DE102007062042A1 - Optoelectronic assembly for use with encapsulation, comprises optoelectronic component for emitting or detecting electromagnetic radiation, where optoelectronic component comprises main surface - Google Patents
Optoelectronic assembly for use with encapsulation, comprises optoelectronic component for emitting or detecting electromagnetic radiation, where optoelectronic component comprises main surface Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007062042A1 DE102007062042A1 DE102007062042A DE102007062042A DE102007062042A1 DE 102007062042 A1 DE102007062042 A1 DE 102007062042A1 DE 102007062042 A DE102007062042 A DE 102007062042A DE 102007062042 A DE102007062042 A DE 102007062042A DE 102007062042 A1 DE102007062042 A1 DE 102007062042A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cavity
- layer
- component according
- transparent
- metallic contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title claims abstract description 114
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 285
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 82
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- IHGSAQHSAGRWNI-UHFFFAOYSA-N 1-(4-bromophenyl)-2,2,2-trifluoroethanone Chemical compound FC(F)(F)C(=O)C1=CC=C(Br)C=C1 IHGSAQHSAGRWNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- AJGDITRVXRPLBY-UHFFFAOYSA-N aluminum indium Chemical compound [Al].[In] AJGDITRVXRPLBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0239—Combinations of electrical or optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/842—Containers
- H10K50/8423—Metallic sealing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil sowie ein Herstellungsverfahren für ein optoelektronisches Bauteil. Die Erfindung betrifft ferner eine Verkapselung für ein optoelektronisches Bauteil.The The invention relates to an optoelectronic component and to a production method for a opto-electronic component. The invention further relates to an encapsulation for a opto-electronic component.
Optoelektronische Bauteile verwandeln elektrische Energie in elektromagnetische Strahlung oder umgekehrt. Optoelektronische Bauteile umfassen unter anderem Halbleiterleuchtdioden, organische Leuchtdioden, Laserdioden, Fotozellen bzw. Fotodioden und andere Detektoren. Im Falle einer Halbleiterleuchtdiode beispielsweise befindet sich zwischen zwei zueinander entgegengesetzt dotierten Leuchtdiodenschichten, wenn der Halbleiterschichtenstapel von einem Strom durchflossen wird, eine optisch aktive Zone, in der elektromagnetische Strahlung, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich, im UV- oder Infrarotbereich, erzeugt wird. LEDs (Light Emitting Diodes) und andere optoelektronische Bauelemente besitzen eine Verkapselung, die die Lichtaustrittsseite (die Oberseite des Halbleiterschichtenstapels) vor einer Kontamination durch Umgebungseinflüsse während der typischerweise mehrjährigen Nutzungsdauer schützt und so eine ausreichend hohe Lichtausbeute sicherstellt. Bei der Herstellung optoelektronischer Bauelemente wird zunächst der erforderliche Halbleiterschichtenstapel (in der Regel epitaktisch) auf einem Halbleitersubstrat gewachsen. Nach Herstellung und Strukturierung des Halbleiterschichtenstapels ist das Bauelement, insbesonderedessen Lichtaustrittsseite zu verkapseln und zuvor noch elektrisch anzuschließen.Optoelectronic Components transform electrical energy into electromagnetic radiation or the other way around. Optoelectronic components include, among others Semiconductor light-emitting diodes, organic light-emitting diodes, laser diodes, photocells or photodiodes and other detectors. In the case of a semiconductor light-emitting diode for example, is located between two opposite to each other doped light-emitting diode layers when the semiconductor layer stack of a current is flowed through, an optically active zone in which electromagnetic radiation, for example in the visible wavelength range, in the UV or infrared range is generated. LEDs (Light Emitting Diodes) and other optoelectronic devices have an encapsulation, the light exit side (the top of the semiconductor layer stack) against contamination by environmental influences during the typical multi-year service life protects and thus ensures a sufficiently high light output. In the Production of optoelectronic components is first the required semiconductor layer stack (usually epitaxial) grown on a semiconductor substrate. After production and structuring of the Semiconductor layer stack is the device, in particular its To encapsulate light exit side and previously electrically connect.
