(12) NACH DEM VERTRAG IlBER DIE INTERNATIONALE ZUSAlVIMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES
`PATENTWESENS (PCT) VEROFFENTLICHTE INTERNATIONALE ANMELDUNG
`
`(19) Weltorganisation fiir geistiges Eigentum
`Internationales Biiro
`
`(43) Internationales Veroffentlichungsdatum
`1. September 2005 (01.09.2005)
`
` (10) lnternationale Veriiffentlichungsnummer
`
`WO 2005/081319 A1
`
`
`
`(51) Internationale Patentklassifikation7:
`27/14, 31/0224, 33/00
`
`H01 L 27/15,
`
`GMBH [DE/DE]; Wemerwerkstrasse 2, 93049 Regens—
`burg (DE).
`
`(21) Internationales Aktenzeichen:
`
`PCT/DE2005/000281
`
`(22) Internationales Anmeldedatum:
`18. Februar 2005 (18.02.2005)
`
`(25) Einreichungssprache:
`
`(26) Veriiffentlichungssprache:
`
`(30) Angaben zur Prioritéit:
`10 2004 008 853.5
`
`Deutsch
`
`Deutsch
`
`20. Februar 2004 (20.02.2004)
`
`DE
`
`(71) Amnelder (fu’r alle Bestimmungsstaaten mir Ausnahme
`van US): OSRAIW OPTO SElVIICONDUCTORS
`
`(72) Erfinder; [Ind
`fiir US): WIRTH, Ralf
`(nur
`(75) Erfinder/Anmelder
`[DE/DE]; Herzog—ludwig—Strasse
`12,
`93186 Petten—
`dorf—Adlersberg (DE). BRUNNER, Herbert
`[DE/DE];
`Erikastrasse 1, 93161 Sinzing (DE). ILLEK, Stefan
`[AT/DE]; Bayerwaldstrasse 45, 93033 Donaustauf (DE).
`EISSLER, Dieter [DE/DE]; Fischerbergstr.
`11, 93152
`Nittendorf (DE).
`
`(74) Anwalt: EPPING HERMANN FISCHER PATEN-
`TANWALTSGESELLSCHAFT MBH; Ridlerstrasse 55,
`80339 Mi'mchen (DE).
`
`(81) Bestimmungsstaaten (soweit nicht anders angegeben, fiir
`jede verffigbare nationale Schutzrechtsart): AE, AG, AL,
`AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH,
`
`[Fonsetzung auf der ndchsten Seite]
`
`(54) Title: OPTOELECTRONIC COMPONENT, DEVICE COMPRISING A PLURALITY OF OPTOELECTRONIC COMP07
`NENTS, AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF AN OPTOELECTRONTC COMPONENT
`
`(54) Bezeichnung: OPTOELEKTRONISCHES BAI 1E] .EMENT, VORRICHTI TNG MIT ETNER MEHRZAHL OPTOELEKTRO—
`NISCHER BAUELEMENTE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
`
`19
`
`17
`
`16
`
`1
`
`
`
`11
`
`14
`
`[Fortsetzung auf der na‘chsten Seite]
`
`Nichia Exhibit 1008
`
`Page 1
`
`
`
`05/081319A1|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
`
`O W
`
`(57) Abstract: Disclosed is an optoelectronic component (1) comprising a functional semiconductor area (2) with an active zone
`(400) and a lateral principal direction of extension. The functional semiconductor area is provided with at least one breakthrough
`(9, 27, 29) through the active zone while a connecting conductor material (8) which is electrically isolated (10) from the active zone
`N at least in one subarea of the breakthrough is arranged in the region of the breakthrough. Also disclosed are a method for producing
`such an optoelectronic component and a device comprising a plurality of optoelectronic components, Said component and device
`can be produced entirely as a wafer combination.
`
`Nichia Exhibit 1008
`Page 1
`
`

`

`WO 2005/081319 A1
`
`|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
`
`CN, CO, CR, CU, CZ, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI,
`GB, GD, GE, GII, GM, IIR, IIU, ID, IL, IN, IS, JP, KE,
`KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD,
`
`PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI,
`CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
`
`MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, Vertiffentlicht:
`PH’ PI” PT’ RO’ RU= SC’ SD’ SE’ SG’ SK’ SL= SY’ TJ’ TM’ — mil internationalem Recherchenbericht
`TN’ TR’ TT’ TZ’ UA’ UG’ US‘ UZ’ VC’ VN’ YU’ ZA’ ZM’ — var Ablauf der ffir Anderungen der Anspriiche geltenden
`ZW‘
`Frist; Verbjfentlichung wird Wiederhall, falls Andemngen
`(84) Bestimmungsstaatcn (soweit nicht anders angegeben. fiir
`eintreflen
`jade verffigbare regiunale Schutzrechtxart): ARIPO (BW,
`GH. GM, KE, LS. MW, MZ, NA, SD, SL. SZ, TZ, UG,
`ZM, ZW), eurasisches (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU,
`TJ, TM), europ‘a’jsches (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK,
`EE, ES, PI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL,
`
`Zur Erkldrung der ZweibuchstabeniCodes und der anderen Ab,
`kfir‘zungen wird auf die Erkliimngen (”Guidance Notes on C0-
`des and Abbreviations ”) am Anfangjeder regularen Ausgabe der
`PCT-Gazette verwiesen.
`
`(57) Zusammenfassung: Es wird ein optoelektronisches Bauelement (1), umfassend einen Halbleiterfunktionsbereich (2) mit einer
`aktivcn Zone (400) und cincr latcralcn Hauptcrstrcckungsrichtung angcgcbcn, wobci dcr Halblcitcrfunktionsbcrcich zumindcst cincn
`Durchbruch (9,27,29) durch die aklive Zone umfassl, im Bereich des Durchbruchs ein Verbindungsleitermalerial (8) angeordnel isl,
`das von der aktiven Zone zumindest in einem Teilbereich des Durchbruchs elektrisch isolieIt (10) ist. Femer werden ein Verfahren
`zur Herstellung eines derartigen optoelektmnischen Bauelements 11nd cine Vorn'chtung mit einer Mehrzahl optoelektronischer Bau—
`elemente angegeben. Das Bauelement und die Vorrichtung kénnen komplett im Waferverbund hergestellt werden,
`
`Nichia Exhibit 1008
`
`Page 2
`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

