(57)【要約】  オプトエレクトロニクス半導体部品を提供する。このオプトエレクトロニクス半導体部品は、・ビーム透過面（１１）を備えている少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）と、・カバープレート（２）と、・接触接続箇所（３）とを有しており、前記ビーム透過面（１１）は前記半導体チップ（１）の主要表面（１０）に構成されており、前記カバープレートは、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）に固定されており、前記半導体チップ（１）のビーム透過面（１１）全体を覆っており、当該カバープレート（２）は前記半導体チップ（１）から側方で張り出しており、前記接触接続箇所は、前記半導体チップ（１）の方を向いている、カバープレート（２）の面で、当該カバープレート（２）に固定されており、・前記接触接続箇所（３）は接続部材（４）によって、前記半導体チップ（１）の少なくとも１つの接続箇所（１３）と導電性接続されており、・前記接続箇所（１３）は、前記半導体チップ（１）の前記主要表面（１０）に配置されている。
2012516047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス半導体部品であって、
・ビーム透過面（１１）を備えている少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）と、
・カバープレート（２）と、
・接触接続箇所（３）とを有しており、
前記ビーム透過面（１１）は前記半導体チップ（１）の主要表面（１０）に構成されており、
前記カバープレート（２）は、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）に固定されており、前記半導体チップ（１）のビーム透過面（１１）全体を覆っており、当該カバープレート（２）は前記半導体チップ（１）から側方で張り出しており、
前記接触接続箇所（３）は、前記半導体チップ（１）の方を向いている、カバープレート（２）の面で、当該カバープレート（２）に固定されており、
・前記接触接続箇所（３）は接続部材（４）によって、前記半導体チップ（１）の少なくとも１つの接続箇所（１３）と導電性接続されており、
・前記接続箇所（１３）は、前記半導体チップ（１）の前記主要表面（１０）に配置されている、
ことを特徴とするオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項２】
前記接続部材（４）は、前記半導体チップ（１）の方を向いている、カバープレート（２）の面で、当該カバープレート（２）に固定されている、請求項１記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項３】
前記接続部材（４）は、前記半導体チップ（１）の方を向いている自身の面で、前記半導体チップ（１）の前記ビーム透過面（１３）の領域を除いて、前記カバープレート（２）を完全に覆っている、請求項１または２記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項４】
前記接続部材（４）はビーム透過性またはビーム反射性に構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項５】
前記接続部材（４）は、前記半導体チップ（１）の前記ビーム透過面（１１）を側方で完全に包囲している、請求項１から４までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項６】
前記接触接続箇所（３）は、前記半導体チップ（１）を側方で完全に包囲している、請求項１から５までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項７】
前記カバープレート（２）は、ルミネセンス変換物質を含んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項８】
・１つのハウジング底面（５１）と少なくとも１つのハウジング側壁（５２）とを含むハウジングボディ（５）を備え、前記ハウジング底面上に前記半導体チップ（１）が固定されており、前記ハウジング側壁は当該半導体チップを側方で包囲しており、
・前記ハウジング側壁（５２）は、前記ハウジング底面（５１）と一体に構成されており、
・前記カバープレート（２）は、前記少なくとも１つのハウジング側壁（５２）に固定されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項９】
前記ハウジング側壁（５２）は前記ハウジング底面（５１）と部分的に、９０°よりも大きい角度を成す、請求項１から８までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項１０】
前記カバープレート（２）は少なくとも部分的に、前記ハウジング側壁（５２）と同一平面を成す、請求項１から９までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項１１】
前記ハウジングボディ（５）は、半導体材料またはセラミック材料とを含む、請求項１から１０までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項１２】
前記ハウジング底面（５１）は少なくとも１つの貫通孔（５４）を有しており、当該貫通孔によって、前記半導体チップ（１）と接触接続する、請求項１から１１までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項１３】
