MEYER TOBIAS (DE)
EP3410480A2 | 2018-12-05 | |||
US20160099383A1 | 2016-04-07 | |||
EP3270413A1 | 2018-01-17 | |||
KR20090010623A | 2009-01-30 | |||
DE102007019775A1 | 2008-10-30 |
Patentansprüche 1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) aufweisend - einen Halbleiterkörper (2) umfassend einen ersten Halbleiterbereich (3) eines ersten Leitfähigkeitstyps und einen zweiten Halbleiterbereich (5) eines zweiten Leitfähigkeitstyps sowie eine erste Oberfläche (2A) und eine von der ersten Oberfläche (2A) verschiedene zweite Oberfläche (2B) , - eine erste Kontaktstruktur (6) zur elektrischen Kontaktierung des ersten Halbleiterbereichs (3) und eine zweite Kontaktstruktur (10) zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Halbleiterbereichs (5), wobei die erste und zweite Kontaktstruktur (6, 10) jeweils einen ersten, auf der ersten Oberfläche (2A) angeordneten Anschlussbereich (7, 11) und jeweils einen zweiten, auf der zweiten Oberfläche (2B) angeordneten Anschlussbereich (8, 12) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements (1) von außen aufweisen, wobei der erste und zweite Anschlussbereich (7, 8) der ersten Kontaktstruktur (6) und der erste und zweite Anschlussbereich (11, 12) der zweiten Kontaktstruktur (10) jeweils hinsichtlich einer Symmetrieachse (D) drehsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. 2. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der erste und zweite Anschlussbereich (7, 8) der ersten Kontaktstruktur (6) und der erste und zweite Anschlussbereich (11, 12) der zweiten Kontaktstruktur (10) jeweils hinsichtlich einer Symmetrieebene (SS') spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. 3. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Anschlussbereiche (7, 8, 11, 12) der ersten und zweiten Kontaktstruktur (6, 10) jeweils eine drehsymmetrische Form aufweisen . 4. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper (2) an der ersten Oberfläche (2A) durch die erste Kontaktstruktur (6) und an der zweiten Oberfläche (2B) durch die zweite Kontaktstruktur (10) elektrisch kontaktiert wird. 5. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Anschlussbereich (11) der zweiten Kontaktstruktur (10) vom ersten Anschlussbereich (7) der ersten Kontaktstruktur (6) und der zweite Anschlussbereich (12) der zweiten Kontaktstruktur (10) vom zweiten Anschlussbereich (8) der ersten Kontaktstruktur (6) flankiert werden. 6. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Anschlussbereich (7) der ersten Kontaktstruktur (6) den ersten Anschlussbereich (11) der zweiten Kontaktstruktur (10) und der zweite Anschlussbereich (8) der ersten Kontaktstruktur (6) den zweiten Anschlussbereich (12) der zweiten Kontaktstruktur (10) rahmenförmig umgibt. 7. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kontaktstruktur (6) nur außerhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist und zumindest einen Kontaktbereich (9) aufweist, der sich von dem ersten Anschlussbereich (7) bis zum zweiten Anschlussbereich (8) erstreckt, und die zweite Kontaktstruktur (10) teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist und zumindest einen Kontaktbereich (13) aufweist, der in einer Vertiefung (15) des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist. 8. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Vertiefung (15) den ersten und zweiten Halbleiterbereich (3, 5) durchdringt, und der in der Vertiefung (15) angeordnete Kontaktbereich (13) den ersten und zweiten Anschlussbereich (11, 12) der zweiten Kontaktstruktur (10) miteinander verbindet. 9. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine flache Form aufweist, wobei die erste und zweite Oberfläche (2A, 2B) parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterbauelements (1) angeordnet sind. 10. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Kontaktstruktur (6) nur außerhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist und die zweite Kontaktstruktur (10) teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist und zumindest einen Kontaktbereich (13) aufweist, der in einer Vertiefung (15) des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist, wobei die Vertiefung (15) den ersten Halbleiterbereich (3) durchdringt, und der in der Vertiefung (15) angeordnete Kontaktbereich (13) den ersten Anschlussbereich (11) der zweiten Kontaktstruktur (10) mit dem zweiten Halbleiterbereich (5) verbindet . 11. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, das auf allen Seiten jeweils einen Anschlussbereich (7, 8, 70, 71, 72, 11, 12, 110, 111, 112) der ersten und zweiten Kontaktstruktur (6, 10) aufweist. 12. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei beide Kontaktstrukturen (6, 10) teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet sind, und jeweils einen Kontaktbereich (9, 13) aufweisen, der in jeweils einer Vertiefung (15) des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist. 13. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kontaktbereich (9) der ersten Kontaktstruktur (6) in einer Vertiefung (15) angeordnet ist, die sich durch den zweiten Halbleiterbereich (5) erstreckt und im ersten Halbleiterbereich (3) endet, und der Kontaktbereich (13) der zweiten Kontaktstruktur (10) in einer Vertiefung (15) angeordnet ist, die sich durch den ersten Halbleiterbereich (3) erstreckt und im zweiten Halbleiterbereich (5) endet. 14. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und zweite Anschlussbereich (7, 8, 11, 12) der ersten und zweiten Kontaktstruktur (6, 10) jeweils elektrisch isoliert sind. 15. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beide Kontaktstrukturen (6, 10) außerhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet sind und jeweils zumindest einen Kontaktbereich (9, 19A, 19B) aufweisen, der sich von dem ersten Anschlussbereich (7, 11) bis zum zweiten Anschlussbereich (8, 12) erstreckt. |
Optoelektronisches Halbleiterbauelement
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement
angegeben, bei dem es sich insbesondere um ein Strahlung emittierendes Halbleiterbauelement handelt.
Strahlung emittierende Halbleiterbauelemente wie etwa
Leuchtdioden erzeugen elektromagnetische Strahlung, wenn durch sie ein passender elektrischer Strom fließt. Zur
Versorgung mit elektrischem Strom weisen die Leuchtdioden elektrische Anschlussbereiche auf. Bei Flip-Chips sind die Anschlussbereiche auf einer einzigen Seite angeordnet, während sie sich bei sogenannten „n-up" oder „p-up"-Chips auf gegenüber liegenden Seiten befinden. Bei einer Montage dieser Leuchtdioden muss auf deren richtige Orientierung geachtet werden, damit die Anschlussbereiche der Leuchtdioden von außen kontaktiert werden können. Die richtige Orientierung ist mit einem vergleichsweise hohen Justageaufwand verbunden.
Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, ein
optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das vergleichsweise einfach montierbar ist. Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des unabhängigen
Gegenstandsanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des optoelektronischen
Halbleiterbauelements sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
optoelektronische Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper auf, der einen ersten Halbleiterbereich eines ersten
Leitfähigkeitstyps und einen zweiten Halbleiterbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps sowie eine erste Oberfläche und eine von der ersten Oberfläche verschiedene zweite Oberfläche umfasst. Unter einer von der ersten Oberfläche verschiedenen zweiten Oberfläche ist insbesondere eine Oberfläche zu verstehen, die sich in einer anderen Ebene als die erste Oberfläche erstreckt. Beispielsweise kann die zweite
Oberfläche in einem Abstand parallel zur ersten Oberfläche oder quer zu dieser angeordnet sein.