`

`WO 2005/081319
`
`PCT/DE2005/000281
`
`Beschreibung
`
`Optoelektronisches Bauelement, Vorrichtung mit einer Mehrzahl
`
`optoelektronischer Bauelemente und Verfahren zur Herstellung
`
`eines optoelektronischen Bauelements
`
`Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement
`
`geméfi dem Oberbegriff des Patentanspruchs l, eine Vorrichtung
`
`geméfi dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16 und ein
`
`Verfahren geméfi dem Oberbegriff des Patentanspruchs 21.
`
`Bei der Herstellung herkémmlicher optoelektronischer
`
`Bauelemente dieser Art sind in der Regel
`
`Einzelbearbeitungsschritte nétig, wie beispielsweise das
`
`Anordnen des Halbleiterfunktionsbereichs Oder eines den
`
`Halbleiterfunktionsbereich umfassenden Halbleiterchips in
`
`einem Gehéuse, das Kontaktieren des Halbleiterchips mit
`
`externen Anschlflssen fiber Bonddréhte Oder das Umspritzen des
`
`Halbleiterchips mit einer schfitzenden Umhfillung.
`
`Einzelbearbeitungsschritte sind in der Regel verglichen mit
`
`Bearbeitungsschritten, die gleichzeitig an einer Vielzahl von
`
`Elementen durchgefflhrt werden kénnen, kostenintensiv.
`
`Die Halbleiterfunktionsbereiche kennen beispielsweise im
`
`Waferverbund, der eine auf einer Trégerschicht angeordnete
`
`Halbleiterschichtenfolge umfasst, aus der
`
`Halbleiterschichtenfolge ausgebildet werden. Danach wird der
`
`Waferverbund gewéhnlich in Halbleiterchips vereinzelt, die in
`
`Einzelbearbeitungsschritten ffir optoelektronischen
`
`Bauelementen weiterverarbeitet werden kennen.
`
`Weiterhin wird bei herkémmlichen Bauelementen die Ausbildung
`
`sehr flacher Strukturen oftmals durch die Kontaktierung des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs mittels eines Bonddrahts
`
`erschwert. Der Bogen des Bonddrahts ist oftmals relativ hoch
`
`und kann die Héhe eines optoelektronischen Bauelements
`
`wesentlich mitbestimmen. Auch ein getrennt vom
`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

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`WO 2005/081319
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`PCT/DE2005/000281
`
`Halbleiterfunktionsbereich ausgebildetes Gehéuse, dessen
`
`réumliche Ausmafie oftmals wesentlich gréfier als die des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs sind, kann die Ausbildung kleiner
`
`optoelektronischer Bauelemente erschweren.
`
`Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches
`
`Bauelement und eine Vorrichtung mit einer Mehrzahl
`
`optoelektronischer Bauelemente, die vereinfacht und
`
`kostengfinstig herstellbar sind, sowie ein vereinfachtes
`
`Herstellungsverfahren fflr optoelektronische Bauelemente
`
`anzugeben.
`
`Diese Aufgabe wird erfindungsgeméfi durch ein
`
`optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des
`
`Patentanspruchs 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
`
`Patentanspruchs 16, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines
`
`optoelektronischen Bauelements mit den Merkmalen des
`
`Patentanspruchs 21 gelést. Vorteilhafte Weiterbildungen der
`
`Erfindung sind Gegenstand der abhéngigen Ansprflche.
`
`Ein erfindungsgeméfies optoelektronisches Bauelement umfasst
`
`geméB einer ersten Ausffihrungsform einen
`
`Halbleiterfunktionsbereich mit einer aktiven Zone und einer
`
`lateralen Haupterstreckungsrichtung, wobei der
`
`Halbleiterfunktionsbereich zumindest einen Durchbruch durch
`
`die aktive Zone aufweist und im Bereich des Durchbruchs ein
`
`Verbindungsleitermaterial angeordnet ist, das von der aktiven
`
`Zone zumindest
`
`in einem Teilbereich des Durchbruchs
`
`elektrisch isoliert ist.
`
`Nach einer weiteren Ausfflhrungsform der Erfindung umfasst das
`
`optoelektronische Bauelement einen Halbleiterfunktionsbereich
`mit einer aktiven Zone und einer lateralen
`
`Haupterstreckungsrichtung, wobei der
`
`Halbleiterfunktionsbereich eine laterale, die aktive Zone
`
`begrenzende Seitenfléche aufweist und der Seitenfléche in
`
`lateraler Richtung nachgeordnet ein Verbindungsleitermaterial
`
`Nichia Exhibit 1008
`
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`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