オプトエレクトロニクス半導体部品の製造方法であって、
・複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）を準備するステップと、
・カバープレート（２）を準備するステップと、
・前記複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）を、殊に同時に、当該カバープレート（２）に固定し、電気的に接触接続させるステップと、
・前記カバープレート（２）と半導体チップ（１）とから成るデバイスを、個々のオプトエレクトロニクス半導体部品に個別化するステップとを有しており、
前記複数の半導体チップはそれぞれビーム透過面（１１）を有しており、当該ビーム透過面（１１）は、前記各半導体チップの主要表面（１０）に構成されており、
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）のビーム透過面（１１）は、前記カバープレート（２）の方を向いており、
各半導体部品は少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）を含んでいる、
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス半導体部品の製造方法。
【請求項１４】
付加的に、
・それぞれ１つのハウジング底面（５１）と少なくとも１つのハウジング側壁（５２）とを備えている複数のハウジングボディ（５）を準備するステップと、
・前記カバープレート（２）を、当該複数のハウジングボディに固定するステップとを有している、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１２までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス半導体部品を製造する、請求項１３または１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
オプトエレクトロニクス半導体部品を提供する。さらにオプトエレクトロニクス半導体部品の製造方法を提供する。
【０００２】
オプトエレクトロニクス半導体部品は例えば、発光ダイオード、レーザダイオードまたは光学的検出器のことである。
【０００３】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、オプトエレクトロニクス半導体部品は少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを含む。オプトエレクトロニクス半導体チップは、ビームを放射する、またはビームを受光するオプトエレクトロニクス半導体チップである。半導体チップは例えば、ルミネセンスダイオードチップ、例えば発光ダイオードチップまたはレーザダイオードチップである。さらに、半導体チップがフォトダイオードチップであってもよい。
【０００４】
少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップは、ビーム透過面を有している。このビーム透過面は次のような面である。すなわち、この面を通して、オプトエレクトロニクス半導体チップの作動中に、生成された電磁ビームが出射する、または検出されるべき電磁ビームが入射する面である。ビーム透過面は有利には、半導体チップの主要表面に形成される。例えば、半導体チップは立方形の形状を有している。主要表面はこの場合には、立方形の被覆面によって構成される。オプトエレクトロニクス半導体チップは、ビームを放射する半導体チップであって、生成されたビームは有利には少なくとも実質的に、この主要表面のビーム透過面を通ってのみ出射し、例えば、半導体チップの側面を通って出射しない。
【０００５】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、半導体部品はカバープレートを有している。カバープレートは、ビームを通す、硬い、自立したプレートである。殊にカバープレートは薄い膜ではなく、機械的な支持特性を、オプトエレクトロニクス半導体部品において担っている。カバープレートは、オプトエレクトロニクス半導体チップに固定されている。オプトエレクトロニクス半導体部品が複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを有している場合、全てのオプトエレクトロニクス半導体チップ全体は、カバープレートの同じ面でカバープレートに固定されている。
【０００６】
カバープレートはここで、少なくとも１つの半導体チップのビーム透過面全体を覆っている。すなわち、少なくとも１つの半導体チップは自身のビーム透過面でもってカバープレートに固定されている。ここでこのカバープレートはビーム透過面の上方にあり、ビーム透過面全体を覆っている。カバープレートは半導体チップの後方に、半導体チップのビーム透過面に、すなわち半導体チップの主要放射方向に（この半導体チップがビームを形成する半導体チップである場合には）配置される。半導体チップから、作動中に放射される、または検出されるべき電磁ビームは、このカバープレートを通る。さらにカバープレートは、半導体チップから側方で張り出すような大きさに選択される。すなわち、少なくとも１つの半導体チップは例えば、水平方向の延在において、カバープレートよりも小さく選択される。従って、カバープレートは、オプトエレクトロニクス半導体チップの側面全体において、水平方向で、これの上方に位置する。オプトエレクトロニクス半導体部品が複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを含んでいる場合には、カバープレートは、これらの半導体チップのビーム透過面全体を覆い、全半導体チップから側方で張り出す。