Optoelektronische Bauteile besitzen eine Verkapselung, die für die zu emittierende oder zu detektierende elektromagnetische Strahlung transparent ist.Optoelectronic Components have an encapsulation that is suitable for the emitting or to be detected electromagnetic radiation is transparent.
Die elektrische Kontaktierung der Unterseite des Schichtenstapels ist weniger problematisch und kann beispielsweise durch das Halbleitersubstrat selbst erfolgen. Die elektrische Kontaktierung der Oberseite des Halbleiterschichtenstapels hingegen erfordert das nachträgliche Anbringen eines elektrischen Kontakts. Dieser Kontakt wird etwa durch einen Bonddraht hergestellt, dessen Ende auf eine Teilfläche der Oberseite des Schichtenstapels aufgelötet oder aufgebondet wird. Der Bonddaht reicht in vertikaler Richtung, die durch die Normale der Oberfläche des Substrats und des Schichtenstapels bestimmt ist, sowie in lateraler Richtung über den Schichtenstapel hinaus und erfordert daher, den Hohlraum in der Verkapselung beträchtlich größer auszubilden als die Abmessungen des Schichtenstapels allein, da die Verkapselung auch den oberhalb und seitlich außerhalb des Schichtenstapels verlaufenden Bond- bzw. Lötdraht mit umschließen und vor Außenumgebungseinflüssen dauerhaft schützen muss.The electrical contacting of the underside of the layer stack is less problematic and may, for example, by the semiconductor substrate itself respectively. The electrical contacting of the upper side of the semiconductor layer stack however, this requires later Attaching an electrical contact. This contact will be about made by a bonding wire, the end of which on a partial surface of the Top of the layer stack is soldered or bonded. The Bonddaht ranges in the vertical direction, by the normal the surface of the substrate and the layer stack is determined, as well as in lateral Direction over the layer stack and therefore requires the cavity in the encapsulation considerably to train bigger as the dimensions of the layer stack alone, since the encapsulation also above and to the side outside of the layer stack extending bonding or solder wire enclose with and permanently against external environmental influences must protect.
In der Regel wird die Verkapselung eine Kavität, d. h. einen Hohlraum bzw. eine Vertiefung aufweisen, die gegenüber dem über die Halbleiteroberfläche emporragenden Halbleiterschichtenstapel großzügig dimensioniert ist und so ausreichend Spielraum lässt für die bis zur Stapeloberseite reichende Leiterbahn. Dabei sind auch Fertigungstoleranzen zu berücksichtigen, da im Gegensatz zu den bis in den Nanometerbereich exakt dosierbaren Schichtdicken der epitaktischen Halbleiterschichten die gelöteten Leiterbahnen wesentlich großvolumiger und toleranzbehafteter hinsichtlich ihrer Abmessungen sind.In usually the encapsulation becomes a cavity, i. H. a cavity or have a recess which protrudes with respect to the above the semiconductor surface Semiconductor layer stack generously dimensioned is and so leaves enough scope for those up to the stack top reaching trace. In this case, also manufacturing tolerances are to be considered, because, in contrast to the precisely metered layer thicknesses down to the nanometer range the epitaxial semiconductor layers, the soldered tracks substantially large volume and are more tolerant in terms of their dimensions.