Weiterhin weist das optoelektronische Halbleiterbauelement eine erste Kontaktstruktur zur elektrischen Kontaktierung des ersten Halbleiterbereichs und eine zweite Kontaktstruktur zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Halbleiterbereichs auf. Dabei weisen die erste und zweite Kontaktstruktur mit Vorteil jeweils einen ersten, auf der ersten Oberfläche angeordneten Anschlussbereich und jeweils einen zweiten, auf der zweiten Oberfläche angeordneten Anschlussbereich zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements von außen auf. Damit die Anschlussbereiche von außen kontaktiert werden können, sind diese zumindest stellenweise frei liegend beziehungsweise unbedeckt.
Darüber hinaus sind der erste und zweite Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur und der erste und zweite
Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur mit Vorteil jeweils hinsichtlich einer Symmetrieachse drehsymmetrisch, das heißt insbesondere zueinander drehsymmetrisch,
ausgebildet. Weiterhin können der erste und zweite
Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur und der erste und zweite Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur jeweils hinsichtlich einer Symmetrieebene spiegelsymmetrisch, das heißt insbesondere zueinander spiegelsymmetrisch, ausgebildet sein. Unter einer drehsymmetrischen oder spiegelsymmetrischen Ausgestaltung ist dabei nicht nur eine identische, sondern auch eine gleiche, das heißt leichte Abweichungen in Form und/oder Größe und/oder Position aufweisende, Ausgestaltung der Anschlussbereiche zu verstehen. Die Symmetrieachse kann parallel oder quer zu einer Haupterstreckungsebene des
Halbleiterbauelements angeordnet sein und verläuft
insbesondere durch das Halbleiterbauelement, nicht jedoch durch die Anschlussbereiche hindurch. Ebenso ist die
Symmetrieebene mit Vorteil parallel oder quer zu einer
Haupterstreckungsebene des Halbleiterbauelements angeordnet und verläuft insbesondere durch das Halbleiterbauelement.
Die drehsymmetrische Ausbildung der Anschlussbereiche auf zwei verschiedenen Oberflächen, beispielsweise auf einer Vorder- und Rückseite des optoelektronischen
Halbleiterbauelements, hat den Vorteil, dass das
optoelektronische Halbleiterbauelement bei einem Vertauschen von Vorder- und Rückseite ohne Neuorientierung des
Halbleiterbauelements montiert und elektrisch angeschlossen werden kann. Dadurch wird der Justageaufwand reduziert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die ersten und zweiten Anschlussbereiche der ersten und zweiten
Kontaktstruktur jeweils eine drehsymmetrische Form auf.
Insbesondere weisen die Anschlussbereiche hinsichtlich einer Symmetrieachse des Halbleiterkörpers eine drehsymmetrische Form auf. Dabei verläuft die Symmetrieachse durch die
Anschlussbereiche hindurch. Vorzugsweise sind die
Anschlussbereiche der ersten Kontaktstruktur rahmenförmig, beispielsweise ringförmig, ausgebildet. Auch die Anschlussbereiche der zweiten Kontaktstruktur können
rahmenförmig, beispielsweise ringförmig, ausgebildet sein oder die Form eines Rechtecks oder Kreises aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der erste
Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur vom ersten
Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur flankiert.
Entsprechend kann auch der zweite Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur vom zweiten Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur flankiert werden. Dies bedeutet insbesondere, dass der jeweilige Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur an mindestens zwei Seiten von dem
entsprechenden Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur begrenzt wird.
Vorzugsweise umgibt der erste Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur den ersten Anschlussbereich der zweiten
Kontaktstruktur und der zweite Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur den zweiten Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur rahmenförmig. In anderen Worten umgibt der jeweilige Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur den entsprechenden Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur vollumfänglich, das heißt allseitig. Dabei bilden die
Anschlussbereiche der ersten Kontaktstruktur jeweils einen äußeren Kontakt auf der jeweiligen Oberfläche und die
Anschlussbereiche der zweiten Kontaktstruktur jeweils einen inneren Kontakt auf der jeweiligen Oberfläche.
Weiterhin ist insbesondere zwischen den ersten
Anschlussbereichen der beiden Kontaktstrukturen ein
Zwischenraum vorhanden, so dass die ersten Anschlussbereiche voneinander elektrisch isoliert sind. Dies gilt entsprechend auch für die zweiten Anschlussbereiche der beiden KontaktStrukturen .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des optoelektronischen Halbleiterbauelements handelt es sich bei dem ersten
Halbleiterbereich um einen p-leitenden Halbleiterbereich. Weiterhin handelt es sich bei dem zweiten Halbleiterbereich insbesondere um einen n-leitenden Halbleiterbereich. Der erste und zweite Halbleiterbereich können jeweils mehrere aufeinanderfolgende Halbleiterschichten aufweisen.
Der erste und zweite Halbleiterbereich beziehungsweise die jeweils darin enthaltenen Schichten können mittels eines Epitaxie-Verfahrens schichtenweise nacheinander auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen werden. Als Materialien für das Aufwachssubstrat kommen beispielsweise Saphir, SiC und/oder GaN in Frage. Das Aufwachssubstrat kann im Halbleiterkörper verbleiben oder zumindest teilweise entfernt werden. In letzterem Fall kann die Halbleiterschichtenfolge auf einem Ersatzträger angeordnet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement um ein Strahlung emittierendes Bauelement. Hierbei weist der Halbleiterkörper eine aktive Zone auf, die zur Strahlungserzeugung geeignet ist. Insbesondere ist die aktive Zone eine p-n-Übergangszone . Die aktive Zone kann dabei als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge ausgebildet sein. Beispielsweise emittiert die aktive Zone im Betrieb des Halbleiterbauelements
elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren,
ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Die aktive Zone ist insbesondere zwischen dem ersten Halbleiterbereich und dem zweiten Halbleiterbereich angeordnet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der
Halbleiterkörper an der ersten Oberfläche durch die erste Kontaktstruktur und an der zweiten Oberfläche durch die zweite Kontaktstruktur elektrisch kontaktiert. Ferner kann die erste Kontaktstruktur an der zweiten Oberfläche und die zweite Kontaktstruktur an der ersten Oberfläche von dem
Halbleiterkörper elektrisch isoliert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste
Kontaktstruktur nur außerhalb des Halbleiterkörpers
angeordnet. Dabei kann sich die erste Kontaktstruktur zwar in direktem Kontakt mit Oberflächen des Halbleiterkörpers befinden, dringt jedoch nicht in den Halbleiterkörper ein. Insbesondere weist die außerhalb des Halbleiterkörpers angeordnete erste Kontaktstruktur zumindest einen
Kontaktbereich auf, der sich von dem ersten Anschlussbereich bis zum zweiten Anschlussbereich erstreckt. Der erste und zweite Anschlussbereich sind also mittels des zumindest einen Kontaktbereichs miteinander elektrisch verbunden. Der zumindest eine Kontaktbereich kann sich dabei von dem ersten Anschlussbereich auf der ersten Oberfläche über zumindest eine weitere Oberfläche bis zu dem zweiten Anschlussbereich erstrecken. Beispielsweise kann der Kontaktbereich die zumindest eine weitere Oberfläche vollständig oder nahezu vollständig bedecken. Insbesondere kann der Kontaktbereich eine Verspiegelung des Halbleiterkörpers bilden und dabei ein reflektierendes, vorzugsweise metallisches, Material
enthalten. Alternativ kann der Kontaktbereich ein
strahlungsdurchlässiges Material, etwa ein transparentes leitendes Oxid (transparent conductive oxide, kurz "TCO") enthalten, so dass der Halbleiterkörper an der zumindest einen weiteren Oberfläche Strahlung emittiert. Weiterhin kann bei dieser Ausführungsform die zweite
Kontaktstruktur teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers angeordnet sein und zumindest einen Kontaktbereich aufweisen, der in einer Vertiefung des Halbleiterkörpers angeordnet ist. Dabei kann die Vertiefung den ersten und zweiten
Halbleiterbereich durchdringen, wobei der in der Vertiefung angeordnete Kontaktbereich den ersten und zweiten
Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur miteinander verbindet. Der erste und zweite Anschlussbereich sind also mittels des zumindest einen Kontaktbereichs miteinander elektrisch verbunden. Die Vertiefung und entsprechend der Kontaktbereich können prismen- oder zylinderförmig oder aber rahmen- beziehungsweise ringförmig ausgebildet sein. Der erste und zweite Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur begrenzen den Kontaktbereich in vertikaler Richtung.
