特許 6671393 光電子部品を作成する方法、および表面実装可能な光電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6671393

(24)【登録日】2020年3月5日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】光電子部品を作成する方法、および表面実装可能な光電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20200316BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/50

【請求項の数】17

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-557034(P2017-557034)

(86)(22)【出願日】2016年5月11日

(65)【公表番号】特表2018-514950(P2018-514950A)

(43)【公表日】2018年6月7日

(86)【国際出願番号】EP2016060590

(87)【国際公開番号】WO2016180897

(87)【国際公開日】20161117

【審査請求日】2017年11月30日

(31)【優先権主張番号】102015107586.5

(32)【優先日】2015年5月13日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヘルマン ジークフリート

(72)【発明者】

【氏名】シュトール イオン

(72)【発明者】

【氏名】ロスバッハ ゲオルク

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１６６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２４１４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１０１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２６８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１８８２９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０６６３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１３１１０１１４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２４９４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００９５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０８９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５６４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１２１４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａ）各半導体チップ（１）が、半導体チップ（１）の接触面（１２）に配置される、外部電気接続のための接点要素（１０、１１）を備える、キャリア（２）および複数の光電子半導体チップ（１）を提供するステップと、
Ｂ）適用の際に前記接触面（１２）が前記キャリア（２）に面し、前記接点要素（１０、１１）が保護要素（７、２０、２１）によって横方向で取り囲まれる、前記半導体チップ（１）を横方向で互いに隣接して前記キャリア（２）上に適用するステップと、
Ｃ）前記保護要素が前記接点要素（１０、１１）と導電性層（４）との直接接触を防ぐ、前記半導体チップ（１）の前記キャリア（２）によって覆われていない面の少なくとも部分領域上に導電性層（４）を適用するステップと、
Ｄ）正常動作では、前記半導体チップ（１）によって放出される放射の少なくとも一部を別の波長範囲の放射へと変換するように、変換体層（５）が設計される、変換体層（５）を前記導電性層（４）上に電気泳動で蒸着するステップと、
Ｅ）前記導電性層（４）を、前記変換体層（５）と前記半導体チップ（１）との間の領域から除去するステップとを含み、
ステップＣ）の前または後に、ポッティング化合物（７）が前記半導体チップ（１）の間の前記キャリア（２）の上に導入され、
前記ポッティング化合物（７）が、前記接触面（１２）を横断して延在する前記半導体チップ（１）の側面（１５）を部分的にまたは完全に覆い、
前記接触面（１２）とは反対側の放射面（１６）には、前記ポッティング化合物（７）が部分的にまたは完全に存在しないままである、光電子デバイス（１００）を作成する方法。

【請求項2】

ステップＡ）からＥ）が、前記順序で連続して相互に独立して実施され、
ボンディング層（２０）が前記キャリア（２）に適用され、
ステップＢ）の適用中、前記接点要素（１０、１１）が、前記ボンディング層（２０）に深く圧入されて、ステップＣ）において前記接点要素（１０、１１）が前記導電性層（４）で覆われないように保護され、
前記ボンディング層（２０）が熱可塑性材料を含むかまたは熱可塑性材料から成り、
ステップＥ）の後、前記半導体チップ（１）が前記キャリア（２）から分離され、個別化される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ステップＣ）で、前記導電性層（４）が、前記半導体チップ（１）の間に位置する前記ポッティング化合物（７）に適用され、
ステップＥ）で、前記導電性層（４）が、前記変換体層（５）と前記ポッティング化合物（７）との間の領域から除去される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

ステップＥ）で、前記導電性層（４）が湿式化学プロセスを用いて除去され、
前記導電性層（４）が、少なくとも１つの金属を含むか、または少なくとも１つの金属から形成され、
ステップＥ）で、前記金属が、化学反応によって、前記金属の塩へと部分的にまたは完全に変換され、
ステップＥ）の後、前記変換体層（５）中の前記塩のモル分率が、０．００１％から２％となる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記変換体層（５）が、前記半導体チップ（１）上における範囲全体に沿って均一な層厚を有し、厚さの変動が最大で平均層厚の５％であり、
ステップＥ）の後、前記変換体層（５）の層厚が最大７０μｍとなり、
ステップＥ）の後、前記変換体層（５）が前記半導体チップ（１）上で連続し、隣接し、また中断されずに延在する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記変換体層（５）が変換体粒子の粉末から形成され、
ステップＥ）の後、前記変換体層（５）が封止部層（６）で取り囲まれることによって、前記半導体チップ（１）からの前記変換体層（５）の分離または破砕または剥落を防ぐ、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記封止部層（６）が、前記半導体チップ（１）および／または前記変換体層（５）によって放出される放射に対して少なくとも９０％透過性である、透明材料を含むかまたは透明材料から成り、
ステップＥ）の後、前記封止部層（６）が、完成した前記デバイス（１００）において、パターニングされた前記封止部層（６）が、それぞれの前記半導体チップ（１）によって放出される放射に対するレンズとして作用するようにしてパターニングされる、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記キャリア（２）が、ステップＢ）で前記半導体チップ（１）が電気的に接続され機械的に締結される、プリント回路基板である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

各半導体チップ（１）に対する保護フレーム（２１）が前記キャリア（２）に適用され、
ステップＢ）における適用の間、前記半導体チップ（１）が、前記接点要素（１０、１１）が対応する前記保護フレーム（２１）によって少なくとも部分的に取り囲まれるようにして、前記キャリア（２）上に配置され、
前記保護フレーム（２１）が、ステップＣ）で、前記接点要素（１０、１１）が前記導電性層（４）で覆われるのを防ぐ、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記保護フレーム（２１）が、ステップＢ）の前に前記キャリア（２）に適用される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記半導体チップ（１）の前記放射面（１６）が、最初に前記導電性層（４）で覆われ、その後に、前記半導体チップ（１）が前記ポッティング化合物（７）に取り囲まれる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記半導体チップ（１）が、それぞれの場合において、前記半導体チップ（１）を安定化するサファイア成長基板（１３）と前記サファイア成長基板（１３）上に成長させられる半導体積層体（１４）とを備える、サファイアフリップチップであり、
前記接点要素（１０、１１）が、前記半導体積層体（１４）の前記サファイア成長基板（１３）から遠い面に配置される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記半導体チップ（１）が、それぞれの場合において、前記半導体チップ（１）を安定化する基板（１３）と前記基板（１３）に適用される半導体積層体（１４）とを備える、薄膜半導体チップであり、
前記基板（１３）が、前記半導体積層体（１４）の成長基板とは異なり、前記成長基板が前記半導体チップ（１）から除去され、
前記接点要素（１０、１１）が、前記基板（１３）の前記半導体積層体（１４）から遠い面に適用される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

光散乱および／または着色色素材料を、変換体層（５）を蒸着させた後または変換体層（５）と一緒に、電気泳動法で蒸着させる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