Zudem ist bei der herkömmlichen Bauweise ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Innenseite der Kavität in der Verkapselung mit dem Halbleiterschichtenstapel oder mit der Leiterbahn nicht beabsichtigt. Somit verbleibt nach dem Abdecken des optoelektronischen Bauelements noch ein erhebliches Volumen in der Kavität, die mit der verbleibenden Luft oder einer inerten Gasatmosphäre gefüllt ist oder alternativ evakuiert ist.moreover is in the conventional Construction direct contact between the inside of the cavity in the Encapsulation with the semiconductor layer stack or with the conductor track not intended. Thus remains after covering the optoelectronic Component still has a significant volume in the cavity with the remaining air or an inert gas atmosphere is filled or alternatively evacuated.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Bauweise optoelektronisches Bauteil und ihrer Verkapselung soweit ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, die eine einfachere Verkapselung und Kontaktierung der Oberseite von Halbleiterschichtenstapeln eines optoelektronischen Bauelements und zudem eine einfachere Herstellung und Montage ermöglichen.It The object of the present invention is a novel construction Optoelectronic component and its encapsulation as far as a manufacturing process provide a simpler encapsulation and contacting the top of semiconductor layer stacks of an optoelectronic device and also allow easier manufacture and assembly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein optoelektronisches Bauteil gemäß Anspruch 1, durch eine Verkapselung gemäß Anspruch 55 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 61 zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils.These The object is achieved by an optoelectronic component according to claim 1, by an encapsulation according to claim 55 and by a method according to claim 61 for producing an optoelectronic device.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das optoelektronische Bauteil auf dem optoelektronischen Bauelement ein transparentes Formteil aufweist, das in einer dem optoelektronischen Bauelement zugewandten Auflagefläche zumindest eine Kavität aufweist, wobei in die Kavität eine metallische Kontaktschicht eingelassen ist, die sich von einer Bodenfläche der Kavität ausgehend mindestes bis zur Auflagefläche des transparenten Formteils erstreckt.According to the invention, it is provided that the optoelectronic component on the optoelectronic component a transparent molded part, which in a the optoelectronic Component facing support surface at least one cavity having, wherein in the cavity a metallic contact layer is inserted, extending from a floor area the cavity starting at least up to the bearing surface of the transparent molding extends.
Herkömmlich wird auf einem Substrat der Halbleiterschichtenstapel hergestellt, strukturiert und dann an zumindest einer Seitenfläche sowie auf der Oberseite mit einer Leiterbahn zur Kontaktierung der Stapeloberseite bedeckt. Anschließend wird an dem so kontaktierten Bauelement die Verkapselung montiert. Dabei ragen der Schichtenstapel und der bis zu seiner Oberseite führende Leiterbahnkontakt in die Kavität hinein und sind innerhalb der Kavität durch ein Restvolumen umgeben, das deutlich größer ist als der Halbleiterschichtenstapel und auch seitlich und oberhalb der Leiterbahn großzügig dimensioniert ist. Dabei werden weder die Bodenflächen noch die Seitenwände der Kavität durch den Halbleiterschichtenstapel und die Leiterbahn berührt, sondern diese Flächen sind jeweils beabstandet zum Halbleiterschichtenstapel und zur Leiterbahn angeordnet, welche von der Auflagefläche des transparenten Formteils aus in die Kavität hineinragen.Conventionally, the semiconductor layer stack is produced on a substrate, patterned and then covered on at least one side surface and on the upper side with a conductor track for contacting the top of the stack. Subsequently, the encapsulation is mounted on the component thus contacted. In this case, the stack of layers and the leading to its top conductor track contact protrude into the Cavity inside and are surrounded by a residual volume within the cavity, which is significantly larger than the semiconductor layer stack and also generously dimensioned laterally and above the conductor track. In this case, neither the bottom surfaces nor the side walls of the cavity are touched by the semiconductor layer stack and the conductor track, but these surfaces are each arranged spaced from the semiconductor layer stack and the conductor track, which project from the support surface of the transparent molded part into the cavity.
Erfindungsgemäß ist in der Kavität eine metallische Kontaktschicht angeordnet. Die metallische Kontaktschicht ist in der Regel strukturiert, jedoch im Gegensatz zu einer nachträglich gelöteten Leiterbahn gleichbleibend dick; die metallische Kontaktschicht besitzt eine einheitliche Schichtdicke ohne Schichtdickenschwankungen. Die metallische Kontaktschicht – sei es in einer Ausführungsform als massive, ein herausnehmbares Formteil bildende Schicht, oder sei es als in die Kavität abgeschiedene, d. h. aufgewachsene Schicht – eignet sich somit zur Anbringung am transparenten Formteil, bevor dieses mit dem Halbleiterschichtenstapel in verbunden wird. Die metallische Kontaktschicht wird vorzugsweise auf den Boden der Kavität aufgewachsen. Aufgrund der geringen Schichtdickenschwankung eignet sich die metallische Kontaktschicht, um selbst dann, wenn sie bis zur offenen Außenseite der Kavität reicht, eine plane Kontaktfläche zu bilden, die vorzugsweise in derselben Ebene wie die Auflagefläche des transparenten Formteils verläuft. Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, die Kavität selbst vollständig mit der metallischen Kontaktschicht auszufüllen und somit den Kontakt für die Oberseite des Halbleiterschichtenstapels nicht auf dem Substrat und dem Halbleiterschichtenstapel aufzubringen, sondern stattdessen in der Verkapselung. Ferner eröffnet dies die Möglichkeit, optoelektronische Bauelemente mit einer neuen Geometrie bereitzustellen, da nun erstmals die Halbleiterschichtenstapel breiter sein können als die Kavität in der Kontaktfläche des transparenten Formteils, da sie nicht mehr notwendigerweise in die Kavität eingeführt werden müssen, sondern die Kavität nur auf deren Oberseite abschließen (und dadurch selbst zumindest vorderseitig verkapselt werden). Der seitliche Außenumfang des Halbleiterschichtenstapels kann sich (beispielsweise an drei von vier Seiten) über den Umfang der Kavität hinaus erstrecken.According to the invention is in the cavity arranged a metallic contact layer. The metallic contact layer is usually structured, but in contrast to a subsequently soldered trace consistently thick; the metallic contact layer has a Uniform layer thickness without layer thickness fluctuations. The metallic one Contact layer - be it in one embodiment as a solid, a removable molding layer, or be it in the cavity isolated, d. H. grown layer - is thus suitable for attachment on the transparent molding, before this with the semiconductor layer stack is connected in. The metallic contact layer is preferably on the bottom of the cavity grew up. Due to the small layer thickness variation is suitable yourself the metallic contact layer, even if they are up to the open outside the cavity is enough, a flat contact surface to form, preferably in the same plane as the bearing surface of transparent molding runs. Thus, according to the invention suggested the cavity even completely filled with the metallic contact layer and thus the contact for the Top of the semiconductor layer stack not on the substrate and the semiconductor layer stack to apply, but instead in the encapsulation. Further opened this the possibility to provide optoelectronic devices with a new geometry, because now for the first time the semiconductor layer stack can be wider than the cavity in the contact area of the transparent molding, since they are no longer necessarily into the cavity introduced but have to the cavity only complete on its top (and thereby at least yourself encapsulated on the front side). The lateral outer circumference of the semiconductor layer stack may (for example on three from four sides) the circumference of the cavity extend.
Die Kavität kann so geformt sein, dass sei sich an einer vierten Seite sich über den Umfang des Halbleiterschichtenstapels hinaus erstreckt. Wird dieser Bereich der Kavität vollständig mit der metallischen Kontaktschicht ausgefüllt, so erreicht die Kontaktschicht eine Kontaktierung seitlich außerhalb des Schichtenstapels und dichtet zugleich selbst die Oberseite des Halbleiterschichtenstapels und das Innere der Kavität, soweit diese seitlich über den Halbleiterschichtenstapel hinausreicht, gegenüber Außeneinflüssen ab.The cavity can be shaped to be on a fourth side above the Extending the periphery of the semiconductor layer stack addition. Will this Area of the cavity Completely filled with the metallic contact layer, so reaches the contact layer a contact laterally outside of the layer stack and at the same time seals the top side of the layer Semiconductor layer stack and the interior of the cavity, as far as these laterally over extends the semiconductor layer stack, against external influences.
Durch die Erfindung kann die Bauweise herkömmlicher optoelektronische Bauteile, bei der der zu strukturierende Halbleiterschichtenstapel außen mit einem Vorderseitenkontakt versehen und anschließend samt Vorderseitenkontakt in die Kavität eingeführt werden muss, durch eine einfacher herstellbare Bauweise ersetzt werden. Zugleich sind lithographische Herstellungsschritte für das Ausbilden der Kavitäten und das Auffüllen der Kavitäten durch Aufwachsen der metallischen Kontaktschicht einsetzbar. So können beispielsweise durch wenige lithographische Prozessschritte ganze Bildschirme mit oberseitigen Kontakten für Leuchtdioden oder Hintergrundbeleuchtungseinheiten beschichtet werden, indem alle metallischen Kontaktanschichten gleichzeitig aufgewachsen werden, anstatt diese Kontakte wie bisher einzeln oder gruppenweise auf jeweils kleinere Stückzahlen optoelektronischer Bauelemente aufzutragen.By The invention may be the design of conventional optoelectronic Components in which the semiconductor layer stack to be structured outside with provided a front side contact and then including front side contact be introduced into the cavity must be replaced by a simpler manufacturable construction. At the same time are lithographic manufacturing steps for forming the wells and the padding the cavities can be used by growing the metallic contact layer. So can for example, by a few lithographic process steps whole Screens with top contacts for light emitting diodes or backlight units be coated by all metallic contact layers simultaneously instead of growing these contacts individually or individually in groups, each in smaller numbers optoelectronic Apply components.