Bei einer rahmen- beziehungsweise ringförmigen Ausgestaltung der Anschlussbereiche und des Kontaktbereichs der zweiten Kontaktstruktur kann ein von diesen umschlossener Bereich des Halbleiterkörpers eine Art „Fenster" bilden, durch das
Strahlung aus dem Halbleiterkörper austreten kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind beide
Kontaktstrukturen außerhalb des Halbleiterkörpers angeordnet. Insbesondere weisen die Kontaktstrukturen dabei jeweils zumindest einen Kontaktbereich auf, der sich von dem ersten Anschlussbereich bis zum zweiten Anschlussbereich erstreckt. Dadurch sind jeweils der erste und zweite Anschlussbereich elektrisch miteinander verbunden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die zweite Kontaktstruktur vorzugsweise eine Kontaktschicht auf, die direkt auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist. Weiterhin ist der erste Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur mit Vorteil direkt auf der ersten Oberfläche angeordnet. Mittels des ersten Anschlussbereichs kann der erste Halbleiterbereich von der ersten Kontaktstruktur an der ersten Oberfläche elektrisch kontaktiert werden, während der zweite
Halbleiterbereich mittels der Kontaktschicht von der zweiten Kontaktstruktur an der zweiten Oberfläche elektrisch
kontaktiert wird.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform sind beide Kontaktstrukturen teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers angeordnet sind, und weisen jeweils einen Kontaktbereich auf, der in jeweils einer Vertiefung des Halbleiterkörpers
angeordnet ist. Dabei kann der Kontaktbereich der ersten Kontaktstruktur in einer Vertiefung angeordnet sein, die sich durch den zweiten Halbleiterbereich erstreckt und im ersten Halbleiterbereich endet, während der Kontaktbereich der zweiten Kontaktstruktur in einer Vertiefung angeordnet ist, die sich durch den ersten Halbleiterbereich erstreckt und im zweiten Halbleiterbereich endet. Insbesondere sind bei dieser Ausführungsform der erste und zweite Anschlussbereich der ersten und zweiten Kontaktstruktur jeweils elektrisch
isoliert .
Es wird eine Strahlung emittierende Vorrichtung angegeben, die ein Halbleiterbauelement der oben genannten Art sowie einen Träger umfasst, auf dem das Halbleiterbauelement angeordnet ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Träger ein erstes Kontaktpad, das mit dem ersten oder zweiten Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur
elektrisch und mechanisch verbunden ist, sowie ein zweites Kontaktpad, das mit dem ersten oder zweiten Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur elektrisch und mechanisch
verbunden ist. Das erste und zweite Kontaktpad können
reflektierend ausgebildet sein und dafür vorgesehen sein, die aus dem Halbleiterkörper austretende Strahlung in Richtung des Halbleiterkörpers zurück zu reflektieren. Insbesondere ist das zweite Kontaktpad dafür vorgesehen, die aus dem „Fenster" austretende Strahlung in Richtung des
Halbleiterkörpers zurück zu reflektieren.
Das Halbleiterbauelement kann insbesondere bei den oben genannten Ausführungsformen eine flache Form aufweisen. Dies bedeutet insbesondere, dass eine vertikale Ausdehnung des Halbleiterbauelements merklich kleiner ist als eine laterale Ausdehnung des Halbleiterbauelements. Beispielsweise kann das Halbleiterbauelemnt eine Polyeder-, Zylinder- oder
Halbzylinderform aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem so gestalteten Halbleiterbauelement um einen
Oberflächenemitter, das heißt, dass dieses einen Großteil seiner Strahlung an nur einer Seite abgibt, die insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene des
Halbleiterbauelements angeordnet ist. Dabei können die erste und zweite Oberfläche parallel zu der Haupterstreckungsebene des Halbleiterbauelements angeordnet sein, wobei Abweichungen von ± 5° tolerabel sind. Vorzugsweise wird die
Haupterstreckungsebene des Halbleiterbauelements durch eine erste laterale Richtung und eine zweite laterale Richtung aufgespannt, wobei eine vertikale Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene verläuft. Die vertikale Richtung verläuft insbesondere parallel zu einer Wachstumsrichtung, in der die Halbleiterbereiche nacheinander aufgewachsen sind. Weiterhin kann der Halbleiterkörper zumindest eine
Seitenfläche aufweisen, welche die erste Oberfläche mit der zweiten Oberfläche verbindet und einen Normalenvektor aufweist, der parallel zur Haupterstreckungsebene des
Halbleiterbauelements angeordnet ist. Der Halbleiterkörper kann zum Beispiel polyeder-, Zylinder- oder
halbzylinderförmig ausgebildet sein. Bei einer möglichen Ausgestaltung ist die zumindest eine Seitenfläche frei von Anschlussbereichen .