表面実装可能な光電子デバイス（１００）であって、
デバイス（１００）の外部電気接触のために覆われていない接点要素（１０、１１）を含み、前記接点要素（１０、１１）が、半導体チップ（１）の共通の接触面（１２）上に配置される、光電子半導体チップ（１）と、
前記接触面（１２）とは反対側の前記半導体チップ（１）の放射面（１６）を少なくとも９０％隠す、連続し、隣接し、また中断されない変換体層（５）と、
前記変換体層（５）に適用され、前記変換体層（５）を完全に隠し封入する封止部層（６）とを備え、
前記変換体層（５）が、前記デバイス（１００）の正常動作では、前記半導体チップ（１）によって放出される放射の少なくとも一部を別の波長範囲の放射へと変換するように設計され、
前記変換体層（５）が、前記半導体チップ（１）上における範囲全体に沿って均一な層厚を有し、厚さの変動が最大で平均層厚の５％であり、
前記変換体層の前記層厚が最大７０μｍとなり、
前記変換体層（５）が、前記封止部層（６）によって前記半導体チップ（１）上で保持される変換体粒子の粉末であり、
前記半導体チップ（１）がポッティング材料（２２）に埋め込まれ、
前記ポッティング材料（２２）が、前記接触面（１２）を横断して延在する前記半導体チップ（１）の側面（１５）全てを完全に覆い、
前記側面（１５）が前記変換体層（５）によって隠されず、
前記接触面（１２）に対して平行な横方向で、前記変換体層（５）が前記ポッティング材料（２２）によって取り囲まれ、
前記放射面（１６）から離れる方向で、前記ポッティング材料（２２）および前記変換体層（５）が互いに同一面で終端し、
前記変換体層（５）が金属の塩を含み、前記変換体層（５）中における前記金属の塩のモル分率が０．００１％〜２％となる、光電子デバイス（１００）。

【請求項16】

前記封止部層（６）が透明シリコーンのポッティング化合物であり、
前記接触面（１２）とは反対側の前記デバイス（１００）の面上で、前記シリコーンポッティング化合物が斜角縁部を有する、請求項１５に記載の光電子デバイス（１００）。

【請求項17】

前記ポッティング材料（２２）が白色プラスチックを含む、請求項１５または１６に記載の光電子デバイス（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

光電子デバイスを作成する方法が提供される。表面実装可能な光電子デバイスも提供される。

【背景技術】

【0002】

変換体層を半導体チップ上に適用する方法は、例えば、特許文献１によって知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１４／００１１４９号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

達成される１つの目的は、変換体層が半導体チップに均一に適用される、光電子デバイスを作成する方法を提供することから成る。達成される更なる目的は、均一な変換体層を有する光電子デバイスを提供することから成る。

【0005】

これらの目的は、特に、独立クレームの方法および主題によって達成される。有利な構成および更なる発展は、従属クレームの主題を構成する。

【0006】

少なくとも一実施形態によれば、光電子デバイスを作成する方法は、キャリアおよび複数の光電子半導体チップが提供される、ステップＡ）を含む。キャリアは、例えば、金属キャリアまたはガラスキャリアまたは半導体キャリアまたはプラスチックキャリアであってもよい。しかしながら、キャリアはまた、半導体チップが埋め込まれるポッティング材料であってもよい。

【0007】

各半導体チップは、外部電気接触のための接点要素を備える。接点要素は、半導体チップの接触面に配置される。半導体チップに外部で接触することが求められる全ての接点要素は、好ましくは、半導体チップの一方の面に、即ち接触面に配置される。特に、半導体チップの非実装状態では、接点要素は自由にアクセス可能である。例えば、接点要素は接触面から突出する。

【0008】

少なくとも一実施形態によれば、方法は、半導体チップがキャリア上で互いに横方向で隣接して適用される、ステップＢ）を含む。横方向とは、ここでは、キャリアの延長の主要方向によって決定される。半導体チップは、ここでは、それぞれの場合で、接触面がキャリアに面するようにして適用されるのが好ましい。適用後、接点要素は結果的にキャリアに覆われるのが好ましい。

【0009】

ステップＢ）で、接点要素は、特に好ましくは横方向で、即ちキャリアの延長の主要方向に平行な方向で、１つまたは複数の保護要素によって取り囲まれる。保護要素は、キャリアに適用されてもよく、ステップＢ）の前に既にキャリアの一部であってもよい。保護要素は、接点要素と直接接触するようにされるか、または半導体チップの適用後、接点要素から横方向で離間されてもよい。

【0010】

少なくとも一実施形態によれば、導電性層が、半導体チップのキャリアによって覆われない面の少なくとも部分領域に適用される、ステップＣ）を含む。例えば、キャリアによって隠されていない半導体チップの全ての面が、導電性層によって隠されるかまたは覆われる。しかしながら、別の方法として、各半導体チップの接触面とは反対側の放射面のみが、導電性層によって隠されてもよい。そのため、接触面の横断方向で延在する半導体チップの側面には、導電性層がないままである。放射面は、ここでは例えば、半導体チップの外側面、例えば主要面であり、動作中は、半導体チップ内で発生する放射の一部または大部分がその面を介して半導体チップの外で結合される。

【0011】

導電性層は、好ましくは、半導体チップの対応する面を完全および／または形状適合的に隠す。導電性層は、特に好ましくは、キャリア上または半導体チップ上に隣接（zusammenhangend）して、連続して、また中断されずに形成される。そのため、複数の半導体チップ上の導電性層は単一層である。特に、導電性層は、半導体チップ上に直接適用され、したがって半導体チップと直接接触する。この場合、半導体チップに予め適用される層はない。

【0012】

ステップＣ）の保護要素は、特に好ましくは、接点要素が導電性層と直接接触するのを防ぐ。したがって、保護要素は、導電性層を適用する際に、導電性層が接点要素までは達しないようにして、接点要素の周りに配置される。

【0013】

導電性層は、例えば、スパッタ法を用いて、または蒸着を用いて、または原子層蒸着（ＡＬＤ）もしくは化学蒸着（ＤＶＤ）、または物理蒸着（ＰＶＤ）を用いて適用されてもよい。

【0014】

導電性層の厚さは、例えば、少なくとも２０ｎｍまたは１００ｎｍまたは３００ｎｍになる。

【0015】

別の方法として、またはそれに加えて、導電性層の厚さは、最大２μｍまたは１μｍまたは５００ｎｍである。導電性層の厚さは、ここでは、好ましくは、導電性層の全範囲に沿った最大または平均または最小厚さを意味するものと解釈される。

【0016】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＤ）で、変換体層が導電性層上に電気泳動によって蒸着され、特に、導電性層上に直接および／または形状適合的に蒸着される。変換体層は、正常動作では、半導体チップによって放出される放射の少なくとも一部を別の波長範囲の放射へと変換するように設計される。

【0017】

動作の際、半導体チップは、例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光、または２００ｎｍ〜４００ｎｍのＵＶ領域の光を放出する。変換体層は、半導体チップによって放出された放射を、例えば、赤色および／または黄色および／または緑色および／または青色光などの可視光に変換する。特に、変換体層は、半導体チップによって放出される放射を完全に変換することに想到できる。