Nach Herstellung der Verkapselung und des Halbleiterschichtenstapel beginnt die erfindungsgemäße Montage, anders als herkömmlich, nicht mit der Verdrahtung der Bauelemente, sondern mit der Nachbearbeitung des als Verkapselung vorgesehenen transparenten Formteils.To Production of the encapsulation and the semiconductor layer stack begins the assembly according to the invention, unlike conventional, not with the wiring of the components, but with the post-processing the encapsulation provided transparent molding.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kavitäten des transparenten Formteils zur Aufnahme des betreffenden Bauelements kleiner ausgestaltet werden können; die Kavitäten können insbesondere kleiner sein als die Grundfläche des Halbleiterschichtenstapels des jeweiligen optoelektronischen Bauelements. Eine solche Bauweise ist bei herkömmlichen optoelektronischen Bauelementen undenkbar, da dann der Halbleiterschichtenstapel nicht in die Kavität hineinpassen würde. Die Erfindung hingegen sieht vor, dass nur noch die Kontaktstruktur zum Kontaktieren der Oberseite des Halbleiterschichtenstapels (d. h. die metallische Kontaktschicht) in der Kavität angeordnet wird, jedoch nicht auch noch der Halbleiterschichtenstapel selbst. Dies bedeutet eine Abkehr von bisherigen Bauweisen von Leuchtdioden und anderen optoelektronischen Bauelementen. Ferner erstreckt sich die metallische Kontaktschicht in der Regel von dem Boden der Kavität aus in Richtung des Halbleiterschichtenstapels und ist auch am Boden der Kavität an dem transparenten Formteil angebracht beispielsweise aufgewachsen, festgeklebt oder auf andere Weise montiert. Auch hierin unterscheidet sich die erfindungsgemäße Herstellung von herkömmlichen Verfahren. Die metallische Kontaktschicht kann je nach Ausführungsform die gesamte Bodenfläche der Kavität bedecken oder auch nur einen Teil der Bodenfläche; in beiden Fällen ist die metallische Kontaktschicht strukturiert, gegebenenfalls jedoch in anderer Weise als die Kavität selbst. Beispielsweise können Rahmenstrukturen der metallischen Kontaktschicht ausgebildet sein, die Aussparungen oder Öffnungen aufweisen, in deren Bereich ein gewisses Restvolumen über dem Boden der Kavität verbleibt, welches durch die Rahmenstrukturen von den Umgebungseinflüssen sicher abgeschirmt wird. Die Abschirmung erfolgt insbesondere durch diejenigen Bereiche der metallischen Kontaktschicht, die entlang des seitlichen Umfangs des Halbleiterschichtenstapels, der auf der Auflagefläche des transparenten Formteils (oder auf einer darüber angeordneten Schicht) aufliegt. Alternativ jedoch kann auch die Kavität eine rahmenförmige Struktur mit Öffnungen aufweisen, in denen das transparente Formteil seine ursprüngliche, größere Schichtdicke besitzt. Die Rahmenstruktur der metallischen Kontaktschicht und ihren Öffnungen ergibt sich dann unmittelbar durch die laterale Struktur der Kavität selbst, auf deren Boden sie aufgewachsen wird.A further advantage of the invention is that the cavities of the transparent molding for receiving the relevant component can be made smaller; in particular, the cavities can be smaller than the base area of the semiconductor layer stack of the respective optoelectronic component. Such a construction is unthinkable in conventional optoelectronic components, since then the semiconductor layer stack would not fit into the cavity. The invention, however, provides that only the contact structure for contacting the upper side of the semiconductor layer stack (ie, the metallic contact layer) is arranged in the cavity, but not also the semiconductor layer stack itself. This means a departure from previous designs of light emitting diodes and other optoelectronic devices , Furthermore, the metallic contact layer usually extends from the bottom of the cavity in the direction of the semiconductor layer stack and is also attached to the bottom of the cavity to the transparent molding, for example, grown, glued or otherwise mounted. Again, the inventive preparation differs from conventional methods. Depending on the embodiment, the metallic contact layer can cover the entire bottom surface of the cavity or even only a part of the bottom surface; in both cases, the metallic contact layer is structured, gege However, if necessary, in other ways than the cavity itself. For example, frame structures of the metallic contact layer may be formed having recesses or openings in the region of a certain residual volume above the bottom of the cavity remains, which is securely shielded by the frame structures of the environmental influences. The shielding takes place in particular by those regions of the metallic contact layer which lie along the lateral circumference of the semiconductor layer stack, which rests on the support surface of the transparent molded part (or on a layer arranged above it). Alternatively, however, the cavity may also have a frame-shaped structure with openings in which the transparent molded part has its original, larger layer thickness. The frame structure of the metallic contact layer and its openings then results directly through the lateral structure of the cavity itself, on the bottom of which it is grown.