【０００７】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、半導体部品はさらに、接触接続箇所を有している。この接触接続箇所は、半導体チップの方を向いているカバープレート面で、カバープレートに固定されている。オプトエレクトロニクス半導体部品のこの接触接続箇所を介して、少なくとも１つの半導体チップが電気的に接触接続される。接触接続箇所は例えば、水平方向で、半導体チップの側方に、カバープレートの、半導体チップ自体と同同じ面に配置される。
【０００８】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、半導体部品のこの接触接続箇所は、接続部材によって、半導体チップの少なくとも１つの接続箇所と導電性接続される。すなわち、接続部材は接触接続箇所から半導体チップの接続箇所へと延在する。ここでこの接続部材は、接触接続箇所と電気的に接触している。半導体チップの接続箇所は例えば、半導体チップの主要表面上の金属化部である。この金属化部は、半導体チップのビーム透過面も含んでいる。すなわち、接続箇所は、半導体チップのビーム透過面を含んでいる半導体チップ主要表面に配置されている。接続箇所から出発して例えば、電流分配路が、半導体チップの主要表面上に配置される。従って、接続箇所を介して印加された電流は、半導体チップの主要表面全体にわたって分配される。
【０００９】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、半導体部品は少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを含んでいる。この半導体チップは、ビーム透過面を有している。ここでこのビーム透過面は、半導体チップの主要表面に構成されている。さらに半導体部品はカバープレートを有している。このカバープレートは、オプトエレクトロニクス半導体チップに固定されており、半導体チップのビーム透過面全体を覆っている。ここでカバープレートは、半導体チップの側方から張り出している。さらに、オプトエレクトロニクス半導体部品は、接触接続箇所を有している。この接触接続箇所は、半導体チップの方を向いているカバープレート面で、カバープレートに固定されている。ここでこの接触接続箇所は、接続部材によって、半導体チップの少なくとも１つの接続箇所と導電性接続されている。この接続箇所は半導体チップの主要表面に配置されている。主要表面は半導体チップのビーム透過面を含んでいる。
【００１０】
この半導体部品はここで殊に、以下の利点を有している：
・カバープレートは、オプトエレクトロニクス半導体チップに機械的な安定性を与える。従って、例えば、成長基板を有していないまたは非常に薄い成長基板しか有していないオプトエレクトロニクス半導体チップも使用可能である。例えば、半導体チップがエピタキシャル成長した層だけを含んでおり、厚さが２０μｍ以下でもよい。
・作動時に半導体チップ内で生成される熱を半導体チップから導出するために、オプトエレクトロニクス半導体チップのビーム透過面のカバープレートを用いることができる。すなわち、カバープレートは、半導体チップにとって、ヒートシンクとして作用する。
・半導体チップは、接続部材を介して、半導体部品の接触接続箇所と電気的に接続される。従って、例えばコンタクトワイヤーを介した半導体チップの接続（すなわち、例えばワイヤーボンディング）を、省くことができる。これによって、オプトエレクトロニクス半導体部品の機械的な安定性が高まる。これによって、例えば、オプトエレクトロニクス半導体部品の平均寿命が長くなる。なぜなら、ボンディングワイヤーがちぎれる、または折れる恐れがなくなるからである。
【００１１】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、接続部材は、半導体チップの方を向いているカバープレート面で、カバープレートに固定されている。例えば、接続部材とは金属化部である。この金属化部は直接的に、カバープレート上に、半導体チップの方を向いているカバープレート面に被着されている。金属化部は、印刷プロセス、蒸着、スパッタリング、ドクターブレードまたはエピタキシャル方法等の製造方法を介して、カバープレート上に被着される。接続部材はここで、以下の材料の内の１つを含んでいる、または以下の材料のうちの１つから成る：チタン、白金、銀、ロジウム、銅、金、アルミニウムである。さらに、接続部材を透明導電性酸化膜（ＴＣＯ）によって形成する、または透明導電性酸化膜から形成することができる。このような場合に接続部材は、導電性であり、かつ半導体内で生成された／検出された電磁ビームを通し、例えば透明である。
【００１２】
薄い層としてカバープレート上に被着された接続部材の機械的安定性は殊に、例えばワイヤーコンタクトに比べて良好である。