Gemäß zumindest einer alternativen Ausführungsform weist das Halbleiterbauelement eine dreidimensionale, das heißt nicht flache, Form auf. Dies bedeutet insbesondere, dass sich eine vertikale Ausdehnung des Halbleiterbauelements nicht merklich unterscheidet von einer lateralen Ausdehnung des
Halbleiterbauelements. Das Halbleiterbauelement weist mit Vorteil eine Polyederform, beispielsweise eine Quaderform, Prismenform oder Tetraederform, auf. Darüber hinaus kann das Halbleiterbauelement eine halbzylindrische Form aufweisen. Dabei handelt es sich bei dem Halbleiterbauelement
insbesondere um einen Volumenemitter, das heißt, dass das Halbleiterbauelement an mehreren Seiten Strahlung mit einem nicht unwesentlichen Anteil emittiert. Mit Vorteil weist hierbei der Halbleiterkörper ein Substrat auf, das für die erzeugte Strahlung durchlässig ist. Insbesondere enthält oder besteht das Substrat aus Saphir. Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform die erste Oberfläche an einer ersten
Hauptfläche des Substrats angeordnet, während die zweite Oberfläche an einer quer zur ersten Hauptfläche verlaufenden zweiten Hauptfläche des Substrats angeordnet ist. Alternativ kann die zweite Oberfläche an einer parallel zur ersten
Hauptfläche verlaufenden zweiten Hauptfläche des Substrats angeordnet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des insbesondere dreidimensionalen, polyeder- oder halbzylinderförmig gestalteten Halbleiterbauelements ist die erste
Kontaktstruktur nur außerhalb des Halbleiterkörpers
angeordnet. Vorzugsweise ist die zweite Kontaktstruktur teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers angeordnet und weist zumindest einen Kontaktbereich auf, der in einer
Vertiefung des Halbleiterkörpers angeordnet ist, wobei die Vertiefung den ersten Halbleiterbereich durchdringt. Die Vertiefung reicht dabei bis zum zweiten Halbleiterbereich, durchdringt diesen aber vorzugsweise nicht. Ein in der
Vertiefung angeordneter Kontaktbereich der zweiten
Kontaktstruktur verbindet dabei den ersten Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur mit dem zweiten
Halbleiterbereich .
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des dreidimensionalen Halbleiterbauelements weist dieses auf allen Seiten jeweils einen Anschlussbereich der ersten und zweiten Kontaktstruktur auf. Dabei können die Anschlussbereiche der ersten
Kontaktstruktur unter anderem jeweils durch eine
Kontaktschicht und die Anschlussbereiche der zweiten
Kontaktstruktur unter anderem jeweils durch eine
Kontaktschicht miteinander mechanisch und elektrisch
verbunden sind. Insbesondere ist die Kontaktschicht der ersten Kontaktstruktur der Kontaktschicht der zweiten
Kontaktstruktur ausgehend vom Halbleiterkörper nachgeordnet.
Vorteilhafterweise besteht bei einem derartigen
dreidimensionalen Halbleiterbauelement keine exklusive
Montageseite. Vielmehr kann das Halbleiterbauelement mit Vorteil auf jeder Seite montiert und/oder elektrisch
angeschlossen werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die erste
Kontaktstruktur ein metallisches Material. Auch die zweite Kontaktstruktur kann ein metallisches Material enthalten. Vorzugsweise sind die Anschlussbereiche der ersten
Kontaktstruktur aus demselben Material gebildet. Ebenso können auch die Anschlussbereiche der zweiten Kontaktstruktur aus demselben Material gebildet sein. Insbesondere sind die erste und/oder zweite Kontaktstruktur zumindest bereichsweise aus einem Metall wie etwa Silber oder Kupfer oder einer
Metallverbindung gebildet. Ferner können die erste und/oder zweite Kontaktstruktur zumindest bereichsweise aus einem transparenten leitenden Oxid gebildet sein.
Für die Halbleiterbereiche beziehungsweise Schichten des Halbleiterkörpers kommen vorzugsweise auf Nitrid- Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht. "Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass zumindest eine Schicht des Halbleiterkörpers ein Nitrid-III/V-
Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise Al n Ga m Ini- n-m N, umfasst, wobei 0 < n < 1, 0 < m < 1 und n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte
Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche
Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen
physikalischen Eigenschaften des Al n Ga m Ini- n-m N-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Optoelektronische Halbleiterbauelemente der hier
beschriebenen Art eignen sich besonders für Anzeigevorrichtungen wie beispielsweise Displays oder
Videowände. Hierbei kommt es auf eine gute Durchmischung der Leuchtdioden an, um beispielsweise zu verhindern, dass
Verschiebungen im Weißpunkt an Bingrenzen sichtbar werden. Vorteilhafterweise können die hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterbauelemente als Schüttgut und damit gut durchmischt bereitgestellt werden, ohne dass vor der Montage eine Ausrichtung der Leuchtdioden erforderlich wäre. Der Schritt der Ausrichtung kann vorteilhafterweise entfallen, da die Halbleiterbauelemente keine exklusive Montageseite aufweisen.
Auch für eine Bereitstellung von Leuchtdioden in Fluiden, in welchen die Orientierung bei einem Teil der Leuchtdioden nicht erhalten bleibt, sind die hier beschriebenen
Halbleiterbauelemente aufgrund der Möglichkeit zur Montage auf verschiedenen Seiten, besonders geeignet.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und
Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterbauelements und der Strahlung emittierenden Vorrichtung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen in Verbindung mit den Figuren 1 bis 19.
Es zeigen:
Figuren 1 und 2 schematische Draufsichten einer Vorder- und
Rückseite eines optoelektroischen
Halbleiterbauelements gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel und Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht des
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, Figuren 4 und 5 eine schematische Draufsicht und eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Figuren 6 eine schematische dreidimensionale Darstellung
eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Figuren 7 und 8 eine schematische Draufsicht und eine
schematische Querschnittsansicht entlang einer Schnittebene BB ' eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
Figur 9 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
Figuren 10 und 11 eine schematische Draufsicht und eine
schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel sowie eine schematische Querschnittsansicht einer Strahlung emittierenden Vorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
Figur 12 eine schematische Draufsicht einer Vorderseite und
Figur 13 eine schematische Draufsicht einer
Rückseite und Figur 14 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
Figur 15 eine schematische dreidimensionale Darstellung und
Figuren 16 und Figur 17 zwei verschiedene schematische Querschnittsansichten eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,
Figuren 18 und 19 eine schematische Draufsicht und eine
schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1. Dieses ist quaderförmig ausgebildet und weist eine flache Form auf, das heißt dass eine vertikale Ausdehnung des
Halbleiterbauelements 1 in einer vertikalen Richtung V merklich kleiner ist als eine laterale Ausdehnung des
Halbleiterbauelements 1 in einer ersten und zweiten lateralen Richtung LI, L2. Auch das in den Figuren 2 und 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen
Halbleiterbauelements 1 weist eine flache, jedoch
zylindrische Form auf. Diese Form ist insbesondere dafür geeignet, Strahlung auch seitlich auszukoppeln.
Die erste laterale Richtung LI und die zweite laterale
Richtung L2 spannen eine Haupterstreckungsebene auf, wobei die vertikale Richtung V senkrecht zur Haupterstreckungsebene verläuft .
Die nachfolgenden Ausführungen gelten sowohl für das
Halbleiterbauelement 1 gemäß dem ersten als auch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 weist einen Halbleiterkörper 2 auf, der einen ersten Halbleiterbereich 3 eines ersten Leitfähigkeitstyps und einen zweiten
Halbleiterbereich 5 eines zweiten Leitfähigkeitstyps sowie eine zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich 3, 5 angeordnete aktive Zone 4 aufweist. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Halbleiterbereich 3 um einen p-leitenden Halbleiterbereich, während es sich bei dem zweiten
Halbleiterbereich 5 um einen n-leitenden Halbleiterbereich handelt. Weiterhin handelt es sich bei der aktiven Zone 4 vorzugsweise um eine Strahlung emittierende Zone, die im Betrieb elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich erzeugt.