`

`WO 2005/081319
`
`PCT/DE2005/000281
`
`angeordnet ist, das von der aktiven Zone zumindest
`
`in einem
`
`Teilbereich der Seitenfléche elektrisch isoliert ist. Die
`Seitenfléche kann gegebenenfalls den
`I
`
`Halbleiterfunktionsbereich lateral begrenzen. Die
`
`Seitenfléche kann den Halbleiterfunktionsbereich insbesondere
`
`teilweise in lateraler Richtung begrenzen. Weiterhin kann die
`
`Seitenfléche eben, das heifit
`
`im wesentlichen frei von einer
`
`Ein- Oder Ausbuchtung,
`
`insbesondere einer Vertiefung in
`
`lateraler Richtung, ausgeffihrt sein.
`
`Vorzugsweise ist dem Halbleiterfunktionsbereich eine Schicht
`
`aus einer Formmasse nachgeordnet, die freitragend bzw.
`
`mechanisch tragféhig ausgebildet sein kann. Diese
`
`Formmassenschicht kann weitergehend in Form einer Umhfillung,
`
`eines Verkapselungselements Oder einer Stabilisationsschicht
`
`ausgebildet sein, wie im folgenden noch genauer erléutert
`wird.
`
`Ein erfindungsgeméfies Bauelement kann mit Vorteil
`
`weitestgehend Oder vollsténdig im Waferverbund hergestellt
`
`werden. Die Anzahl vergleichsweise kostenintensiver und/oder
`
`aufwendiger Einzelbearbeitungsschritte kann bei einem
`
`erfindungsgeméfien optoelektronischen Bauelement mit Vorteil
`
`reduziert werden. Mit besonderem Vorteil kénnen
`
`Einzelbearbeitungsschritte vermieden werden.
`
`Als Waferverbund wird im Rahmen der Erfindung eine wéhrend
`
`der Herstellung des optoelektronischen Bauelements auf einer
`
`Trégerschicht angeordnete Halbleiterschichtenfolge angesehen,
`
`die ffir die Ausbildung einer Mehrzahl von
`
`Halbleiterfunktionsbereichen vorgesehen ist. Die
`
`Halbleiterfunktionsbereiche werden wéhrend der Herstellung
`
`des Bauelements zumindest teilweise im Verbund auf der
`
`Trégerschicht aus Bereichen der Halbleiterschichtenfolge
`
`gebildet. Die Trégerschicht kann durch ein Aufwachssubstrat,
`
`auf dem die Halbleiterschichtenfolge, beispielsweise
`
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`
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`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

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`WO 2005/081319
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`PCT/DE2005/000281
`
`epitaktisch hergestellt wurde, gebildet werden oder ein
`solches umfassen.
`
`Es sei angemerkt, dass als Durchbruch im Rahmen der Erfindung
`
`auch ein wéhrend der Herstellung des optoelektronischen
`
`Bauelements im Waferverbund in der Halbleiterschichtenfolge
`
`erzeugter Durchbruch durch die aktive Zone angesehen werden
`kann.
`
`Insbesondere eine Kontaktstruktur, die der elektrischen
`
`Kontaktierung des fertigen optoelektronischen Bauelements
`
`dient, kann zumindest teilweise, vorzugsweise vollsténdig,
`
`bereits im Waferverbund hergestellt werden. Die Kontaktierung
`
`des optoelektronischen Bauelements erfolgt mit Vorzug
`
`zumindest teilweise fiber das elektrisch leitende
`
`Verbindungsleitermaterial, das bereits im Waferverbund im
`
`Bereich des Durchbruchs durch die aktive Zone Oder im Bereich
`
`der die aktive Zone begrenzenden Seitenfléche angeordnet
`
`werden kann. Das Verbindungsleitermaterial enthélt
`
`beispielsweise ein Metall, wie Au, Al, Ag, Ti, Pt, Sn Oder
`
`eine Legierung mit mindestens einem dieser Materialien.
`
`In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das
`
`Verbindungsleitermaterial
`
`in lateraler Richtung,
`
`insbesondere
`
`im Bereich der aktiven Zone, vom Halbleiterfunktionsbereich
`
`beabstandet, wodurch die Gefahr einés Kurzschlusses im
`
`Betrieb des Bauelements verringert wird. Das
`
`Verbindungsleitermaterial kann hierzu in einem,
`
`insbesondere
`
`lateralen, Randbereich des Halbleiterfunktionsbereichs
`
`angeordnet und/oder von der Seitenfléche beabstandet sein.
`
`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
`
`weist der Halbleiterfunktionsbereich zumindest eine
`
`Vertiefung in lateraler Richtung auf, die besonders bevorzugt
`
`den Durchbruch durch die aktive Zone zumindest teilweise
`
`umschliefit.
`
`Insbesondere kann der Durchbruch als Vertiefung
`
`des Halbleiterfunktionsbereichs in lateraler Richtung
`
`Nichia Exhibit 1008
`
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`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