【００１３】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、接続部材はカバープレートを、半導体チップの方を向いている面で、半導体チップのビーム透過面における領域を除いて、完全に覆う。すなわち、少なくとも直接的に、半導体チップのビーム透過面上に、接続部材によって覆われていない、カバープレート上の領域が構成されている。例えば、カバープレートは半導体チップの全ビーム透過面の領域において、接続部材を有していない。この場合には接続部材は、半導体チップのビーム透過面上に直接的に位置していない、カバープレートの箇所に構成される。すなわち、接続部材は、直接的に半導体チップ上で、ビーム透過面を含んでいる半導体チップ主要表面上の半導体チップの接続箇所と同一のカバープレート領域上にのみ被着されている。これによって、半導体チップの作動中に放射されるまたは受光されるビームの多くの部分が、ビーム透過面を通ってカバープレートに達する、またはカバープレートからビーム透過面に達することが保証される。他方では、接続部材はこのように特に大面積で構成されるので、接続部材は例えば薄い金属層によって形成され得る。これは薄いのにもかかわらず、半導体チップに十分に電流を供給するのに適している。
【００１４】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも１つの実施形態では、接続部材は、ビームを通すように、またはビームを反射するように構成されている。接続部材がビーム反射性に構成されている場合には、接続部材は、例えばオプトエレクトロニクス半導体チップから生じ、カバープレート内に入力される電磁ビームを反射するために用いられる。すなわち、接続部材によって、例えば半導体部品の領域、例えば半導体部品の接触接続箇所での反射戻りが阻止される。これによって、半導体部品の効率が高まる。
【００１５】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、接続部材は、半導体チップのビーム透過面を側方で完全に包囲する。この実施形態では、接続部材は、半導体チップの方を向いているカバープレート面に、次のように被着される。すなわち、半導体チップのビーム透過面が接続部材によってフレーム状に包囲されるように被着される。例えば、接続部材は、ビーム透過面を含んでいる半導体チップ主要表面に、主要表面上の半導体チップの１つの接続箇所、または複数の接続箇所と接触接続して位置する。このようにして、ビーム透過面を側方で完全に包囲する接続部材を介して、半導体チップの特に大面積の接触接続が実現される。
【００１６】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、半導体部品の接触接続箇所は、半導体チップを側方で完全に包囲する。この実施形態は、半導体チップのビーム透過面を側方で完全に包囲する接続部材と組み合わされると特に有利であることが判明している。接続部材はこの場合に、半導体チップの１つまたは複数の接続箇所と半導体部品の接触接続箇所との間の大面積の接続を形成する。半導体部品の接触接続箇所自体は大きい面積で構成される。なぜなら、これは例えば、半導体チップの全ビーム透過面を側方で包囲しているからである。このようにして電流が特に均一に半導体チップ内に印加される。接触接続箇所は例えばフレーム状に構成される。ここで表現「フレーム状」とは、接触接続箇所の幾何学的な形状に関連する必要はない。すなわち、接触接続箇所は矩形、円形、楕円形または別の形状に構成され得る。この実施形態において重要であるのは、接触接続箇所が半導体チップを側方で完全に包囲している、ということだけである。
【００１７】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、カバープレートはルミネセンス変換物質を含んでいる。
【００１８】
例えばカバープレートは透明な材料（ガラスまたはプラスクック等）から成る。この中にルミネセンス変換物質が入れられる、またはこの上にルミネセンス変換物質が被着される。
【００１９】
さらに、カバープレートはセラミック材料であり得る。この中にはルミネセンス変換物質が収容されている。
【００２０】
最後に、カバープレート自体を、ＹＡＧ：Ｃｅ等のセラミックルミネセンス変換物質から構成することができる。
【００２１】
さらに、ルミネセンス変換物質を、層として、カバープレート上に被着することができる。有利には、ルミネセンス変換物質は、この場合には、半導体チップの方を向いているカバープレート内面に被着される。例えばルミネセンス変換物質は、粒子の形状でシリコーン層内に入れられる。このシリコーン層は、カバープレート上に被着される。
【００２２】
オプトエレクトロニクス半導体チップの透過面でのカバープレートは、作動中に、ルミネセンス変換物質内で形成された熱をここから導出するために用いられる。すなわちこれは、ルミネセンス変換物質に対するヒートシンクとして作用する。
【００２３】
カバープレートがルミネセンス変換物質を含んでいる場合には、接続部材がビーム反射性に構成されており、接続部材が、カバープレートを、半導体チップの方を向いている面で、半導体チップのビーム透過面の領域を除いて完全に覆っているのは特に有利である。すなわちこの場合には、接続部材はミラーとして用いられる。このミラーは偏向された、ルミネセンス変換物質から再放出された電磁ビームも、半導体チップのビーム透過面から離れるように反射することができる。この場合には殊に、カバープレートは立法形とは異なる形状を有することも可能である。例えば、カバープレートは、横断面で、台形状に構成され得る。すなわちカバープレートは、９０°とは異なる角度、有利には９０°よりも大きい角度で、半導体チップのビーム透過面に対して延在している側面を含む。例えば、この側面も完全に、接続部材の材料によって覆われてよい。従ってカバープレートの形状によって、並びに反射性接続部材によって、電磁ビームの反射が生じる。この電磁ビームの反射は、半導体チップのビーム透過面から離れるように配向される。