【0018】

変換体層の電気泳動蒸着のため、例えば、半導体チップを含むキャリアは、例えば有機溶媒および変換体粒子と組み合わされた、電気泳動浴に浸漬される。電圧を電気泳動浴に印加することによって、蒸着される変換体粒子は導電性層へと移動し、そこで蒸着される。変換体層は、好ましくは導電性層と直接接触しており、このようにして形成される。

【0019】

特に、電気泳動法によって蒸着される変換体層は、導電性層上に隣接して、連続して、また中断されずに形成される。したがって、変換体層は、同様に、キャリアによって隠されていない半導体チップの全ての面を部分的または完全に覆ってもよい。

【0020】

変換体層の変換体粒子に適した材料の例は、（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ，Ｔｂ）_３（Ａｌ_１−ｘ，Ｇａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋などのガーネット、（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋などのドープされた窒化シリコン、または（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋もしくはＳｒ（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２Ａｌ_２Ｎ_６：Ｅｕ^２＋もしくは（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３＊Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕ^２＋もしくは（Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ_{（１-４ｘ／３）}Ｓｉ_{（１＋ｘ）}Ｎ_３：Ｃｅ（Ｘ＝０．２〜０．５）などのドープされた窒化シリコンアルミニウム、または（Ｂａ、Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋もしくはＡＥ_{２−ｘ−ａ}ＲＥ_ｘＥｕ_ａＳｉ_１−ｙＯ_{４−ｘ−２ｙ}Ｎ_ｘもしくはＡＥ_{２−ｘ−ａ}ＲＥ_ｘＥｕ_ａＳｉ_１−ｙＯ_{４−ｘ−２ｙ}Ｎ_ｙなどのシリコン窒素酸化物、または（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋もしくはＣａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋などのドープされた酸化シリコンであり、ここで、ＡＥはアルカリ土類金属、ＲＥは希土類金属である。

【0021】

変換体粒子は、例えば、少なくとも１００ｎｍまたは１μｍまたは１０μｍの粒径を有する。別の方法として、またはそれに加えて、粒径は最大５０μｍまたは２０μｍまたは１μｍである。

【0022】

変換体層に加えて、例えば、光散乱および／または着色色素材料を含む更なる層を、導電性層上に蒸着させること、特に電気泳動法で蒸着させることも可能である。光散乱および／または着色色素の材料はまた、共通の電気泳動プロセスで変換体粒子と一緒に蒸着されてもよい。

【0023】

合計厚さ７０μｍ以下の薄層スタックが、電気泳動蒸着によって蒸着されてもよい。別の変換性質を有する更なる層が、ここで、変換体層上に蒸着されて、異なる機能を有する空間的に別個の層をもたらしてもよい。例えば、より短い波長範囲の電磁放射を放出する更なる変換体層は、赤色波長範囲の電磁放射を放出する変換体層の下流側に配置されてもよい。これにより、有利には、赤色波長範囲の放射が下流の層で吸収されるリスクが低減される。これにより、光電子デバイスの効率および熱放散が改善される。

【0024】

少なくとも一実施形態によれば、導電性層は、ステップＥ）で、変換体層と半導体チップとの間の領域から除去される。除去は、例えば、プロトン反応物および／または溶媒を用いて進行してもよい。結果として、変換体層の下方にある導電性層が構造的に修正され、ならびに／または溶解する。特に、導電性層の溶解または構造的修正により、半導体チップから出る電磁放射の少なくとも９０％または９５％または９９％が変換体層に達することが担保される。除去によって、好ましくは、導電性層の以前はあった放射吸収効果が低減または排除される。

【0025】

本方法を使用して作成された各光電子デバイスは、例えば、変換体層が上に適用された半導体チップ１つを備える。

【0026】

少なくとも一実施形態では、光電子デバイスを作成する方法は、キャリアおよび複数の光電子半導体チップが提供され、各半導体チップが、外部電気接触のために半導体チップの接触面上に配置された接点要素を有する、ステップＡ）を含む。ステップＢ）で、半導体チップがキャリア上で互いに横方向で隣接して適用され、接触面が適用時のキャリアに面する。ステップＣ）で、導電体層が隣接して形成されている場合、導電性層は、半導体チップのキャリアによって覆われない面の少なくとも部分領域に適用される。ステップＤ）で、変換体層は電気泳動で導電性層上に蒸着され、適正な動作では、変換体層は、半導体チップによって放出される放射の少なくとも一部を別の波長範囲の放射へと変換するように設計される。導電性層は、ステップＥ）で、変換体層と半導体チップとの間の領域から除去される。

【0027】

ここに記載する本発明は、特に、電気泳動法を用いて、半導体チップを薄い変換体層の形態の変換体要素で覆うという概念に基づく。薄い変換体層により、厚い変換体要素を有するデバイスと比較して、完成したデバイスの熱的特性が改善される。特に、半導体チップまたは変換体要素に施される加熱は過酷ではなく、それによって、変換体要素の退色および割れ、または色座標のシフトもしくは効率の低下など、一般的な熱的効果が低減されてもよい。更に、薄い変換体層は、例えば厚い変換体ポッティング化合物よりも、裏面に向かって、例えば接続キャリアに向かって放出される放射が少ないという利点を有する。

【0028】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＡ）〜Ｅ）は、提示した順序で連続して、ならびに／または相互に独立して、ならびに／または別個のステップで実施される。

【0029】

少なくとも一実施形態によれば、ボンディング層がキャリアに適用される。ステップＢ）の適用中、接点要素は、例えば、ボンディング層に深く圧入されて、ステップＣ）において接点要素が導電性層で覆われないように、したがって短絡のリスクから保護される。接点要素は、この目的のため、例えば、ボンディング層に完全に圧入される。したがって、ボンディング層は、好ましくは変形可能および／または弾性である。本例では、例えば、１つ以上の保護要素が次にボンディング層によって形成される。

【0030】

特に、ボンディング層は、キャリアに沿って連続し隣接して延在し、半導体チップ同士の間、または半導体チップの領域では中断がない。ボンディング層は、例えば、少なくとも２μｍまたは５μｍまたは１０μｍの厚さを有する。別の方法として、またはそれに加えて、ボンディング層は、最大３０μｍまたは２０μｍまたは１５μｍの厚さを有する。

【0031】

少なくとも一実施形態によれば、ボンディング層は、熱可塑性材料を含むか、またはそれから成る。熱可塑材は、特に、特定の温度範囲で変形させることができるプラスチックである。したがって、半導体チップをキャリアに適用するために、ボンディング層は、好ましくは、接点要素をボンディング層に圧入することが可能な適切な温度に調節されてもよい。発明者らは、例えば熱可塑性材料で作られたボンディング層も、特に湿式化学プロセスから、接点要素を特に良好に保護することを発見している。