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`WO 2005/081319
`
`PCT/DE2005/000281
`
`ausgebildet sein und/oder die Seitenfléche eine Vertiefung in
`
`lateraler Richtung aufweisen.
`
`Der Durchbruch kann bei der Erfindung insbesondere in Form
`
`einer den Halbleiterfunktionsbereich nicht vollsténdig
`
`durchdringenden Ausnehmung oder den
`
`Halbleiterfunktionsbereich vollsténdig durchdringenden
`
`Aussparung ausgebildet sein, wobei die Ausnehmung oder die
`
`Aussparung den Durchbruch durch die aktive Zone zumindest
`
`teilweise, vorzugsweise vollsténdig, umschliegen oder bilden
`kbnnen.
`
`Der Durchbruch erstreckt sich bevorzugt
`
`im wesentlichen
`
`senkrecht zur lateralen Haupterstreckungsrichtung des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs in vertikaler Richtung durch den
`
`gesamten Halbleiterfunktionsbereich. Beispielsweise ist der
`
`Durchbruch hierzu als Aussparung im
`
`Halbleiterfunktionsbereich ausgebildet.
`
`Das Verbindungsleitermaterial ist bevorzugt zumindest
`
`teilweise durch ein Isolationsmaterial elektrisch von der
`
`aktiven Zone isoliert. Das Isolationsmaterial ist
`
`vorzugsweise im Bereich des Durchbruchs bzw. der
`
`Seitenfléche,
`
`insbesondere direkt, an der aktiven Zone
`
`angeordnet und enthélt beispielsweise ein Siliziumnitrid, wie
`
`SiN oder Si3N4, ein Siliziumoxid, wie SiO oder SiOz, oder ein
`Siliziumoxinitrid, wie SiON.
`
`Das Isolationsmaterial kleidet den Durchbruch,
`
`insbesondere
`
`die Vertiefung, vorzugsweise derart aus bzw. das
`
`Isolationsmaterial ist vorzugsweise,
`
`insbesondere direkt,
`
`derart an der Seitenfléche angeordnet, dass die aktive Zone
`
`durch das Isolationsmaterial elektrisch von dem
`
`Verbindungsleitermaterial isoliert ist. Die Gefahr eines
`
`Kurzschlusses der aktiven Zone fiber das
`
`Verbindungsleitermaterial kann so verringert werden.
`
`Nichia Exhibit 1008
`
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`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

`

`WO 2005/081319
`
`PCT/DE2005/000281
`
`Besonders bevorzugt ist zumindest annéhernd die gesamte Wand
`
`des Durchbruchs mit dem Isolationsmaterial ausgekleidet bzw.
`
`zumindest annéhernd die gesamte Seitenfléche mit dem
`
`Isolationsmaterial fiberzogen,
`
`so dass die Gefahr eines
`
`Kurzschlusses im Betrieb des Bauelements weitergehend
`
`verringert wird.
`
`Weiterhin ist das Verbindungsleitermaterial vorzugsweise
`
`wenigstens fiber annéhernd den gesamten vertikalen Verlauf des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs angeordnet, was die Ausbildung
`
`der Kontaktstruktur bei der Herstellung eines derartigen
`
`optoelektronischen Bauelements im Waferverbund vorteilhaft
`erleichtern kann.
`
`Ein Verbindungsleitermaterial, das sich in vertikaler
`
`Richtung entlang des gesamten Halbleiterfunktionsbereich
`
`erstreckt, erméglicht,
`
`insbesondere in Verbindung mit einem
`
`entsprechend angeordneten Isolationsmaterial, eine
`
`elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements
`
`bzw. dessen Halbleiterfunktionsbereichs in vertikaler
`
`Richtung fiber den Bereich der aktiven Zone, ohne dass die
`
`Gefahr von Kurzschlfissen erhéht ist. Mit Vorteil kann dieser
`
`Teil der Kontaktstruktur des optoelektronischen Bauelements
`
`im Waferverbund hergestellt werden.
`
`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
`
`weist der Halbleiterfunktionsbereich eine erste Hauptfléche
`
`und eine der ersten Hauptfléche bezfiglich der aktiven Zone
`
`gegenflberliegende zweite Hauptfléche auf, wobei der
`
`Halbleiterfunktionsbereich mit Vorzug seitens der ersten
`
`Hauptfléche mit dem Verbindungsleitermaterial elektrisch
`leitend verbunden ist.
`
`Dies kann beispielsweise fiber einen ersten Kontakt erreicht
`
`werden, der mit dem Halbleiterfunktionsbereich und mit dem
`
`Verbindungsleitermaterial seitens der ersten Hauptfléche des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs leitend verbunden ist. Ein
`
`Nichia Exhibit 1008
`
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`
`Nichia Exhibit 1008
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`
`

