bei dem Abscher-Verfahren erfolgt die Entfernung des Hilfsträgerteils 61 durch das Aufbringen einer Kraft auf eine Seitenfläche des Hilfsträgerteils 61. Die Richtung, in der eine Kraft auf das Hilfsträgerteil 61 ausgeübt wird ist mit einem Pfeil dargestellt. Bevorzugt wird die

Verbindungsschicht 40 vor dem Aufbringen der Kraft auf eine Temperatur oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur erhitzt, um eine verminderte Haftung zwischen dem Hilfsträgerteil 61 und der Verbindungsschicht 40 herbeizuführen. Die Verbindungsschicht 40 verbleibt größtenteils auf dem Halbleiterchip 10.

Bei dem in Figur 3C gezeigten Schritt erfolgt ein Entfernen des Hilfsträgerteils 61 mittels Laser-Lift-Off. Bei dem Laser-Lift-Off-Verfahren wird die Haftung zwischen der Verbindungsschicht 40 und dem Hilfsträgerteil 61 mittels einer Laserstrahlung vermindert oder aufgehoben. Beispielsweise wird zumindest ein Teil der Verbindungsschicht 40 mittels der Laserstrahlung aufgeschmolzen oder verdampft. Der Laserstrahl dringt durch das strahlungsdurchlässige Hilfsträgerteil 61 bis zur Verbindungsschicht 40 ein. Mit anderen Worten, der Hilfsträgerteil 61 ist bevorzugt für die Laserstrahlung strahlungsdurchlässig ausgeführt.

Bei dem in Figur 3D gezeigten Schritt erfolgt ein Entfernen des Hilfsträgerteils 61 mittels eines Lösungsmittels. Mittels eines chemischen Lösungsmittels wird die Verbindungsschicht 40 vollständig aufgelöst. Das Lösungsmittel dringt von den Seitenflächen der Verbindungsschicht 40 zur Mitte des Halbleiterchips 10 vor. Je nach lateraler Ausdehnung des Halbleiterchips 10 ist somit ein erhöhter Zeitaufwand für die Entfernung der Verbindungsschicht 40 notwendig. Vorteilhaft erfolgt so die Entfernung der Verbindungsschicht 40 und des Hilfsträgerteils 61 besonders schonend für den Halbleiterchip 10. Ein weiterer Verfahrensschritt zur Entfernung der Verbindungsschicht 40 kann somit wesentlich verkürzt werden oder entfällt vorteilhaft vollständig.

Bei dem in Figur 4 in einer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelements 1 einen auf einem Anschlussträger 30 angeordneten Halbleiterchip 10, und eine seitlich daneben angeordnete Schutzdiode 101. Die Schutzdiode 101 ist ebenfalls auf dem Anschlussträger 30 angeordnet und erfüllt die Funktion einer ESD-Schutzdiode. Die Schutzdiode 101 schützt somit den Halbleiterchip 10 vor Beschädigungen durch elektrostatische Entladungen.

Bei dem in Figur 5 in einer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein optisches Element 80 an dem Halbleiterchip 1 angeordnet. Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Figur 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1. Das optische Element 80 ist auf der dem Anschlussträger 30 abgewandten Seite des Halbleiterchips 10 angeordnet. Das optische Element 80 ist strahlungsdurchlässig ausgeführt und beinhaltet beispielsweise ein Wellenlängenkonversionsmaterial.

Ferner sind der Halbleiterchip 10 und das optische Element 80 von einem Formkörper 301 umgeben. Der Formkörper 301 schließt bündig mit der dem Anschlussträger 30 abgewandten Seite des optischen Elements 80 ab. Der Formkörper 301 ist beispielsweise mit einem Polymer gebildet, das ein weißes Füllmaterial aufweist. Beispielsweise ist der Formkörper 301 mit einem Silikon gebildet, in das Partikel von Titandioxid eingebracht sind. Seitlich aus dem Halbleiterchip 10 oder dem optischen Schutzelement 80 austretende elektromagnetische Strahlung wird zumindest teilweise von dem Formkörper 301 zurückreflektiert. Ferner bietet der Formkörper 301 auch einen Schutz für den Halbleiterchip 10 vor mechanischen Einflüssen und/oder vor chemischen Einflüssen aus der Umgebungsatmosphäre .

Bei dem in Figur 6 in einer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements 1 ist eine zweite Anschlussstruktur 202 auf einer einem Anschlussträger 30 abgewandten Seite eines Halbleiterchips 10 angeordnet. Bei dieser mechanisch stabileren Ausführung der zweiten Anschlussstruktur 202 ist die Oberflächenspannung des Materials der zweiten Kontaktschicht 72 gegenüber der Oberflächenspannung des Materials der Verbindungsschicht 40 weitgehend irrelevant.