【0032】

少なくとも一実施形態によれば、半導体チップは、例えばボンディング層またはキャリアを適切に加熱することによって、ステップＥ）の後にキャリアから分離される。変換体層を有する半導体チップは、キャリアから分離する前または後で個別化されてもよい。個々の光電子デバイスはこの方法で作成される。半導体チップ接点要素は、好ましくは覆われず、完成したデバイスにおいて自由にアクセス可能である。

【0033】

特に、キャリアからの分離および個別化の後、デバイスは、更なるポッティング材料がなくても、機械的に自己支持性および堅牢である。光電子デバイスの寸法は、好ましくは半導体チップの寸法に適合され、即ち、その横方向および／または垂直方向の寸法は、半導体チップの対応する寸法よりも１０％または５％未満逸脱する。

【0034】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＣ）またはＤ）の後、導電性層および／または変換体層は、少なくとも９０％もしくは９５％もしくは９９％または完全に、キャリアによって覆われていない半導体チップの面を隠す。

【0035】

少なくとも一実施形態によれば、キャリアは、半導体チップが埋め込まれたポッティング材料である。この例では、キャリアおよび半導体チップが提供されるステップＡ）は、半導体チップがキャリア上に配置されるステップＢ）と同時である。ポッティング材料は、例えば、ポリマーもしくはアクリレートもしくはＯｒｍｏｃｅｒもしくはエポキシ樹脂もしくはフォトレジスト、もしくは白色プラスチックなどのプラスチックを含むか、またはそれから成る。例えば、二酸化チタン粒子が組み込まれたシリコーンまたは樹脂が、ここでは可能である。そのため、ポッティング材料は、続いて半導体チップから分離されず、したがって完成した光電子デバイスの一部である。

【0036】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＡ）およびＢ）の後、半導体チップは、接触面がキャリアによって完全に覆われるようにして、ポッティング材料に埋め込まれる。接触面を横断して延在する半導体チップの側面は、ポッティング材料によって部分的にまたは完全に覆われる。各半導体チップの接触面とは反対側の放射面には、ポッティング材料が部分的にまたは全くない。そのため、特に、半導体チップおよびポッティング材料は、放射面上で互いに同一面で終端する。

【0037】

キャリアまたはポッティング材料への半導体チップの埋込みは、例えば、最初に、放射面が補助キャリアの方に面するようにして、半導体チップを補助キャリア上に配置することによって進んでもよい。次に、半導体チップの上にポッティング材料を注入し、完全に封止する。補助キャリアを分離した後は、例えば、放射面は覆われていない。

【0038】

少なくとも一実施形態によれば、ポッティング材料および半導体チップのアセンブリは、ステップＡ）およびＢ）の後は自己支持性である。これは、特に、アセンブリが、更なる任意のキャリアがなくても機械的に安定していることを意味する。これを達成するには、先行するポッティング材料の硬化プロセスが必要なことがある。

【0039】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＥ）の後、穴がポッティング材料に導入され、ポッティング材料によってそれまで隠されていた接点要素に、それらの穴を通して電気的に接触することができる。

【0040】

本例では、ポッティング材料は、例えば、接点要素の周りに保護要素を形成する。

【0041】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＣ）の前に、ポッティング化合物が半導体チップの間に導入される。特に、２つの隣接した半導体チップ間に位置する空間がポッティング化合物で充填される。空間が充填される前は、キャリアはその中で覆われていなくてもよい。ポッティング化合物は、例えば、上述したようなポッティング材料であり、それによって空間が部分的または完全に充填されてもよい。ポッティング化合物は、ここでは、少なくともそれぞれの場合において、半導体チップの側面の１つまたは全てがそれぞれ部分的に、例えば少なくとも９０％もしくは９５％の範囲まで、または完全に、ポッティング化合物によって覆われるか封止されるようにして、好ましくは半導体チップの周りに配置される。半導体チップの放射面は、ここでは、それぞれの場合において、部分的または完全にポッティング化合物がないままである。

【0042】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＣ）で、導電性層はまた、半導体チップ間に位置するポッティング化合物上に適用される。そのため、導電性層はまた、ステップＥ）で、変換体層とポッティング化合物との間の領域から除去される。

【0043】

少なくとも一実施形態によれば、導電性層は、ステップＥ）で、湿式化学プロセスを用いて除去される。

【0044】

少なくとも一実施形態によれば、導電性層は、少なくとも１つの金属もしくは合金を含むか、またはそれから成る。可能な金属は、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋａ、Ｒｕ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｓｎである。しかしながら、導電性層が、ＩＴＯもしくはＺｎＯなどの透明導電性材料を含むか、またはそれから成ることも可能である。

【0045】

少なくとも一実施形態によれば、導電性層の金属は、ステップＥ）で、化学反応によって金属の塩に部分的または完全に変換される。この目的のため、導電性層は、例えば、プロトン反応物と接触させられ、次に溶媒を用いて洗浄されてもよい。かかる方法は、例えば、特許文献１によって知られている。

【0046】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＥ）の後、変換体層中の塩のモル分率は少なくとも０．００１％または０．０１％または０．１％である。別の方法として、またはそれに加えて、塩のモル分率は最大２％、または最大１％もしくは０．５％となる。塩は、ここでは実際に、変換体層内で分配され、ならびに／または変換体層の下方に別個の層を形成してもよい。後者の場合、この別個の層は、例えば変換体層の一部であるものと見なされる。

【0047】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＤ）の蒸着プロセスの後、変換体層は均一な層厚を有し、厚さの変動は最大で平均層厚の２０％または１０％または５％または３％または１％である。平均層厚は、例えば、変換体層の全域に沿って決定される。かかる均一な層厚により、半導体チップの放射出口面全体に沿った色の配置の特に高い均一性を達成することが可能になる。

【0048】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＥ）の後、変換体層の層厚は最大７０μｍまたは５０μｍまたは３０μｍとなる。別の方法として、またはそれに加えて、ステップＥ）の後、層厚は少なくとも１０μｍまたは２０μｍまたは３０μｍとなる。層厚は、ここでは、例えば、変換体層の最大または平均層厚を意味するものと解釈される。

【0049】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＥ）の後、変換体層は、半導体チップ上で連続して、隣接して、また中断されずに延在する。特に、半導体チップの任意の個別化プロセス後であっても、変換体層は、各個々の半導体チップ上で連続して、隣接した、また中断されずに形成される。

【0050】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層は変換体粒子の粉末から形成される。したがって、変換体層は、シリコーンまたは樹脂など、個々の変換体粒子を互いに結合する結合剤を含まない。変換体層中の変換体粒子のモル分率は、好ましくは、少なくとも９０％または９５％または９９％である。変換体層自体は、例えば、多孔質および／または易砕性（crumbly）および／または脆弱性および／または機械的に不安定である。特に、変換体層はセラミックではなく、ならびに／または焼結されない。変換体層は、例えば、寸法的に安定した形で、ファンデルワールス力によって半導体チップ上で少なくとも一時的に保持されてもよい。