`

`WO 2005/081319
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`PCT/DE2005/000281
`
`derartiger erster Kontakt, beispielsweise ein Metall, wie Au,
`
`A1, Ag, Pt, Ti, Sn Oder eine Legierung mit mindestens einem
`
`dieser Materialien, etwa AuGe, enthaltend, kann ebenfalls mit
`
`Vorteil
`
`im Waferverbund hergestellt werden.
`
`Eine leitende Verbindung zwischen dem
`Verbindungsieitermaterial, das sich im Bereich des
`Durchbruchs,
`in der Vertiefung Oder am Randbereich des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs,
`
`insbesondere der Seitenfléche,
`
`entlang,
`
`in vertikaler Richtung fiber den vertikalen Verlauf
`
`des Halbleiterfunktionsbereichs erstrecken kann, und dem
`
`ersten Kontakt auf der ersten Hauptfléche des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs erméglicht eine elektrische
`
`Anschliefibarkeit der ersten Hauptfléche des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs seitens der zweiten Hauptfléche.
`
`Gegebenenfalls kennen ein aus dem Verbindungsleitermaterial
`
`gebildeter Verbindungsleiter und der erste Kontakt
`
`einstfickig,
`sein.
`
`insbesondere mit
`
`identischem Material, ausgeffihrt
`
`In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das
`
`Verbindungsleitermaterial von der zweiten Hauptfléche des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs elektrisch isoliert. Die Gefahr
`
`von Kurzschlfissen kann so weitergehend verringert werden.
`
`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
`
`seitens der zweiten Hauptfléche ein zweiter Kontakt,
`
`beispielsweise ein Metall, wie Au, A1, Ag, Ti, Pt, Sn Oder
`
`eine Legierung mit mindestens einem dieser Materialien, etwa
`
`AuGe, enthaltend, angeordnet, der mit dem
`
`Halbleiterfunktionsbereich,
`
`insbesondere zur Strominjektion,
`
`seitens der zweiten Hauptfléche elektrisch leitend verbunden
`ist.
`
`Das optoelektronische Bauelement kann fiber den ersten und den
`
`zweiten Kontakt elektrisch angeschlossen werden.
`
`Insbesondere
`
`Nichia Exhibit 1008
`
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`Nichia Exhibit 1008
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`
`

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`WO 2005/081319
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`PCT/DE2005/000281
`
`kann das optoelektronische Bauelement oberfléchenmontierbar
`
`als SMD—Bauelement
`
`(SMD: Surface Mountable Device)
`
`ausgebildet sein. Weiterhin kann das Bauelement fflr ein
`
`Hybrid-Modul vorgesehen sein.
`
`Eine leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem
`
`Verbindungsleitermaterial, das sich von der ersten bis zur
`
`zweiten Hauptfléche erstrecken kann, bildet zusammen mit dem
`
`zweiten Kontakt eine Kontaktstruktur, die eine Kontaktierung
`
`des optoelektronischen Bauelements von der zweiten
`
`Hauptfléche her erleichtert.
`
`Auf Bonddréhte kann bei der elektrischen Kontaktierung eines
`
`derartigen Bauelements mittels des ersten und des zweiten
`
`Kontakts mit Vorteil verzichtet werden, wodurch die Héhe des
`
`Bauelements vorteilhaft reduziert und die Ausbildung kleiner
`
`Bauelemente erleichtert wird. Weiterhin kann eine derartige
`
`Kontaktstruktur mit Vorteil
`
`im Waferverbund ausgebildet
`
`werden.
`
`Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Kontakte
`
`selbstversténdlich nicht auf zwei beschrénkt ist, sondern
`
`gegebenenfalls auch eine Mehrzahl von Kontakten Oder
`
`Kontaktpaaren vorgesehen sein kann.
`
`Das optoelektronische Bauelement,
`
`insbesondere der
`
`Halbleiterfunktionsbereich mit der aktiven Zone, kann
`
`entsprechend einem strahlungsemittierenden Oder
`
`strahlungsempfangenden Bauelement ausgebildet sein. Die
`
`aktive Zone kann dem geméfi zur elektrolumineszenten
`
`Strahlungserzeugung Oder zur Signalerzeugung fiber aufgrund
`
`von einfallender Strahlung in der aktiven Zone erzeugte
`
`Ladungstréger ausgebildet sein. Der
`
`Halbleiterfunktionsbereich kann beispielsweise entsprechend
`
`einem LED-Chip, einem Laserdiodenchip mit lateraler Oder
`
`vertikaler Emissionsrichtung Oder einem Photodiodenchip
`
`ausgebildet sein. Der erste und der zweite Kontakt sind dann
`
`Nichia Exhibit 1008
`
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`
`Nichia Exhibit 1008
`Page 10
`
`