Ferner umfasst der Halbleiterkörper 2 eine erste Oberfläche 2A und eine von der ersten Oberfläche 2A verschiedene zweite Oberfläche 2B, die in einem Abstand, parallel zur ersten Oberfläche 2A angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Oberfläche 2A um eine nahe oder an dem ersten Halbleiterbereich 3 angeordnete Hauptfläche des
Halbleiterkörpers 2, während es sich bei der zweiten
Oberfläche 2B um eine nahe oder an dem zweiten
Halbleiterbereich 5 angeordnete Hauptfläche des
Halbleiterkörpers 2 handelt. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 weist eine erste Kontaktstruktur 6 zur elektrischen Kontaktierung des ersten Halbleiterbereichs 3 und eine zweite Kontaktstruktur 10 zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Halbleiterbereichs 5 auf. Die erste und zweite Kontaktstruktur 6, 10 weisen jeweils einen ersten, auf der ersten Oberfläche 2A
angeordneten Anschlussbereich 7, 11 und jeweils einen
zweiten, auf der zweiten Oberfläche 2B angeordneten
Anschlussbereich 8, 12 zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterbauelements 1 von außen auf. Damit die
Anschlussbereiche 7, 8, 10, 11 von außen kontaktiert werden können, sind diese zumindest stellenweise frei liegend beziehungsweise unbedeckt.
Weiterhin ist zwischen den ersten Anschlussbereichen 7, 11 der beiden Kontaktstrukturen 6, 10 ein Zwischenraum 17 vorhanden, so dass die ersten Anschlussbereiche 7, 11 voneinander elektrisch isoliert sind. Dies gilt entsprechend auch für die zweiten Anschlussbereiche 8, 12 der beiden
Kontaktstrukturen 6, 10.
Darüber hinaus sind der erste und zweite Anschlussbereich 7,
8 der ersten Kontaktstruktur 6 und der erste und zweite
Anschlussbereich 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 jeweils hinsichtlich einer Symmetrieachse D drehsymmetrisch ausgebildet. Desweiteren sind der erste und zweite
Anschlussbereich 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 und der erste und zweite Anschlussbereich 11, 12 der zweiten
Kontaktstruktur 10 jeweils hinsichtlich einer Symmetrieebene SS' spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die Symmetrieachse D verläuft durch das Halbleiterbauelement 1 hindurch in einer Ebene, die parallel zu der Haupterstreckungsebene angeordnet ist. Weiterhin ist die Symmetrieebene SS' parallel zu der Haupterstreckungsebene angeordnet und verläuft durch das Halbleiterbauelement 1. Unter einer dreh- beziehungsweise spiegelsymmetrischen Ausgestaltung ist dabei nicht nur eine identische, sondern auch eine gleiche, das heißt leichte Abweichungen in Form und/oder Größe und/oder Position aufweisende, Ausgestaltung zu verstehen.
Die ersten und zweiten Anschlussbereiche 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 sowie die ersten und zweiten
Anschlussbereiche 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 weisen jeweils eine drehsymmetrische Form auf. Insbesondere weisen die Anschlussbereiche hinsichtlich einer
Symmetrieachse A des Halbleiterkörpers 2 eine
drehsymmetrische Form auf. Die Anschlussbereiche 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 sind rahmenförmig mit einer
rechteckigen Kontur (vgl. Figur 1) oder einer kreisförmigen Kontur (vgl. Figur 2) ausgebildet, während die
Anschlussbereiche 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 die Form eines Rechtecks (vgl. Figur 1) oder eines Kreises (vgl. Figur 2) aufweisen. Dabei wird der erste Anschlussbereich 11 der zweiten Kontaktstruktur 10 vom ersten Anschlussbereich 7 der ersten Kontaktstruktur 6 allseitig flankiert
beziehungsweise rahmenförmig umschlossen. Entsprechend wird auch der zweite Anschlussbereich 12 der zweiten
Kontaktstruktur 10 vom zweiten Anschlussbereich 8 der ersten Kontaktstruktur 6 allseitig flankiert beziehungsweise rahmenförmig umschlossen. Dabei bilden die Anschlussbereiche 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 jeweils einen äußeren
Kontakt auf der jeweiligen Oberfläche 2A, 2B und die
Anschlussbereiche 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 jeweils einen inneren Kontakt auf der jeweiligen Oberfläche 2A, 2B . Bei dem Halbleiterbauelement 1 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist die erste Kontaktstruktur 6 nur außerhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet. Die erste
Kontaktstruktur 6 weist einen Kontaktbereich 9 auf, der sich von dem ersten Anschlussbereich 7 bis zum zweiten
Anschlussbereich 8 erstreckt. Der erste und zweite
Anschlussbereich 7, 8 sind also mittels des Kontaktbereichs 9 miteinander elektrisch verbunden. Der Kontaktbereich 9 kann dabei den Halbleiterkörper 2 lateral vollständig einhüllen, so dass alle Seitenflächen 2C, 2D vollständig bedeckt sind. Alternativ können zumindest zwei, beispielsweise
streifenförmig ausgebildete, Kontaktbereiche vorgesehen sein, die jeweils den ersten und zweiten Kontaktbereich 7, 8 miteinander verbinden und über verschiedene Seiten des
Halbleiterkörpers 2 verlaufen (nicht dargestellt) .
Vorzugsweise enthält die erste Kontaktstruktur 6 ein
metallisches Material wie etwa Silber oder besteht daraus und kann dabei als Verspiegelung dienen.
Weiterhin ist die zweite Kontaktstruktur 10 teilweise
innerhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet und weist einen Kontaktbereich 13 auf, der in einer Vertiefung 15 des
Halbleiterkörpers 2 angeordnet ist. Dabei durchdringt die Vertiefung 15 den ersten und zweiten Halbleiterbereich 3, 5, wobei der in der Vertiefung 15 angeordnete Kontaktbereich 13 den ersten und zweiten Anschlussbereich 11, 12 der zweiten
Kontaktstruktur 10 miteinander verbindet, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten
Anschlussbereich 11, 12 besteht. Die Vertiefung 15 und entsprechend der Kontaktbereich 13 sind beispielsweise prismen- oder zylinderförmig ausgebildet. Der erste und zweite Anschlussbereich 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 begrenzen den Kontaktbereich 13 in vertikaler Richtung V. Ferner weist die zweite Kontaktstruktur 10 eine
Kontaktschicht 14 auf, die vorzugsweise direkt auf der zweiten Oberfläche 2B angeordnet ist und diese größtenteils bedeckt .
Die zweite Kontaktstruktur 10 kann ein
strahlungsdurchlässiges Material, etwa ein transparentes leitendes Oxid (transparent conductive oxide, kurz "TCO") enthalten oder daraus bestehen, so dass im Bereich der zweiten Kontaktstruktur 10 Strahlung aus dem
Halbleiterbauelement 1 austreten kann.