【００２４】
すなわち、オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、カバープレートは、半導体チップのビーム透過面に対して９０°よりも大きい角度で延在する少なくとも１つの側面を有している。有利にはこの側面は、ビーム反射性に構成されている接続部材によって覆われている。例えば、カバープレートの全側面が、ビーム透過面と９０°を越える角度を成し、部分的にまたは完全に、ビーム反射性の接続部材によって覆われてもよい。
【００２５】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、半導体部品はハウジングボディを有している。このハウジングボディは、ハウジング底面を含んでおり、このハウジング底面上に、半導体チップが固定されている。ハウジングボディはさらに、少なくとも１つのハウジング側壁を有しており、このハウジング側壁は半導体チップを側方で包囲する。ハウジング側壁およびハウジング底面は、同じ材料から構成され、例えば相互に１つの部分として構成される。例えば、ハウジング側壁およびハウジング底面は、中実体内に陥入部を構造化することによって構造化される。陥入部の底面はハウジングボディのハウジング底面を形成し、陥入部の側面はハウジングボディのハウジング側壁を構成する。
【００２６】
少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップが固定されているカバープレートが、少なくとも１つのハウジング側壁に固定される。すなわち、半導体チップはこの実施形態では、ハウジングボディのハウジング底面とも、カバープレートとも接触しており、この２つの部材に機械的に固定されている。カバープレートはハウジングボディを有利には外部に対してハーメチックに密閉する。従ってハウジングボディは、カバープレートとともに、半導体チップを大気および湿気から保護する。さらにカバープレートは、カバープレートの内面に被着されている場合には、ルミネセンス変換物質を大気および湿気から保護する。
【００２７】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、ハウジング側壁は、少なくとも、半導体チップの方を向いている自身の面で、ハウジング底面と、少なくとも部分的に、９０°よりも大きい角度を成す。有利には、ハウジング側壁はこの場合にｈｓ部分的に、半導体チップのビーム透過面に対しても９０°より大きい角度で延在する。ハウジング側壁を反射性にコーティングすることができる。従って、ハウジング側壁は、半導体チップ内で形成された電磁ビームの反射体である。
【００２８】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、カバープレートは少なくとも部分的に、ハウジング側壁と同一平面を成す。すなわち、カバープレートはハウジングボディの側面からはみ出さず、自身の底面に関して、例えば、ハウジングボディの底面と同じ形状および同じ大きさを有している。このようにして特に小型のオプトエレクトロニクス半導体部品が実現される。例えば、半導体部品は、立方体に相応する外見を有している。すなわちオプトエレクトロニクス半導体部品自体は、自身の外観において、従来の半導体チップと同じであってよい。例えば、半導体部品はここで、最小で０．２５ｍｍ２、最大で５０ｍｍ２の底面を有する。オプトエレクトロニクス半導体部品自体を導体プレート上に取り付けることができる、または通常の表面実装可能な発光ダイオードのハウジングボディ内に挿入し、例えば透明な鋳造材料によって鋳込むことができる。全体として、オプトエレクトロニクス半導体部品は、特に小型の半導体部品を構成する。これは外側寸法において最大で、オプトエレクトロニクス半導体チップまたはオプトエレクトロニクス半導体部品のオプトエレクトロニクス半導体チップより５０％だけ大きい。例えば、半導体部品の底面は、最大で、オプトエレクトロニクス半導体チップの底面またはオプトエレクトロニクス半導体部品のオプトエレクトロニクス半導体チップの底面の総計より５０％大きい。
【００２９】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、ハウジングボディは半導体材料またはセラミック材料を含む。ハウジングボディ上には、金属から成る層が被着される。これは、半導体部品の半導体チップの固定および／または接触接続のために用いられる。ハウジングボディは例えば、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウム等のセラミック材料から、またはケイ素等の半導体材料から成る。
【００３０】
オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも１つの実施形態では、ハウジングボディのハウジング底面は少なくとも１つの貫通孔を有しており、この貫通孔によって、半導体チップが電気的に接触接続される。貫通孔は、ハウジングボディのハウジング底面から外部へ達し、ハウジング底面の孔である。この貫通孔は導電性材料によって充填される。この導電性材料を介して、半導体チップは電気的に接続される。
【００３１】
さらに、オプトエレクトロニクス半導体部品の製造方法を提供する。この方法は、１つの実施形態に相応して以下のステップを含んでいる：
まずは、それぞれビーム透過面を有している複数のオプトエレクトロニクス半導体チップが準備される。ここで、ビーム透過面はそれぞれ、各半導体チップの主要表面毎に構成されている。半導体チップは例えばさらに、ウェハ結合部内に存在し得る。しかし、半導体チップを中間担体上に被着することも可能である。