`

`WO 2005/081319
`
`PCT/DE2005/000281
`
`vorzugsweise geméfl den beiden Polen einer Dioden—
`
`Kontaktierung ausgeffihrt.
`
`Der Halbleiterfunktionsbereich,
`
`insbesondere die aktive Zone,
`
`enthélt vorzugsweise mindestens ein III—V—Halbleitermaterial,
`
`etwa ein Material aus einem III—V-Halbleitermaterialsystem,
`
`wie InxGawAlbwa,
`
`IrgGayAlbwa oder IrkGayAlbwas,
`
`jeweils mit
`
`Osxsl, Osysl und x+ysl.
`
`Bevorzugt ist das optoelektronische Bauteil fur Strahlung im
`
`ultravioletten, sichtbaren Oder infraroten Spektralbereich
`
`ausgebildet.
`
`Das Materialsystem InxGayAleflN zum Beispiel ist ffir
`
`Strahlung vom ultravioletten his in den grfinen
`
`Spektralbereich besonders geeignet, wéhrend IrgGayAlewP
`
`beispielsweise ffir Strahlung vom grfingelben bis in den roten
`
`und IngkwAlewAs ffir Strahlung im infraroten Spektralbereich
`
`besonders geeignet ist.
`
`Das Bauelement kann auch auf anderen Materialien, die nicht
`
`in einem III-V-Materialsystem enthalten sind, basieren.
`
`Beispielsweise kann der Halbleiterfunktionsbereich Si,
`
`insbesondere ffir Photodioden, oder ein II—VI—
`
`Halbleitermaterial enthalten bzw. auf Si Oder II—VI—
`
`Halbleitermaterialien basieren. Mit einem III—V—
`
`Halbleitermaterial kénnen jedoch dem gegenfiber vereinfacht
`
`vergleichsweise hohe interne Quanteneffizienzen des
`
`Bauelements erzielt werden.
`
`Da die aktive Zone im Bereich des Durchbruchs keine Strahlung
`
`erzeugen Oder empfangen kann, weist der Durchbruch im
`
`optoelektronischen Bauelement bevorzugt
`
`in lateraler Richtung
`
`derart geringe Ausmafle auf, dass die Fléche der aktiven Zone,
`
`die zur Strahlungserzeugung oder zum Strahlungsempfang zur
`
`Verffigung steht mdglichst grog ist. Dies kann durch eine
`
`geeignete Ausbildung des Durchbruchs erreicht werden.
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`WO 2005/081319
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`PCT/DE2005/000281
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`Der Durchbruch und/oder die Vertiefung im
`
`Halbleiterfunktionsbereich ist in lateraler Richtung
`
`bevorzugt so dimensioniert, dass das
`
`Verbindungsleitermaterial bzw. ein das
`
`Verbindungsleitermaterial umfassender Verbindungsleiter eine
`
`Leitféhigkeit aufweist, die der jeweiligen Ausbildung des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs angepasst ist. Bauelemente mit
`
`hohen Leistungen bedingen oftmals héhere Leitféhigkeiten als
`
`Bauelemente mit vergleichsweise geringen Leistungen. Eine
`
`laterale Abmessungen des Durchbruchs bzw. der Vertiefung oder
`
`des Verbindungsleitermaterials kann vom Nanometer— bis in den
`
`Mikrometerbereich reichen. Beispielsweise betrégt eine
`
`laterale Abmessung 100 um, vorzugsweise 50 um oder weniger,
`
`z.B. 100 nm oder 10 um.
`
`Eine ausreichend hohe Leitféhigkeit kann gegebenenfalls auch
`
`fiber eine Mehrzahl von Durchbrfichen mit in den Durchbrflchen
`
`angeordnetem Verbindungsleitermaterial oder einer
`
`entsprechend abgestimmten Kombination der Dimensionierung und
`der Anzahl an Durchbrfichen erzielt werden.
`
`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
`
`weist das optoelektronische Bauelement ein dem
`
`Halbleiterfunktionsbereich nachgeordnetes Fenster auf, das
`
`fflr die von der aktiven Zone zu empfangende oder zu
`
`erzeugende Strahlung vorzugsweise durchléssig ist und/oder im
`
`Strahlengang dieser Strahlung liegt. Das Fenster kann zur
`
`Strahlungseinkopplung in oder —auskopplung aus dem
`
`optoelektronischen Bauelement vorgesehen sein.
`
`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
`
`weist das optoelektronische Bauelement eine Umhfillung auf,
`
`die den Halbleiterfunktionsbereich bevorzugt zumindest
`
`teilweise umformt oder umhfillt. Der
`
`Halbleiterfunktionsbereich kann insbesondere in die Umhfillung
`
`eingebettet sein. Die Umhflllung kann Teil des Fensters sein
`
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`und/oder das Fenster bilden. Die Umhfillung schfltzt den
`
`Halbleiterfunktionsbereich mit Vorteil vor schédlichen
`
`éufieren Einflfissen, wie etwa Feuchtigkeit.
`
`Bevorzugt ist die Umhfillung strahlungsdurchléssig fur eine
`
`von der aktiven Zone zu erzeugende oder empfangenden
`
`Strahlung ausgebildet.-Mit Vorteil wird so eine unerwfinschte
`
`Absorption von Strahlung in der Umhfillung verringert.
`
`Ferner ist das Material der Umhfillung bevorzugt gegenflber der
`
`von der aktiven Zone zu erzeugenden oder auf diese