Das Halbleiterbauelement 1 weist eine erste Isolierung 16 auf, die auf der zweiten Oberfläche 2B angeordnet ist und sich dabei zwischen der Kontaktschicht 14 und den zweiten Anschlussbereichen 8, 12 der beiden Kontaktstrukturen 6, 10 befindet. Zusätzlich ist die erste Isolierung 16 auf den Seitenflächen 2C, 2D angeordnet und befindet sich dabei zwischen dem Kontaktbereich 9 der ersten Kontaktstruktur 6 und dem Halbleiterkörper 2. Der Kontaktbereich 13 der zweiten Kontaktstruktur 10 verläuft durch die Kontaktschicht 14 und die erste Isolierung 16 hindurch bis zum zweiten
Anschlussbereich 11.
Das Halbleiterbauelement 1 weist eine zweite Isolierung 18 auf, die in der Vertiefung 15 und auf der ersten Oberfläche 2A angeordnet ist und sich zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem Kontaktbereich 13 sowie zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem ersten Anschlussbereich 11 der zweiten
Kontaktstruktur 10 befindet.
Mittels des ersten Anschlussbereichs 7 wird der erste
Halbleiterbereich 3 von der ersten Kontaktstruktur 6 an der ersten Oberfläche 2A elektrisch kontaktiert, während der zweite Halbleiterbereich 5 mittels der Kontaktschicht 14 von der zweiten Kontaktstruktur 10 an der zweiten Oberfläche 2B elektrisch kontaktiert wird.
Die dreh- beziehungsweise spiegelsymmetrische Ausbildung der Anschlussbereiche 7, 8 und 11, 12 auf den verschiedenen
Oberflächen 2A, 2B hat den Vorteil, dass das
optoelektronische Halbleiterbauelement 1 bei einem
Vertauschen von Vorder- und Rückseite ohne Neuorientierung des Halbleiterbauelements 1 montiert und elektrisch
angeschlossen werden kann.
Figuren 4 und 5 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelements 1, wobei Figur 5 einen Querschnitt entlang der in Figur 4 dargestellten Schnittebene BB ' zeigt. Die Halbleiterbauelemente 1 gemäß dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel sind ähnlich ausgebildet, weshalb die oben gemachten Erläuterungen auch für das dritte
Ausführungsbeispiel gelten.
Ein Unterschied besteht jedoch in der Gestalt des
Halbleiterbauelemts 1, das eine flache und langgestreckte Form aufweist, wobei „langgestreckt" bedeutet, dass die Ausdehnung in der einen lateralen Richtung merklich größer ist als in der anderen lateralen Richtung. Ein weiterer Unterschied besteht in der ersten Kontaktstruktur 6, deren erste und zweite Anschlussbereiche 7, 8 jeweils zwei
unzusammenhängend ausgebildete Teilbereiche 7A, 7B und 8A, 8B aufweisen. Eine derartige Kontaktstruktur 6 eignet sich besonders für die langgestreckte Form des
Halbleiterbauelements 1. Der erste Anschlussbereich 11 der zweiten Kontaktstruktur 10 wird dabei an zwei Seiten von dem ersten Anschlussbereich 7 der ersten Kontaktstruktur 10 beziehungsweise dessen Teilbereichen 7A, 7B begrenzt.
Entsprechend wird der zweite Anschlussbereich 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 an zwei Seiten von dem zweiten
Anschlussbereich 8 der ersten Kontaktstruktur 6
beziehungsweise dessen Teilbereichen 8A, 8B begrenzt.
Insbesondere erstreckt sich der Zwischenraum 17 von der ersten Oberfläche 2A über die Seitenflächen bis zur zweiten Oberfläche 2B, so dass die erste Kontaktstruktur 6
unzusammenhängend ausgebildet ist. Alternativ kann der
Kontaktbereich 9 derart gestaltet sein, dass er die
Teilbereiche 7A 7B und 8A, 8B miteinander verbindet.
Die Figur 6 zeigt ein weiteres, viertes Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelements 1, bei dem die erste
Kontaktstruktur 6 nur außerhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet, während die zweite Kontaktstruktur 10 teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet ist und
entsprechend den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen einen Kontaktbereich aufweist, der in einer Vertiefung des Halbleiterkörpers 2 angeordnet ist (nicht dargestellt) .
Insofern gelten die oben gemachten Erläuterungen auch für das vierte Ausführungsbeispiel.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel weist das
Halbleiterbauelement 1 eine dreidimensionale, prismatische Form auf. Der zweite Halbleiterbereich 5 ist innerhalb des ersten Halbleiterbereichs 3 angeordnet und wird in lateralen Richtungen von diesem umschlossen. Bei dem Halbleiterkörper 2 kann es sich um einen sogenannten „Nanorod" handeln.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel weisen sowohl der erste Anschlussbereich 7 als auch der zweite Anschlussbereich 8 der ersten Kontaktstruktur 6 jeweils zwei Teilbereiche 7A, 7B,
8A, 8B auf. Ferner grenzt sowohl bei der ersten
Kontaktstruktur 6 als auch bei der zweiten Kontaktstruktur 10 jeweils der erste Anschlussbereich 7, 11 direkt an den zweiten Anschlussbereich 8, 12 an. Beide Kontaktstrukturen 6,
10 weisen weitere Anschlussbereiche auf weiteren Oberflächen des Halbleiterkörpers 2 auf, die direkt aneinander angrenzen, so dass der Halbleiterkörper 2 von den Kontaktstrukturen 6,
10 beziehungsweise deren Anschlussbereichen banderolenartig eingehüllt wird.
Das in den Figuren 7 und 8 dargestellte Halbleiterbauelement 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel weist wie das
Halbleiterbauelement 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine flache, langgestreckte Form und eine Kontaktstruktur 6 mit einem ersten und zweiten Anschlussbereich 7, 8 auf, die jeweils zwei Teilbereiche 7A, 7B und 8A, 8B umfassen.
Die Halbleiterbauelemente 1 gemäß dem ersten bis dritten und fünften Ausführungsbeispiel sind an sich ähnlich ausgebildet, weshalb die oben gemachten Erläuterungen auch für das fünfte Ausführungsbeispiel gelten. Im Unterschied zu diesen
Ausführungsbeispielen ist bei dem Halbleiterbauelement 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel jedoch auch die zweite Kontaktstruktur 10 außerhalb des Halbleiterkörpers 2
angeordnet. Hierbei hüllt die zweite Kontaktstruktur 10 den Halbleiterkörper 2 banderolenartig ein. Dabei weist die zweite Kontaktstruktur 10 zwei Kontaktbereiche 19A, 19B auf, die sich jeweils von dem ersten Anschlussbereich 11 bis zum zweiten Anschlussbereich 12 erstrecken. Weiterhin weist sie einen Kontaktbereich 13 und eine Kontaktschicht 14 auf, wobei der Kontaktbereich 13 in einer Vertiefung einer Isolierung 16 angeordnet ist und sich von der Kontaktschicht 14 durch die Isolierung 16 hindurch bis zum zweiten Anschlussbereich 12 erstreckt .