Bei dem in Figur 7 in einer Schnittansicht gezeigten Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Hilfsträger- Chip-Einheit 2, umfasst die Hilfsträger-Chip-Einheit 2 ein Hilfsträgerteil 61 und einen Halbleiterchip 10. Der Halbleiterchip 10 teilt sich auf in eine Mehrzahl von Halbleiterschichten, die in einem Halbleiterkörper 100 vereint sind. Der Halbleiterkörper 100 besteht aus einem ersten Halbleiterbereich 1001, einem zweiten Halbleiterbereich 1002 und einem zwischen dem ersten Halbleiterbereich 1001 und dem zweiten Halbleiterbereich 1002 angeordneten aktiven Bereich 1003. Der aktive Bereich 1003 umfasst einen pn-Übergang und ist zur Emission und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Zwischen dem Halbleiterkörper 100 und den Anschlussstrukturen 201, 202 ist insbesondere kein Aufwachssubstrat und/oder ein Trägerkörper angeordnet.

Der Halbleiterkörper 100 ist mittels einer Verbindungsschicht 40 mit dem Hilfsträgerteil 61 mechanisch verbunden. An der dem Hilfsträgerteil 61 abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 100 befinden sich eine erste Anschlussstruktur 201, eine zweite Anschlussstruktur 202 und eine dielektrische Schicht 203. Die dielektrische Schicht 203 ist mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet und isoliert die erste Anschlussstruktur 201 von der zweiten Anschlussstruktur 202. Beispielsweise ist die dielektrische Schicht 203 mit Siliziumdioxid gebildet. Die erste Anschlussstruktur 201 und die zweite Anschlussstruktur 202 weisen jeweils eine Dicke 200X auf. Die Dicke 200X der Anschlussstrukturen 201, 202 beträgt bevorzugt mehr als 1 pm. Damit ist eine mechanische Stabilität der Anschlussstrukturen 201, 202 vorteilhaft erhöht. Der Halbleiterkörper 100 bildet zusammen mit den Anschlussstrukturen 201, 202 und der dielektrischen Schicht 203 einen Halbleiterchip 10.

Der Halbleiterkörper 100 weist ferner auf der den Anschlussstrukturen 201, 202 abgewandten Seite eine Auskoppelfläche 100A auf. Die Auskoppelfläche 100A ist aufgeraut und zur Auskopplung von zumindest einem Großteil der in dem aktiven Bereich 1003 erzeugten elektromagnetischen Strahlung vorgesehen. Der Halbleiterkörper 100 weist eine Dicke 100X auf. Die Dicke 100X des Halbleiterkörpers 100 entspricht einer Ausdehnung senkrecht zu seiner Haupterstreckungsrichtung. Bevorzugt beträgt die Dicke 100X des Halbleiterkörpers 100 weniger als 10 pm. Vorteilhaft ist somit ein besonders geringer Abstand des aktiven Bereichs 1003 zu den Anschlussstrukturen 201, 202 realisierbar, die als Wärmesenken dienen. Ferner ist es besonders vorteilhaft, die dielektrische Schicht 203 besonders dünn auszuführen, um eine gute Wärmeableitung aus der zweiten Anschlussstruktur 202 zu ermöglichen und um somit eine besonders gute Entwärmung des Halbleiterkörpers 10 zu erreichen.

Auf der vom Hilfsträgerteil 61 abgewandten Seite des Halbleiterbereichs 100 ist eine zweite Kontaktschicht 72 angeordnet. Die zweite Kontaktschicht 72 ist mit einer eutektischen Legierung aus Gold und Zinn gebildet und dient insbesondere zur Befestigung der Hilfsträger-Chip-Einheit 2 an einem Anschlussträger 30. Die zweite Kontaktschicht 72 ist bereits auch in anderen Figuren und Ausführungsformen in dem Halbleiterchip 10 enthalten, jedoch aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nicht in jeder Figur gezeigt.

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 oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102019129327.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugszeichenliste

1 Optoelektronisches Halbleiterbauelement

2 Hilfsträger-Chip-Einheit

10 Halbleiterchip

100 Halbleiterkörper

101 Schutzdiode

100X Dicke des Halbleiterkörpers

100A Auskoppelfläche

1001 erster Halbleiterbereich

1002 zweiter Halbleiterbereich

1003 aktiver Bereich

201 erste Anschlussstruktur

202 zweite Anschlussstruktur

203 dielektrische Schicht

200X Dicke der Anschlussstruktur

30 Anschlussträger

31 Kontaktstruktur

301 Formkörper

40 Verbindungsschicht

41 Ausnehmung

50 Träger

60 Hilfsträger

61 Hilfsträgerteil

71 erste Kontaktschicht

72 zweite Kontaktschicht

80 optisches Element

90 Flussmittel