【0051】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＥ）の後、変換体層は、例えば形状適合的に封止部層で取り囲まれる。封止部層は、変換体層と直接接触してもよく、好ましくは、その後に変換体層が半導体チップから剥落または破砕または分離するのを防ぐ。これは、変換体層が好ましくは変換体粒子の粉末から成るという理由で、特に有利である。封止部層は、例えば、シリコーンもしくはパリレンもしくは樹脂を含むか、またはそれから成る。変換体層上の封止部層の層厚は、例えば、少なくとも１００ｎｍまたは５００ｎｍまたは１μｍとなる。別の方法として、またはそれに加えて、封止部層の層厚は、最大５００μｍまたは３００μｍまたは１００μｍである。特に、封止部層はまた、ポッティング化合物であってもよく、例えば、変換体層を有する半導体チップに適用される、シリコーンポッティング化合物である。

【0052】

しかしながら、更に、薄い固定層を封止部層と変換体層との間に配置して、変換体粒子または変換体層を半導体チップに固定することも可能である。固定層は、例えばポリマーベースであり、１００ｎｍ〜１μｍの厚さを有する。

【0053】

少なくとも一実施形態によれば、封止部層は、透明材料を含むか、またはそれから成る。特に、透明材料は、半導体チップおよび／または変換体要素によって放出される放射に対して、少なくとも８０％または９０％または９５％透過性である。

【0054】

少なくとも一実施形態によれば、ステップＥ）の後、封止部層は、完成したデバイスにおいて、パターニングされた封止部層が、それぞれの半導体チップによって放出される放射に対するレンズとして作用するようにしてパターニングされる。特に、封止部層は、例えば、半導体チップおよびキャリア全ての上に、例えばポッティング化合物として、同時に適用されてもよい。次に、封止部層はやはり、半導体チップの間の領域で除去されてもよく、例えば、個々の半導体チップの上の個々のレンズの形に形成されてもよい。しかしながら、別の方法として、封止部層を通して半導体チップを個別化し、その後でのみ、例えば封止部層の縁部を研削することによって、結果として得られるデバイスそれぞれの封止部層をパターニングすることも可能である。

【0055】

少なくとも一実施形態によれば、キャリアはプリント回路基板であり、そこに、ステップＢで、半導体チップを電気的に接続し、恒久的に機械的に締結することができる。かかるプリント回路基板がキャリアとして使用される場合、キャリアは、好ましくは、半導体チップ上に留まり、したがって、ステップＥ）によって半導体チップから分離されない。プリント回路基板は、例えば、アクティブマトリックス要素であり、それを用いて、個々の半導体チップを独立して、また相互に独立して駆動することができる。

【0056】

少なくとも一実施形態によれば、例えば、湿式化学プロセスに耐性があるプラスチック材料から作られた保護フレームが、各半導体チップに対してキャリアに適用される。そのため、ステップＢ）における適用の間、半導体チップは、好ましくは、接点要素が対応する保護フレームによって部分的または完全に取り囲まれるようにして、キャリア上に配置される。特に、保護フレームは、ステップＣ）で、接点要素が導電性層で覆われるのを防ぐべきである。したがって、保護フレームは、特に、上述の保護要素を形成する。

【0057】

少なくとも一実施形態によれば、半導体チップは、成長基板と成長基板上に成長した半導体積層体とを備えた「ボリュームエミッタ」である。成長基板は、ここでは、半導体チップの安定化構成要素を同時に形成するので、それ以上の安定化手段は不要である。成長基板は、例えば、サファイアもしくはシリコンもしくはゲルマニウムもしくはＳｉＣもしくはＧａＮを含むか、またはそれから成ってもよい。半導体積層体は、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、特にＡｌＩｎＧａＮまたはＡｌＧａＡｓベースである。半導体積層体は、好ましくは更に、少なくとも１つのｐｎ接合部および／または量子井戸構造を含む能動層を備える。

【0058】

少なくとも一実施形態によれば、接点要素は、半導体積層体の成長基板から遠い面に配置される。したがって、半導体チップは、「フリップチップ」、特にサファイアフリップチップであってもよい。

【0059】

少なくとも一実施形態によれば、半導体チップは、それぞれの場合において薄膜半導体チップであり、基板上に適用された半導体チップおよび半導体積層体を基板が安定化させる。基板は、ここでは、半導体積層体の成長基板とは異なり、成長基板は除去される。基板自体は、例えば、単独で半導体チップの安定化構成要素を形成し、安定化に寄与する、または寄与するのに必要な成長基板の残留物はない。接点要素は、この場合、好ましくは、基板の半導体積層体から遠い側に適用される。

【0060】

表面実装可能な光電子デバイスも提供される。特に、光電子デバイスは、上述の方法を使用して作成されてもよい。換言すれば、デバイスに関連して開示する全ての特徴は方法に対しても開示され、その逆もまた真である。

【0061】

少なくとも一実施形態によれば、表面実装可能な光電子デバイスは、デバイスの外部電気接触のための覆われていない接点要素を有する光電子半導体チップを備える。接点要素は、ここでは、半導体チップの共通の接触面上に配置される。

【0062】

少なくとも一実施形態によれば、連続して、隣接して、また中断されずに形成された変換体層が、半導体チップの接触面とは反対側の放射面に適用される。しかしながら、それに加えて、変換体層はまた、連続して、隣接して、また中断されずに延在して、接触面を横断して延在する半導体チップの側面に、特に全ての側面に適用されてもよい。そのため、半導体チップの放射面および／または側面は、少なくとも９０％の範囲まで変換体層によって隠される。例えば、変換体層は、ここでは半導体チップと直接接触している。

【0063】

少なくとも一実施形態によれば、封止部層は変換体層に適用され、変換体層を完全に覆い、封入する。特に、封止部層は、変換体層を形状適合的に取り囲み、ならびに／または変換体層と直接接触している。

【0064】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層は、デバイスの正常動作では、半導体チップによって放出される放射の少なくとも一部を別の波長範囲の放射へと変換するように設計される。

【0065】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層は、半導体チップ上におけるその横方向全範囲に沿って均一な層厚を有し、厚さの変動は最大で平均層厚の５％である。

【0066】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層の層厚は最大７０μｍである。

【0067】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層は、封止部層によって半導体チップ上で保持される変換体粒子の粉末である。

【0068】

少なくとも一実施形態によれば、半導体チップはポッティング材料に埋め込まれる。ポッティング材料は、ここでは、接触面を横断して延在する半導体チップの側面全てを部分的にまたは完全に覆う。ポッティング材料は、好ましくは、半導体チップの周りで隣接して、連続して、また中断されずに延在する。そのため、半導体チップの側面は、変換体層によって最大で部分的に隠されるか、または全く隠されない。ポッティング材料は、半導体チップの側面と直接接触していてもよい。