Die Figur 9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelements 1, bei dem die erste Kontaktstruktur 6 und die zweite Kontaktstruktur 10 wie bei dem fünften
Ausführungsbeispiel jeweils außerhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet sind. Beide Kontaktstrukturen 6, 10 weisen
zumindest einen Kontaktbereich auf 9, 19A, 19B, der sich außerhalb des Halbleiterkörpers 2 jeweils vom ersten
Anschlussbereich 7, 11 bis zum zweiten Anschlussbereich 8, 12 erstreckt .
Der erste und zweite Anschlussbereich 7, 8 der ersten
Kontaktstruktur 6 und der erste und zweite Anschlussbereich 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 sind jeweils
hinsichtlich der Symmetrieachse D drehsymmetrisch
ausgebildet. Sie sind nicht spiegelsymmetrisch, jedoch punktsymmetrisch ausgebildet.
Das Halbleiterbauelement 1 gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel weist eine dreidimensionale,
halbzylindrische Form auf.
Die Figuren 10 und 11 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelements 1, das wie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form aufweist. Wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist auch hier der erste und zweite Anschlussbereich 7, 8 der ersten
Kontaktstruktur 6 rahmenförmig ausgebildet. Im Unterschied dazu ist auch der erste und zweite Anschlussbereich 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 rahmenförmig ausgebildet.
Dabei umschließt der Kontaktbereich 13 der zweiten Kontaktstruktur 10 einen inneren Bereich 20 des
Halbleiterkörpers 2, wobei der innere Bereich 20 eine Art „Fenster" bildet, durch das Strahlung aus dem
Halbleiterkörper 2 austreten kann.
Das Halbleiterbauelement 1 kann, wie durch einen Pfeil angedeutet (vgl. Figur 11), mit einem Träger 21 verbunden werden, wodurch eine Strahlung emittierende Vorrichtung gebildet wird. Der Träger 21 weist einen Trägerkörper 24 und ein auf dem Trägerkörper 24 angeordnetes erstes Kontaktpad 22 und zweites Kontaktpad 23 auf, wobei das erste Kontaktpad 22 in der fertigen Vorrichtung mit dem ersten oder zweiten
Anschlussbereich 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 elektrisch und mechanisch verbunden ist, während das zweite Kontaktpad 23 mit dem ersten oder zweiten Anschlussbereich 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 elektrisch und mechanisch
verbunden ist. Das erste und zweite Kontaktpad 22, 23 sind mit Vorteil reflektierend ausgebildet und dafür vorgesehen, die aus dem inneren Bereich 20 austretende Strahlung in
Richtung des Halbleiterkörpers 2 zurück zu reflektieren.
Figur 12 zeigt eine schematische Draufsicht auf die erste Oberfläche 2A, Figur 13 eine schematische Draufsicht auf die zweite Oberfläche 2B und Figur 14 eine schematische
Querschnittsansicht eines optoelektronischen
Halbleiterbauelements 1 gemäß einem achten
Ausführungsbeispiel. Hierbei sind beide Kontaktstrukturen 6, 10 teilweise innerhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet und weisen jeweils einen Kontaktbereich 9, 13 auf, der in jeweils einer Vertiefung 15 des Halbleiterkörpers 2 angeordnet ist. Dabei ist der Kontaktbereich 9 der ersten Kontaktstruktur 6 in einer Vertiefung 15 angeordnet, die sich durch den zweiten Halbleiterbereich 5 erstreckt und im ersten Halbleiterbereich 3 endet, während der Kontaktbereich 13 der zweiten Kontaktstruktur 10 in einer Vertiefung 15 angeordnet ist, die sich durch den ersten Halbleiterbereich 3 erstreckt und im zweiten Halbleiterbereich 5 endet.
Die Anschlussbereiche 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 weisen eine Rechteckform aus, während die Anschlussbereiche 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 rahmenförmig ausgebildet sind und den jeweiligen Anschlussbereich 11, 12 der zweiten
Kontaktstruktur 10 lateral umschließen.
Der erste Anschlussbereich 11 sowie der Kontaktbereich 13 der zweiten Kontaktstruktur 10 sind mittels der zweiten
Isolierung 18 vom ersten Halbleiterbereich 3 elektrisch isoliert, während der zweite Anschlussbereich 12 direkt auf der zweiten Oberfläche 2B angeordnet ist. Ferner sind der zweite Anschlussbereich 8 sowie der Kontaktbereich 9 der ersten Kontaktstruktur 6 mittels der ersten Isolierung 16 vom zweiten Halbleiterbereich 5 elektrisch isoliert, während der erste Anschlussbereich 7 direkt auf der ersten Oberfläche 2A angeordnet ist.
Mittels des ersten Anschlussbereichs 7 kann der erste
Halbleiterbereich 3 von der ersten Kontaktstruktur 6 an der ersten Oberfläche 2A elektrisch kontaktiert werden, während der zweite Halbleiterbereich 5 mittels dem zweiten
Anschlussbereich 12 von der zweiten Kontaktstruktur 10 an der zweiten Oberfläche 2B elektrisch kontaktiert werden kann.
In den Figuren 15 bis 17 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelements 1 dargestellt, wobei Figur 16 eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements 1 entlang der in Figur 15 dargestellten Querschnittsebene BB ' und Figur 17 eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements 1 entlang der in Figur 15 dargestellten Querschnittsebene CC ' zeigt. Das Halbleiterbauelement 1 weist eine dreidimensionale Form, eine Würfelform, auf. Insbesondere handelt es sich bei dem Halbleiterbauelement 1 um einen Volumenemitter, das heißt, dass das Halbleiterbauelement 1 an mehreren Seiten Strahlung mit einem nicht unwesentlichen Anteil emittiert.
Auch bei dem in den Figuren 18 und 19 dargestellten
Halbleiterbauelement 1 gemäß einem zehnten
Ausführungsbeispiel handelt es sich insbesondere um einen Volumenemitter. Figur 19 zeigt eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements 1 entlang der in Figur 18 dargestellten Querschnittsebene BB ' . Das Halbleiterbauelement 1 weist eine Tetraederform auf und ist ansonsten wie das
Halbleiterbauelement 1 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Ferner können auch die in den Figuren 6 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiele wie das
Halbleiterbauelement 1 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Die nachfolgenden Ausführungen gelten daher sowohl für das Halbleiterbauelement 1 gemäß dem neunten als auch gemäß dem vierten, sechsten und zehnten
Ausführungsbeispiel .
Der Halbleiterkörper 2 des Halbleiterbauelements 1 umfasst ein Substrat 25, auf dem der erste und zweite
Halbleiterbereich 3, 5 angeordnet sind, wobei der erste, insbesondere p-leitende Halbleiterbereich 3 dem zweiten, insbesondere n-leitenden Halbleiterbereich 5 ausgehend vom Substrat 25 nachgeordnet ist. Vorzugsweise enthält oder besteht das Substrat 25 aus Saphir und ist damit insbesondere für blaue Strahlung durchlässig. Gemäß dem neunten
Ausführungsbeispiel ist das Substrat 25 würfelförmig ausgebildet, während es gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel tetraederförmig ausgebildet ist.