Vorzugsweise kann das transparente Formteil mit einer Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid bedeckt, zumindest seitlich außerhalb der zumindest einen Kavität. Dadurch erfolgt eine Verbreiterung der Kontaktfläche über die seitlichen Abmessungen der Kavität (und somit der metallischen Kontaktstruktur, die den Vorderseitenkontakt bildet) hinaus bis über die gesamte Oberseite des Halbleiterschichtenstapels.Preferably Can the transparent molding with a layer of a transparent conductive Oxide covered, at least laterally outside the at least one Cavity. This results in a broadening of the contact surface on the lateral dimensions the cavity (and thus the metallic contact structure, the front side contact forms) beyond the entire top of the semiconductor layer stack.
Dies
verstärkt
die Lichtausbeute gerade in denjenigen Flächenbereichen, in denen die
Lichtauskopplung nicht durch den Oberseitenkontakt, d. h. die metallische
Kontaktschicht
Vorzugsweise ist das transparente Formteil als planparallele oder zumindest im Wesentlichen planparallele Platte oder Scheibe ausgebildet, wobei in einer der beiden Hauptflächen (der Auflagefläche) ein oder mehrere Kavitäten ausgebildet sind. Das transparente Formteil kann beispielsweise ein Bildschirm, ein Display, ein Sichtfenster, ein Messfenster oder ein Anzeigefeld sein. Es kann beispielsweise aus einem Glas, beispielsweise aus Quarzglas, oder aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Es kann als starrer Körper oder auch als verformbarer Körper, beispielsweise als flexible Folie ausgebildet sein; insbesondere im Falle einer Fertigung aus einem Kunststoff.Preferably is the transparent molded part as a plane parallel or at least in Formed substantially plane-parallel plate or disc, wherein in one of the two main surfaces (the bearing surface) or more cavities are formed. The transparent molding can, for example a screen, a display, a viewing window, a measurement window or be a display panel. It can, for example, from a glass, for example made of quartz glass, or be formed from a plastic. It can as a rigid body or as a deformable body, for example be designed as a flexible film; especially in the case of a Made of a plastic.
Vorzugsweise wird das gesamte transparente Formteil einstückig gebildet, entweder durch Gießen oder durch Formen des Formteils mit nachträglicher Ausbildung der zumindest einen Kavität, beispielsweise durch eine chemische Ätzung oder einen anderen Formgebungsprozess.Preferably the entire transparent molded part is formed integrally, either by to water or by molding the molding with subsequent formation of the at least a cavity, for example, by a chemical etching or other shaping process.
Die metallische Kontaktschicht dient zum Kontaktieren eines oder mehrerer optoelektronischer Bauelements. In dem transparenten Formteil kann insbesondere auch eine Vielzahl von Kavitäten vorgesehen sein, die jeweils mit einer metallischen strukturierten Schicht gefüllt sind und somit zum Verkapseln und Kontaktieren jeweils eines der mehreren optoelektronischen Bauelemente dienen. Das dadurch gebildete optoelektronische Bauteil umfasst somit eine Vielzahl optoelektronischer Bauelemente (beispielsweise Halbleiterleutchtdioden); es kann beispielsweise einen Bildschirm oder eine Leuchtquelle mit einer Vielzahl einzelner Pixel darstellen.The Metallic contact layer serves to contact one or more optoelectronic component. In particular, in the transparent molding also a variety of cavities be provided, each structured with a metallic Layer filled are and thus for encapsulating and contacting each one of serve several optoelectronic devices. The thus formed Optoelectronic component thus includes a plurality of optoelectronic Components (for example, semiconductor light-emitting diodes); it can, for example a screen or a light source with a variety of individual ones Represent pixels.