【0069】

側面上におけるポッティング材料の厚さは、例えば、少なくとも１μｍまたは少なくとも５μｍまたは少なくとも１０μｍとなる。別の方法として、またはそれに加えて、ポッティング材料の厚さは、最大１００μｍまたは最大５０μｍまたは最大１０μｍとなる。

【0070】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層はポッティング材料上の適所に配置され、接触面に対して横方向で平行であり、ポッティング材料と同一面で終端する。換言すれば、デバイスの放射面上の平面図では、変換体層は、半導体チップおよび半導体チップの周りに延在するポッティング材料を相合して隠す。

【0071】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層は、接触面に平行な横方向でポッティング材料によって取り囲まれ、特に完全に取り囲まれる。それにより、変換体層は、ポッティング材料に埋め込まれ、例えば、放射面から離れた面上でのみ覆われない。この場合、ポッティング材料および変換体層は、放射面から離れる方向で互いに同一面で終端する。

【0072】

少なくとも一実施形態によれば、変換体層は、金属の塩を含み、変換体層中におけるそのモル分率は０．００１％〜２％となる。

【0073】

少なくとも一実施形態によれば、封止部層は、透明シリコーンのポッティング化合物である。シリコーンポッティング化合物は、例えば、１００μｍ〜５００μｍの層厚を有する。シリコーンポッティング化合物は、更に、デバイスの接触面から遠い面に斜角縁部を備えるのが好ましい。斜角縁部は、ここでは、例えば半導体チップによって放出された光のレンズとして作用してもよい。

【0074】

ここに記載する光電子デバイスを作成する方法、およびここに記載する表面実装可能な光電子デバイスについて、例示的な実施形態に基づいて図面を参照して以下で更に詳細に説明する。個々の図面において同じである要素は、同じ参照番号を用いて示される。要素間の関係は縮尺通りには図示されておらず、理解を助けるため、個々の要素は強調して大きく示されることがある。

【図面の簡単な説明】

【0075】

【図1A】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1B】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1C】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1D】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1E】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1F】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1G】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図1H】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図2】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図3A】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図3B】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図4A】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図4B】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図4C】光電子デバイスの例示的な実施形態を生成する様々な方法ステップの断面図である。

【図5A】表面実装可能な光電子デバイスの例示的な実施形態を示す断面図である。

【図5B】表面実装可能な光電子デバイスの例示的な実施形態を示す断面図である。

【図5C】表面実装可能な光電子デバイスの例示的な実施形態を示す断面図である。

【図5D】表面実装可能な光電子デバイスの例示的な実施形態を示す断面図である。

【図6A】従来技術による光電子デバイスと、上述した本発明の例示的な実施形態による光電子デバイスと、様々なデバイスの放射特性のグラフとを示す図である。

【図6B】従来技術による光電子デバイスと、上述した本発明の例示的な実施形態による光電子デバイスと、様々なデバイスの放射特性のグラフとを示す図である。

【図6C】従来技術による光電子デバイスと、上述した本発明の例示的な実施形態による光電子デバイスと、様々なデバイスの放射特性のグラフとを示す図である。

【図6D】従来技術による光電子デバイスと、上述した本発明の例示的な実施形態による光電子デバイスと、様々なデバイスの放射特性のグラフとを示す図である。

【図6E】従来技術による光電子デバイスと、上述した本発明の例示的な実施形態による光電子デバイスと、様々なデバイスの放射特性のグラフとを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0076】

図１Ａは、光電子デバイス１００の例示的な実施形態に関する第１の方法ステップを示している。キャリア２、例えばガラスキャリアと、半導体チップ１とが提供される。半導体チップ１は、基板１３とその上に適用された半導体積層体１４とを備える。基板１３は、例えば、半導体積層体１４の成長基板を含む。基板１３は、例えばサファイア基板であり、その上でＡｌＩｎＧａＮ半導体積層体１４を成長させる。

【0077】

半導体積層体１４の成長基板１３から遠い方の面は、接触面１２の形態であり、その上に、半導体積層体１４または半導体チップ１の外部電気接触のための接点要素１０、１１が適用される。半導体チップ１の接触面１２から遠い方の面は、放射面１６の形態であり、動作の際、そこを介して、半導体チップ１で生成される放射の少なくとも一部が結合される。放射面１６および接触面１２は、接触面１２を横断して延在する半導体チップ１の側面１５を介して互いに接続される。

【0078】

図１Ａの方法ステップでは、半導体チップ１はキャリア２に適用され、接触面１２はキャリア２に面する。連続し隣接したボンディング層２０は、例えば熱可塑性材料から成り、更にキャリア２に適用される。

【0079】

図１Ｂに示される方法ステップでは、半導体チップ１は、キャリア２上に横方向で互いに隣接して配置され、接点要素１０、１１は、ボンディング層２０に圧入され、特に完全に圧入され、ボンディング層２０に埋め込まれる。このように、接点要素１０、１１は、ボンディング層２０によって、更なる方法ステップによる影響から保護される。例えば、半導体チップ１は、成長基板１３がボンディング層２０に触れる限りにおいて圧入された。この目的のため、ボンディング層２０および／またはキャリア２および／または半導体チップ１は、例えば、半導体チップ１をボンディング層２０に圧入することができる特定の温度まで加熱された。本例では、キャリア２は約８０℃まで、半導体チップ１は約２００℃まで加熱された。

【0080】

更に、半導体チップ１は互いに横方向で離間されており、即ち、キャリア２またはボンディング層２０が覆われていない隙間が半導体チップ１の間に形成されていることが、図１Ｂから明らかである。

【0081】

図１Ｃの方法ステップは、例えばＡｌまたはＡｇなどの金属で作られた導電性層４が、半導体チップ１およびキャリア２にどのように形状適合的に直接適用されるかを示している。導電性層４は、ここでは、連続して、隣接して、また中断されずに、キャリア２によって隠されていない半導体チップ１の全ての面を、即ち本例では放射面１６および側面１５を覆う層として適用される。半導体チップ１間にあるキャリア２の領域は導電性層４によって覆われる。導電性層４は、例えば、スパッタ法によって、または蒸着によって、または原子層蒸着によって適用される。本例では、導電性層４は、例えば、２０ｎｍ〜２μｍの層厚を有する。

【0082】

図１Ｄは、変換体層５が導電性層４上に直接形状適合的に堆積されている、更なる方法ステップを示している。変換体層５は、ここでは、例えば特許文献１に記載されているように、電気泳動法によって蒸着される。本例では、変換体層５は、導電性層４のように、連続して、隣接して、また中断されずに形成され、キャリア２によって隠されていない半導体チップ１の全ての面を覆う。半導体チップ１間にあるキャリア２の領域は変換体層５によって完全に覆われる。変換体層５は、ここでは、好ましくは変換体粒子の粉末から形成され、したがって結合剤を含まない。更に、変換体層５の層厚は、好ましくは最大７０μｍである。

【0083】

図１Ｅは、半導体チップ１と変換体層５の間に配置された導電性層４が除去されている、更なる方法ステップを示している。除去は、例えば、導電性層４の金属が金属の塩へと変換される、湿式化学プロセスによって行われてもよい。塩は更に、変換体層５から溶媒によって少なくとも一部が除去されてもよい。