Die erste Oberfläche 2A ist an einer ersten Hauptfläche 25A des Substrats 25 angeordnet, während die zweite Oberfläche 2B an einer quer zur ersten Hauptfläche 25A verlaufenden zweiten Hauptfläche 25B des Substrats 25 angeordnet ist. Dabei sind der erste und zweite Halbleiterbereich 3, 5 auf der ersten Hauptfläche 25A des Substrats 25 angeordnet.
Das Halbleiterbauelement 1 weist eine erste Kontaktstruktur 6 zur elektrischen Kontaktierung des ersten Halbleiterbereichs 3 und eine zweite Kontaktstruktur 10 zur elektrischen
Kontaktierung des zweiten Halbleiterbereichs 5 auf, wobei die erste und zweite Kontaktstruktur 6, 10 jeweils einen ersten, auf der ersten Oberfläche 2A angeordneten Anschlussbereich 7, 11 und jeweils einen zweiten, auf der zweiten Oberfläche 2B angeordneten Anschlussbereich 8, 12 zur elektrischen
Kontaktierung des Halbleiterbauelements 1 von außen
aufweisen, wobei der erste und zweite Anschlussbereich 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 und der erste und zweite
Anschlussbereich 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 jeweils hinsichtlich einer Symmetrieachse D drehsymmetrisch und hinsichtlich einer Symmetrieebene SS ' spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. Die Anschlussbereiche 7, 8 der ersten
Kontaktstruktur 6 sind kreisförmig ausgebildet, während die Anschlussbereiche 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 die Form eines eines Kreises aufweisen. Die Symmetrieebene SS' verläuft hierbei quer zu einer parallel zur ersten
Hauptfläche 25A angeordneten Haupterstreckungsebene des
Halbleiterbauelements 1. Insbesondere bilden die
Anschlussbereiche 11, 12 der zweiten Kontaktstruktur 10 einen inneren Kontakt, während die Anschlussbereiche 7, 8 der ersten Kontaktstruktur 6 einen äußeren Kontakt bilden.
Das Halbleiterbauelement 1 weist auf allen Seiten jeweils einen Anschlussbereich der ersten und zweiten Kontaktstruktur 6, 10 auf, wobei die Anschlussbereiche 7, 8, 70, 71, 72 der ersten Kontaktstruktur 6 unter anderem jeweils durch eine Kontaktschicht 28 und die Anschlussbereiche 11, 12, 110, 111, 112 der zweiten Kontaktstruktur 10 unter anderem jeweils durch eine Kontaktschicht 14 miteinander mechanisch und elektrisch verbunden sind. Dabei ist die Kontaktschicht 28 der ersten Kontaktstruktur 6 der Kontaktschicht 14 der zweiten Kontaktstruktur 10 ausgehend vom Halbleiterkörper 2 nachgeordnet .
Das Halbleiterbauelement 1 weist eine Isolierung 16 auf, in welche der Halbleiterkörper 2 sowie die erste und zweite Kontaktstruktur 6, 10 eingebettet sind, wobei die Isolierung 16 zwischen den beiden Kontaktschichten 14, 28 angeordnet ist .
Das Halbleiterbauelement 1 weist eine Vertiefung 15 auf, die den ersten Halbleiterbereich 3 durchdringt. Die Vertiefung 15 reicht bis zum zweiten Halbleiterbereich 5, durchdringt diesen aber vorzugsweise nicht. Ein in der Vertiefung 15 angeordneter Kontaktbereich 13 der zweiten Kontaktstruktur 10 verbindet den ersten Anschlussbereich 11 der zweiten
Kontaktstruktur 10 mit dem zweiten Halbleiterbereich 5. Der Kontaktbereich 13 erstreckt sich durch eine Unterbrechung 26 in der Kontaktschicht 28 der ersten Kontaktstruktur 6
hindurch bis zum ersten Anschlussbereich 11 der zweiten
Kontaktstruktur 10. Weiterhin weist die erste Kontaktstruktur 6 einen Kontaktbereich 9 auf, der durch eine Unterbrechung 27 in der Kontaktschicht 14 der zweiten Kontaktstruktur 10 verläuft und den ersten Anschlussbereich 7 der ersten Kontaktstruktur 6 mit dem ersten Halbleiterbereich 3 verbindet. Die erste
Kontaktstruktur 6 ist dabei nur außerhalb des
Halbleiterkörpers 2 angeordnet. Außerdem weisen die beiden Kontaktstrukturen 6, 10 auf der zweiten Oberfläche 2B und jeder weiteren Oberfläche jeweils Kontaktbereiche 9', 9'', 9''', 13', 13'', 13''' auf, welche die Anschlussbereiche 7,
8, 70, 71, 72, 12, 110, 111, 112 mit den Kontaktschichten 14, 28 verbinden. Dabei erstrecken sich die Kontaktbereiche 12, 110, 111, 112 der zweiten Kontaktstruktur 10 durch
Unterbrechungen 26 der ersten Kontaktstruktur 6 hindurch.
Vorteilhafterweise weist das Halbleiterbauelement 1 gemäß dem neunten und zehnten Ausführungsbeispiel keine exklusive
Montageseite auf. Vielmehr kann das Halbleiterbauelement 1 auf jeder Seite montiert und/oder elektrisch angeschlossen werden .
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. Bezugszeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauelement
2 Halbleiterkörper
2A erste Oberfläche
2B zweite Oberfläche
2C, 2D Seitenfläche
3 erster Halbleiterbereich
4 aktive Zone
5 zweiter Halbleiterbereich
6 erste Kontaktstruktur
7 erster Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur
7A, 7B Teilbereich des ersten Anschlussbereichs
8 zweiter Anschlussbereich der ersten Kontaktstruktur 8A, 8B Teilbereich des zweiten Anschlussbereichs
9, 9', 9'', 9''' Kontaktbereich der ersten Kontaktstruktur
10 zweite Kontaktstruktur
11 erster Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur
12 zweiter Anschlussbereich der zweiten Kontaktstruktur 13, 13', 13'', 13''', 19A, 19B Kontaktbereich der zweiten KontaktStruktur
14 Kontaktschicht der zweiten Kontaktstruktur
15 Vertiefung
16 (erste) Isolierung
17 Zwischenraum
18 zweite Isolierung
20 innerer Bereich
21 Träger
22 erstes Kontaktpad
23 zweites Kontaktpad
24 Trägerkörper
25 Substrat
25A erste Hauptfläche des Substrats
25B zweite Hauptfläche des Substrats 26, 27 Unterbrechung
28 Kontaktschicht der ersten Kontaktstruktur
70, 71, 72 weitere Anschlussbereiche der ersten KontaktStruktur
110, 111, 112 weitere Anschlussbereiche der zweiten
KontaktStruktur
A, D Symmetrieachse
BB ' Schnittebene
CC ' Schnittebene
SS ' Symmetrieebene
LI erste laterale Richtung
L2 zweite laterale Richtung
V vertikale Richtung
Next Patent: PROCESS FOR PREPARING AXITINIB, PROCESS FOR PURIFYING THE INTERMEDIATE 2-((3-IODO-1H-INDAZOL-6-YL)TH...