`
`einfallenden Strahlung besténdig. Die Gefahr
`
`effizienzmindernder Verférbungen oder Aufweichungen der
`
`Umhflllung kann so verringert werden.
`
`In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der
`
`Halbleiterfunktionsbereich,
`
`insbesondere die aktive Zone, von
`
`einer Verkapselung umgeben, die bevorzugt — zumindest bei
`
`Inbetriebnahme und/oder im Betrieb des Bauelements — im
`
`wesentlichen dicht,
`
`insbesondere hermetisch dicht,
`
`gegenfiber
`
`schédlichen éufieren Einflfissen, wie Feuchtigkeit,
`
`ist. Die
`
`Verkapselung, die die Umhfillung und gegebenenfalls eines oder
`
`mehrere weitere Verkapselungselemente umfassen kann, umgibt
`
`den Halbleiterfunktionsbereich bzw. die aktive Zone bevorzugt
`
`vollsténdig und erhoht mit Vorteil den Schutz des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs bzw. der aktiven Zone gegenfiber
`
`schédlichen éufieren Einflfissen.
`
`Die Verkapselung ist weiterhin bevorzugt so ausgebildet, dass
`
`die Kontakte des optoelektronischen Bauelements, vorzugsweise
`
`durch die Verkapselung hindurch, anschlieflbar sind. Externe
`
`Anschlflsse oder externe Auschlussmittel konnen somit Teil der
`
`Verkapselung sein.
`
`Insbesondere kann das optoelektronische
`
`Bauelement mittels der externen Anschlfisse elektrisch leitend
`
`mit Leiterbahnen einer Leiterplatte verbunden werden.
`
`Vorzugsweise wird das Bauelement mit den Leiterbahnen fiber
`
`eine Lotverbindung verbunden.
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`PCT/DE2005/000281
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`Die Verkapselung bzw. die Verkapselungselemente sind
`
`bevorzugt zumindest teilweise so ausgebildet, dass der
`
`Bereich zwischen der Verkapselung bzw. dem
`
`Verkapselungselement und der aktiven Zone,
`
`insbesondere im
`
`Strahlengang der zu erzeugenden Oder zu empfangenden
`
`Strahlung im wesentlichen frei von Hohlréumen ist. Die Gefahr
`
`von durch einen Hohlraum verursachten fiberméfiigen
`
`Brechungsindexsprfingen mit dementsprechend hohen
`
`Reflexionsverlusten an Grenzfléchen bei der Strahlungsaus—
`
`Oder -einkopplung in das Bauelement kann so verringert
`werden.
`
`Mit Vorzug kénnen an der Verkapselung beteiligte Elemente,
`
`wie beispielsweise die Umhfillung und/oder das Fenster, auch
`
`bereits im Waferverbund ausgebildet werden. Mit besonderem
`
`Vorzug kann die gesamte Verkapselung im Waferverbund
`
`hergestellt werden.
`
`Die Verkapselung ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der
`
`Erfindung mechanisch derart stabil, dass auf ein
`
`zusétzliches, den Halbleiterfunktionsbereich schfitzendes
`
`Gehéuse verzichtet und die Ausbildung sehr kleiner
`
`optoelektronischer Bauelemente mit schfitzender, vorzugsweise
`
`allseitiger, Verkapselung des Halbleiterfunktionsbereichs
`
`erleichtert werden kann.
`
`Die Verkapselung bzw. die Elemente der Verkapselung, wie etwa
`
`die Umhfillung, sind bevorzugt zumindest teilweise so
`
`ausgebildet, dass sie zumindest kurzzeitig gegenfiber hohen
`
`Temperaturen, etwa fiber 200 °C, vorzugsweise his 300 °C, wie
`
`sie beim Léten der Anschlfisse des Bauelements auftreten
`
`kénnen stabil sind,
`
`so dass die Gefahr einer Schédigung des
`
`Halbleiterfunktionsbereichs und/oder der Umhfillung aufgrund
`
`eines Létprozesses nicht mafigeblich erhéht wird.
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`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
`
`dem Halbleiterfunktionsbereich zumindest ein Absorptionsstoff
`
`oder ein Leuchtstoff nachgeordnet. Der Leuchtstoff oder der
`
`Absorptionsstoff kann, vorzugsweise direkt,
`
`in, an Oder auf
`
`dem Fenster, der Umhfillung oder dem
`
`Halbleiterfunktionsbereich vorgesehen oder angeordnet sein.
`
`Bevorzugt ist der Absorptionsstoff oder der Leuchtstoff als
`
`Pulver ausgeffihrt.
`
`Ein Absorptionsstoff, wie ein organischer Farbstoff, kann
`
`beispielsweise in einem als strahlungsempfangendes Bauelement
`
`ausgebildeten Bauelement vorgesehen sein, um als Filterstoff
`
`die Empfindlichkeit, etwa die spektrale
`
`Empfindlichkeitsverteilung, des Strahlungsdetektors durch
`
`Absorption bei geeigneten,
`
`insbesondere vorgegebenen,
`
`Wellenléngen aus einer auf den Halbleiterfunktionsbereich
`
`einfallenden Strahlung zu beeinflussen. Mit Vorteil kann so
`
`beispielsweise die spektrale Empfindlichkeitsverteilung eines
`
`als Strahlungsdetektor ausgebildeten optoelektronischen
`
`Bauelements gezielt eingestellt werden.
`