【0084】

図１Ｆの方法ステップでは、ポッティング化合物の形態の封止部層６が半導体チップ１およびキャリア２に適用され、封止部層は、キャリア２によって覆われていない全ての面で半導体チップ１を完全に封入する。半導体チップ１上の封止部層６の層厚は、例えば、１００μｍ〜３００μｍとなる。封止部層６は、ここでは、好ましくは、半導体チップ１または変換体層５によって放出される電磁放射に対して透明または透過性である。本例では、封止部層６は、例えば、透明シリコーンを含むかまたはそれから成る。また、光変換のための更なる変換体粒子を、封止部層６に導入し、例えば均一に分配することも可能である。

【0085】

図１Ｇの方法ステップでは、ボンディング層２０を有するキャリア２は、封止部層６に埋め込まれた半導体チップ１から分離されている。これはやはり、例えば、ボンディング層２０を加熱することによって、またはレーザー放射を利用して、またはせん断方法によって行われてもよい。

【0086】

図１Ｈの方法ステップは、半導体チップ１がどのように個別化されるかを示している。封止部層６および変換体層５は、ここでは、半導体チップ１間の領域でダイス状に分割され、それによって個々の表面実装可能な光電子デバイス１００が得られる。デバイス１００は、ここでは自己支持性であり、したがって、デバイス１００を安定化させる更なるキャリアは不要である。完成したデバイス１００では、接点要素１０、１１は覆われておらず、変換体層５および封止部層６のどちらによっても隠されていない。両方の接点要素１０、１１、特に半導体チップ１の全ての接点要素は、デバイス１００の一面では覆われていないので、デバイス１００は表面実装可能である。

【0087】

図１Ｈのデバイス１００は、例えば、１．２×１．２ｍｍ^２の横寸法を有し、半導体チップ１自体は、例えば１０１５×１０１５μｍ^２の横寸法を有する。

【0088】

図２の例示的な実施形態は、図１Ｂの方法ステップに実質的に対応する、代替の方法ステップを示している。しかしながら、図１Ｂとは対照的に、ボンディング層２０はキャリア２に適用されておらず、図２のキャリア２はその代わりに、各半導体チップ１に対して、例えばプラスチック材料ベースの保護フレーム２１を備えている。保護フレーム２１は、ここでは、ボンディング層２０と実質的に同じ役割を果たし、更なる方法ステップの間、接点要素１０、１１を保護することが意図されている。

【0089】

図２では、キャリア２は更に、プリント回路基板の形態であり、その上に接続領域２００、２０１が形成される。接続領域２００、２０１は、ここでは、接点要素１０、１１に導電的に接続されるので、半導体チップ１はキャリア２によって電気的に接続される。キャリア２は、例えば、アクティブマトリックス要素であり、それを用いて、各半導体チップ１を独立して、また相互に独立して電気的に駆動することができる。

【0090】

図３は、光電子デバイス１００の例示的な実施形態を作成する代替または追加の方法ステップを示している。図３Ａでは、半導体チップ１は図１のようにキャリア２に適用されている。それに加えて、半導体チップ１間の隙間は、ポッティング化合物７で、例えば白色プラスチックで充填されている。ポッティング化合物７は、ここでは、半導体チップ１を完全に形状適合的に取り囲む。特に、半導体チップ１の側面１５は、ポッティング化合物７によって完全に覆われ、ポッティング化合物７と直接接触している。ポッティング化合物７は、キャリア２から離れる方向で、半導体チップ１と同一面の放射面１６で終端し、放射面１６自体にはポッティング化合物７がない。特に、放射面１６は、ポッティング化合物７とともに、半導体チップ１全体にわたって平面または平坦面を形成する。

【0091】

図３Ａでは、導電性層４が半導体チップ１に適用される方法ステップは、更に、既に実施されている。図３Ａでは、隣接し、中断されない導電性層４は、半導体チップ１の放射面１６だけではなく、隙間に配置されたポッティング化合物７も覆っている。半導体チップ１の側面１５は導電性層４によって覆われていない。

【0092】

図３Ｂは、図１Ｄのように、変換体層５が導電性層４の表面全体に適用される、更なる方法ステップを示している。そのため、変換体層５は、同様に、放射面１６と隙間のポッティング化合物７とは覆うが、側面１５は覆わない。

【0093】

図４Ａでは、図１Ｂとは異なり、半導体チップ１はキャリア２に適用されるのではなく、その代わりにキャリア２で直接注封されている。そのため、キャリア２は、特にポッティング材料２２、例えばプラスチック材料である。半導体チップ１は、ここでは、側面１５および接触面１２が、それぞれの場合において、ポッティング材料２２によって隠されるかまたは覆われ、放射面１６は覆われないような形で、ポッティング材料２２に埋め込まれる。半導体チップ１は、ここでは、ポッティング材料２２と直接接触している。例えば、側面１５に垂直に計測した、側面１５上におけるポッティング材料２２の厚さは、２０μｍ〜３００μｍであってもよい。接触面１２に垂直に計測した、接触面１２上におけるポッティング材料２２の厚さは、２０μｍ〜７０μｍであってもよい。

【0094】

図３Ａおよび３Ｂに示されるように、図４Ｂの方法ステップでは、導電性層４および変換体層５が、半導体チップ１および間に挟まれたポッティング材料２２に適用される。

【0095】

図４Ｃの方法ステップでは、導電性層４は、例えば湿式化学プロセスによって、変換体層５と半導体チップ１またはポッティング材料２２との間の領域から除去される。更に、例えばレーザーを用いて、接触面１２とは反対側のポッティング材料２２の外面から、ポッティング材料２２に穴２５が導入される。穴２５を形成することによって、接点要素１０、１１は覆われず、したがって、導電性材料を用いて、ポッティング材料２２を通して電気的に接触させてもよい。これは、例えば、電気泳動プロセスによって達成されてもよい。

【0096】

図４Ｃに示される方法ステップの後、例えば、半導体チップ１の間の領域にあるポッティング材料２２をダイス状に分離することによって、個々のデバイス１００が作成されてもよい。

【0097】

図３および４に示されるのとは異なり、半導体チップ１の放射面１６はまた、最初に導電性層４で覆われてもよい。その後に限り、半導体チップ１がポッティング材料２２に埋め込まれるか、またはポッティング化合物７に取り囲まれる。その後、変換体層５が適用される。

【0098】

図５Ａは、表面実装可能な光電子デバイス１００の例示的な実施形態を断面図で示している。デバイス１００は、ここでは、図１Ｈのデバイス１００に対応している。

【0099】

図５Ｂの例示的な実施形態は、封止部層６が、接触面１２とは反対側の面に平坦な縁部または斜角縁部を有する、光電子デバイス１００を示している。接触面１２とは反対側にある封止部層６の全ての縁部は、好ましくは平坦であるかまたは斜角付きである。封止部層６のこの斜角によって、封止部層６が、半導体チップ１または変換体層５によって放出される放射に対してレンズとして作用することが可能になる。したがって、封止部層６は、特に、半導体チップ１によって放射される光に焦点を合わせる。