Ebenso kann jede Kavität mit gleich mehreren metallischen Kontaktstrukturen bereichsweise gefüllt werden, um mehrere einander benachbarte optoelektronische Bauteile jeweils gemeinsam zu verkapseln und zu kontaktieren.As well can any cavity filled with several metallic contact structures in areas, around several adjacent optoelectronic components respectively to encapsulate and contact together.
Jedoch auch bei nur einem Bauelement pro Kavität ermöglicht die vorliegende Erfindung eine dichtere Anordnung optoelektronischer Bauelemente nebeneinander unterhalb des transparenten Formteils, da die Kavitäten erstmals kleiner dimensioniert sein dürfen als die Halbleiterschichtenstapel des betreffenden Bauelements, welche nicht mehr in die Kavitäten hineinragen. Eine dichtere Anordnung erhöht beispielsweise die Pixelrate eines Bildschirms, eines Monitors, einer Foto- oder Videokamera, eines Sensorchips oder eines sonstigen erfindungsgemäß ausgebildeten Produkts.however even with only one component per cavity allows the present invention a denser arrangement of optoelectronic components side by side below the transparent molding, since the cavities first may be smaller dimensions as the semiconductor layer stacks of the relevant device, which no longer in the cavities protrude. For example, a denser array increases the pixel rate a screen, a monitor, a camera or video camera, a sensor chip or another product designed according to the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, den Figuren sowie in der Figurenbeschreibungen beschrieben.preferred embodiments are in the subclaims, the figures and described in the description of the figures.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:
die
Das
transparente Formteil
Die
in der Auflagefläche
Sofern
das transparente Formteil als im Wesentlichen flächiges Formteil ausgebildet
ist, kann die Schichtdicke beispielsweise zwischen 0,2 mm und 4 mm
betragen, wobei jedoch auch größere oder
noch kleinere Schichtdicken möglich
sind. Insbesondere bei großflächiger ausgebildeten
Formteilen, beispielsweise Displays oder Bildschirmen, können Schichtdicken zwischen
ein und zehn Millimetern vorgesehen sein. Die Kavität
Vorzugsweise
füllt die
metallische Kontaktschicht
In
Vorzugsweise
besitzt metallische Kontaktschicht
Wie
in
Im
Gegensatz zu herkömmlichen
optoelektronischen Bauelementen brauchen keine komplizierten Strukturaufbauten
aus Elektrodenbahnen, die herkömmlichen
nur einen Bruchteil des Volumens einer Kavität ausfüllen, ausgebildet zu werden.
Stattdessen wird durch die mit der metallischen Kontaktschicht
Zumindest
bereichsweise erstreckt sich die metallische Kontaktschicht
Zur
besseren Stromverteilung in seitlicher Richtung ist vorzugsweise
zwischen dem transparenten Formteil
Die in der vorliegenden Anmeldung genannten Schichten aus einem transparenten leitfähigen Oxid können beispielsweise In diumzinnoxid, Indiumzinkoxid oder ein dotiertes Zinkoxid enthalten.The in the present application layers of a transparent conductive oxide can For example, in dium tin oxide, indium zinc oxide or a doped Contain zinc oxide.