`Bei einem als Emitter ausgebildeten optoelektronischen
`
`Bauelement kann der Leuchtstoff vorzugsweise von der aktiven
`
`Zone erzeugte Strahlung einer Wellenlénge A1 absorbieren und
`
`als Strahlung einer Wellenlénge X2 reemittieren. Die
`
`Wellenlénge Azist bevorzugt grofier als die Wellenlénge AL
`
`Ein derartiges optoelektronisches Bauelement kann
`
`mischfarbiges Licht,
`
`insbesondere weifies Licht, erzeugen, an
`
`dessen Farbe eine Mischung aus Strahlungen der Wellenléngen
`
`A1 und x2 beteiligt ist. Ein derartiger Leuchtstoff
`
`konvertiert somit zumindest teilweise die Strahlung der
`
`Wellenlénge A1 in Strahlung der Wellenlénge A2 und wird
`
`deshalb oft auch als Konversionsstoff,
`
`insbesondere
`
`Lumineszenzkonversionsstoff, bezeichnet.
`
`Als Lumineszenzkonversionsstoffe konnen dabei anorganische
`
`Phosphore, dotierte Granate, Ce— oder Tb—aktivierte Granate
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`(wie beispielsweise YAG:Ce, TAG:Ce, TbYAG:Ce),
`
`Erdalkalisulfate oder organische Farbstoffe Verwendung
`
`finden. Geeignete Lumineszenzkonversionsstoffe sind
`
`beispielsweise in der Druckschrift WO98/l2757 beschrieben,
`
`deren Inhalt
`
`insofern hiermit durch Rflckbezug aufgenommen
`
`wird.
`
`Zur Erzeugung weifien Lichts besonders geeignet ist ein
`
`Leuchtstoff,
`
`insbesondere ein YAG—basierender Leuchtstoff,
`
`der eine im Halbleiterfunktionsbereich erzeugte Strahlung,
`
`etwa im ultravioletten Oder blauen, Spektralbereich in
`
`léngerwellige Strahlung, etwa im gelben Spektralbereich
`
`konvertiert. Aus der Mischung des konvertierten und des nicht
`
`konvertierten Strahlungsanteils kann mischfarbiges,
`
`insbesondere weifies, Licht entstehen.
`
`In einer bevbrzugten Ausgestaltung betrégt die mittlere
`
`Korngréfie des Lumineszenzkonversionsmaterials eines
`
`verwendeten Pulvers maximal 30 pm. Besonders vorteilhaft
`
`erweist sich dabei eine mittlere Korngréfie, zwischen 2 und 6
`
`gm. Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Korngréfie die
`Lumineszenzkonversion besonders effizient erfolgen kann.
`
`Der Konversionsstoff ist bevorzugt méglichst nahe an der
`
`aktiven Zone angeordnet. Hierdurch kann die Effizienz der
`
`Konversion erhéht werden, da die Intensitét der von der
`
`aktiven Zone erzeugten Strahlung mit wachsendem Abstand von
`
`der aktiven Zone quadratisch abnimmt. Weiterhin wird eine
`
`Optimierung der Etendue Oder der Abhéngigkeit des Farborts
`
`der mischfarbigen Strahlung vom Betrachtungswinkel
`
`erleichtert.
`
`Eine Konversion der Strahlung nahe an der aktiven Zone in
`
`eine energieérmere Strahlung einer gréfieren Wellenlénge, kann
`
`sich auch schfltzend auf ein den Konversionsstoff umgebendes
`
`oder dem Konversionsstoff nachgeordnetes Element, wie die
`
`Umhfillung auswirken. Mit Vorteil kann die Gefahr von
`
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`strahlungsbedingten Verférbungen des Umhfillungsmaterials
`
`durch Konversion in der Néhe der aktiven Zone reduziert
`
`werden.
`
`In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der
`
`Leuchtstoff,
`
`insbesondere direkt, auf dem
`
`Halbleiterfunktionsbereich angeordnet. Der Leuchtstoff kann
`
`in Form einer Leuchtstoffschicht ausgebildet sein. Hierdurch
`
`wird eine besonders effiziente Lumineszenzkonversion nahe an
`
`der aktiven Zone erleichtert. Der Leuchtstoff wird bevorzugt
`
`im Waferverbund auf die Halbleiterschichtenfolge bzw. die aus
`
`der Halbleiterschichtenfolge hervorgehenden'
`
`Halbleiterfunktionsbereiche aufgebracht. Der Leuchtstoff kann
`
`insbesondere mittels elektrostatischer Kréfte aufgebracht
`
`sein. Dies gilt mit Vorzug entsprechend fflr den
`
`Absorptionsstoff.
`
`In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
`
`ist dem Halbleiterfunktionsbereich eines oder eine Mehrzahl
`
`von optischen Elementen nachgeordnet, das die Effizienz oder
`
`die Abstrahl— bzw. Empfangscharakteristik des Bauelements
`
`vorteilhaft beeinflusst. Dieses optische Element kann
`
`beispielsweise als Linse zur Strahlformung ausgeffihrt sein.
`Ferner kann das optische Element als Filterelement oder
`
`Streuelement ausgefflhrt sein.
`
`Weiterhin kann das optische Element als Antireflexionsschicht
`
`bzw. —beschichtung ausgeffihrt sein.
`
`fiber eine
`
`Antireflexionsbeschichtung kennen durch Brechungsindexsprfinge
`
`bedingte Reflexionsverluste mit Vorteil verringert werden.
`
`Eine oder eine Mehrzahl von l/4—Schichten sind hierffir
`
`besonders geeignet. Beispielswe