【0100】

図５Ｃは、図４の方法ステップを使用して作成された光電子デバイス１００の例示的な実施形態を示している。特に、半導体チップ１の接触面１２および側面１５は、ポッティング材料２２によって封止され覆われる。変換体層５は、放射面１６およびポッティング材料２２の両方を覆い、横方向で放射面１６に平行に、ポッティング材料２２と同一面で終端する。例えば、側面１５とは反対側のポッティング材料２２の外面は、デバイス１００を図４に示されるアセンブリから個別化するプロセスによってもたらされる、物理的および／または機械的な材料除去の痕跡を含む。

【0101】

更に、図５Ｃでは、接点要素１０、１１は、ポッティング材料２２を通り、デバイス１００の外面から半導体チップ１の接触面１２まで延在する、貫通ビアの形態をとる。

【0102】

図５Ｄの例示的な実施形態では、図５Ｃとは異なり、変換体層５は横方向でポッティング材料２２によって完全に取り囲まれる。放射面１６から離れる方向で、ポッティング材料２２および変換体層５は、互いに同一面で終端し、平坦面または平面を形成する。

【0103】

更に、図５Ｄでは、半導体チップ１の成長基板１３は、例えばレーザー剥離プロセスによって除去されている。そのため、半導体チップ１は、安定化基板を含まなくなっており、それ自体では機械的に不安定である。半導体チップ１は、ポッティング材料２２によって機械的に支持され安定化される。

【0104】

しかしながら、図５Ｃおよび５Ｄに示される半導体チップ１はまた、相互に交換可能である。つまり、両方の例において、半導体チップ１は、安定化基板を含んでもよく、または安定化基板が除去されていてもよい。

【0105】

図６Ａは、従来技術の光電子デバイスを示している。ポッティング化合物の形態の変換体要素５が、ここでは、半導体チップ１に適用されており、変換体要素５の層厚は少なくとも１００μｍとなる。変換体要素５は、例えば、シリコーンなどのベース材料中の蛍光体粒子を含む。

【0106】

図６Ｂは、本明細書に記載する表面実装可能な光電子デバイス１００の例示的な実施形態の断面図を示している。変換体要素５は、半導体チップ１の接触面１２から遠い全ての側面で半導体チップ１を完全に取り囲み、例えば、最大７０μｍの厚さを有する。

【0107】

透明ポッティング化合物、例えばシリコーンポッティング化合物の形態の封止部層６が更に、半導体チップ１に適用されている。封止部層６は、図６Ｂに示されるように、長方形１００２であってもよく、または斜角縁部１００３を有してもよく、または断面で見たときにレンズ状１００４であってもよい。

【0108】

図６Ｃは、Ｗ／ｓｒ単位の放射強度Ｆ、および放射面１６の法線に対して測定した度数の単位で角度Ｗに対してプロットした色座標Ｃ_ｘの曲線の形態で、様々な光電子デバイスの遠距離発光特性を示している。「６Ａ」と示される曲線は、ここでは、図６Ａのデバイスを指し、１００１、１００２、１００３、および１００４と示される曲線は、図６Ｂの対応するデバイス１００を指す。薄い変換体の層厚は、単独（曲線１００１）でも、レンズの幾何学形状の封止部層６との組み合わせ（曲線１００４および曲線１００３）でも、前方方向で放出を伝播することが明白である。他方で、薄い変換体層（曲線「６Ａ」）および立方体の封止部層６（曲線１００２）は、顕著な量の放出をもたらす。変換体の全ての幾何学形状が、異なる入射角で良好な色の均一性を示す。

【0109】

図６Ｄは、放射面１６に平行な横方向「ｘ」における任意単位の放射強度Ｉのプロファイルを示している。図示される放射強度は、デバイスの裏面を介して結合されたものである。デバイスの裏面は、接点要素１０、１１を備える面であり、即ち、実装のために設けられる面であって、理想的には放射がそこを介して全くまたはほとんど結合されない面である。ｍｍ単位のチップ横寸法Ａが、図面中に破線で示されている。座標系原点は、半導体チップ１の中央であるように選択される。図６Ｂに示されるような、薄い変換体層５の例（曲線「６Ｂ」）が示されている。封止部層６がない場合、または薄い封止部層６が厚さ１μｍ未満の場合が、ここで図示に使用されている。これは、図６Ａによる厚い変換体ポッティング化合物の例（曲線「６Ａ」）と比較される。薄い変換体層は、半導体チップ１に非常に近いより多量の放射暴露をもたらすことが明白である。しかしながら、裏面における総放射暴露は、一般に、厚い変換体ポッティング化合物の場合の方が多い。

【0110】

図６Ｅは、様々な実施形態に関して、図６Ｂの光電子デバイス１００によって放出される光の、ｌｍ単位の強度Ｌのヒストグラムを示している。封止部層６を有さないデバイス（１００１を参照）、または立方体の封止部層６を有するデバイス（１００２を参照）は、ほぼ同じ放射強度Ｌを生成することが明白である。デバイスの１００放射強度Ｌは、封止部層６の斜角縁部（１００３を参照）または封止部層６のレンズ状構成（１００４を参照）によって、更に増加されるかまたは効率が増大されてもよい。

【0111】

例示的な実施形態を参照して行った説明は、本発明をこれらの実施形態に制限するものではない。それよりもむしろ、本発明は、特許請求の範囲または例示的な実施形態が、あらゆる新規な特徴自体または特徴自体のあらゆる組み合わせに明示的に言及していない場合であっても、特に特許請求の範囲における特徴のあらゆる組み合わせを含む、これらの特徴およびこの組み合わせを包含する。

【0112】

本特許出願は、ドイツ国特許出願第１０２０１５１０７５８６．５号の優先権を主張し、その開示内容を参照により本明細書に含める。

【符号の説明】

【0113】

１ 半導体チップ
２ キャリア
４ 導電性層
５ 変換体層
６ 封止部層
７ ポッティング化合物
１０ 接点要素
１１ 接点要素
１２ 半導体チップ１の接触面
１３ 基板
１４ 半導体積層体
１５ 半導体チップ１の側面
１６ 半導体チップ１の放射面
２０ ボンディング層
２１ 保護フレーム
２２ ポッティング材料
２５ 穴
１００ 光電子デバイス
２００ 接続領域
２０１ 接続領域
１００１ 覆われない領域
１００２ 長方形
１００３ 斜角縁部
１００４ レンズ
Ｉ 放射強度（任意単位）
Ａ ｍｍ単位のチップ範囲
Ｌ ｌｍ単位の光束
Ｗ 度数単位の角度
Ｆ Ｗ／ｓｒ単位の放射強度
Ｃ_ｘ 色座標

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図1H】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】