Zusätzlich zu
der Kontaktschicht
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der
Die
Claims (66)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007062042A DE102007062042A1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Optoelectronic assembly for use with encapsulation, comprises optoelectronic component for emitting or detecting electromagnetic radiation, where optoelectronic component comprises main surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007062042A DE102007062042A1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Optoelectronic assembly for use with encapsulation, comprises optoelectronic component for emitting or detecting electromagnetic radiation, where optoelectronic component comprises main surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007062042A1 true DE102007062042A1 (en) | 2009-06-25 |
Family
ID=40689738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007062042A Withdrawn DE102007062042A1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Optoelectronic assembly for use with encapsulation, comprises optoelectronic component for emitting or detecting electromagnetic radiation, where optoelectronic component comprises main surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007062042A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008046762A1 (en) | 2008-09-11 | 2010-03-18 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | LED projector |
US8399893B2 (en) | 2008-09-17 | 2013-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Luminous means |
US8648357B2 (en) | 2007-12-14 | 2014-02-11 | Osram Opto Semiconductor Gmbh | Radiation-emitting device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19527026A1 (en) * | 1995-07-24 | 1997-02-06 | Siemens Ag | Optoelectronic converter and manufacturing process |
US20020025391A1 (en) * | 1989-05-26 | 2002-02-28 | Marie Angelopoulos | Patterns of electrically conducting polymers and their application as electrodes or electrical contacts |
US20040041159A1 (en) * | 2002-09-02 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device |
-
2007
- 2007-12-21 DE DE102007062042A patent/DE102007062042A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020025391A1 (en) * | 1989-05-26 | 2002-02-28 | Marie Angelopoulos | Patterns of electrically conducting polymers and their application as electrodes or electrical contacts |
DE19527026A1 (en) * | 1995-07-24 | 1997-02-06 | Siemens Ag | Optoelectronic converter and manufacturing process |
US20040041159A1 (en) * | 2002-09-02 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8648357B2 (en) | 2007-12-14 | 2014-02-11 | Osram Opto Semiconductor Gmbh | Radiation-emitting device |
DE102008046762A1 (en) | 2008-09-11 | 2010-03-18 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | LED projector |
WO2010028637A1 (en) | 2008-09-11 | 2010-03-18 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Led projector |
US8733950B2 (en) | 2008-09-11 | 2014-05-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | LED projector |
US8399893B2 (en) | 2008-09-17 | 2013-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Luminous means |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2638575B1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip and method for producing the same | |
EP1751806B1 (en) | Optoelectronic semiconductor component and housing base for such a component | |
DE102006040790B4 (en) | Reflex coupler with integrated organic light emitter and use of such a reflex coupler | |
DE102012102114B4 (en) | Radiation-emitting semiconductor component, lighting device and display device | |
DE102014112551A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip | |
DE112016000901B4 (en) | Process for the production of optoelectronic semiconductor components | |
WO2020229043A2 (en) | Optoelectronic component, pixels, display assembly, and method | |
EP2606510A1 (en) | Method for producing at least one optoelectronic semiconductor component | |
DE112006001307T5 (en) | Electroluminescent device | |
WO2016071440A1 (en) | Optoelectronic component, method for producing an optoelectronic component | |
WO2018158379A1 (en) | Method for producing optoelectronic semiconductor components | |
WO2018065534A1 (en) | Production of sensors | |
DE102007062042A1 (en) | Optoelectronic assembly for use with encapsulation, comprises optoelectronic component for emitting or detecting electromagnetic radiation, where optoelectronic component comprises main surface | |
WO2012136421A1 (en) | Display device | |
WO2010025701A1 (en) | Optoelectronic component, and method for the production of an optoelectronic component | |
DE102018104382A1 (en) | OPTOELECTRONIC COMPONENT AND MANUFACTURING METHOD | |
WO2020165185A1 (en) | Optoelectronic device, optoelectronic arrangement and method | |
DE112015003463B4 (en) | Semiconductor device, lighting device and method for manufacturing a semiconductor device | |
WO2017198656A1 (en) | Method for producing an optoelectronic component and optoelectronic component | |
DE102013102967A1 (en) | Illumination module with light guide body and method for producing a lighting module | |
DE102008031531A1 (en) | Organic radiation-emitting element i.e. organic LED, has substrate comprising main surface that has topographic surface texture, and layer sequence comprising layer with two surfaces that are arranged succeed to topographic surface texture | |
WO2014139735A1 (en) | Production of an optoelectronic component | |
WO2016198577A1 (en) | Optoelectronic semiconductor component and method for producing the same | |
DE112015000473B4 (en) | Light emitting component | |
DE112019003660B4 (en) | OPTOELECTRONIC COMPONENT AND INDICATOR |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20141223 |