【００３２】
次のステップでは、カバープレートが準備される。このカバープレートの大きさは、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップのうちの全てのオプトエレクトロニクス半導体チップを覆うように選択される。
【００３３】
次のステップでは、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップが例えば同時に、カバープレートに固定され、電気的にこのカバープレートと接触接続される。このために例えばカバープレートが、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ上で、そのビーム透過面に置かれる。ビーム透過面を含んでいるオプトエレクトロニクス半導体チップ主要表面の接続箇所は、ボンディング技術によって、またははんだ付けによって、カバープレートに構成されている接続部材と接続される。さらにオプトエレクトロニクス半導体チップは自身のビーム透過面で、透明な接着剤によって、カバープレートと接続される。
【００３４】
次のステップでは、カバープレートと半導体チップから成るデバイスが、個々のオプトエレクトロニクス半導体部品に個別化される。ここで各半導体部品は少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを含んでいる。
【００３５】
例えば、この方法によって、上述の実施形態に関連して記載された、オプトエレクトロニクス半導体部品が形成される。すなわち、オプトエレクトロニクス半導体部品に関連して記載された全ての特徴は、この方法に関しても開示されている。また、この逆も当てはまる。
【００３６】
この方法の少なくとも１つの実施形態では、この方法は以下の付加的なステップを含んでいる：
それぞれ１つのハウジング底面と少なくとも１つのハウジング側面とを備えた複数のハウジングボディを準備する。次に、カバープレートを、この複数のハウジングボディに固定する。ここで、各ハウジングボディ内に少なくとも１つの半導体チップが配置されるようにカバープレートがハウジングボディ上に置かれる。各ハウジングボディ内の陥入部の深さ、すなわち、ハウジングボディの底面とカバープレートとの間の間隔はここで次のように選択される。すなわち、半導体チップがカバープレートとも、ハウジングボディの底面とも、少なくとも、間接的に接触接続するように選択される。すなわち、半導体チップは上述した２つのコンポーネントと直接的に接触していなくてもよく、例えば、それぞれ１つの接続部材、例えばはんだ材料を半導体チップとハウジング底面との間、ならびに半導体チップとカバープレートとの間に設けることができる。
【００３７】
カバープレートの固定を、半導体ボディのハウジング底面に半導体チップを固定するのと同時に行うことができる。例えば、この固定はそれぞれボンディングプロセスを用いて、ハウジングボディとカバープレートからなるデバイスを加熱することによって行われる。
【００３８】
複数のハウジングボディへのカバープレートの固定は、カバープレートの個別化の前または後に行われる。従って、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを同時に、複数のハウジングボディ内に入れることができる。ここでこれらのハウジングボディをハウジングボディの結合体にまとめることもできる。例えば、ハウジングボディから成る結合体は、中に陥入部が設けられている半導体材料またはセラミック材料から成るプレートによって構成される。これらの陥入部はそれぞれ少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを収容することができる。
【００３９】
次に、カバープレートとハウジングボディとから成る結合体が、個々のオプトエレクトロニクス半導体部品に分割される。これは例えば、少なくともカバープレートを通るソーイングによって行われ、これらがつながっている場合には、複数のハウジングボディを通るソーイングによっても行われる。
【００４０】
以下で、本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品ならびに本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品製造方法を、実施例および属する図面に基づいて、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例の概略図
【図２】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例の概略図
【図３】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例の概略図
【図４】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例の概略図
【図５】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例の概略図
【図６】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例において使用され得る、オプトエレクトロニクス半導体チップの概略的な平面図
【図７】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例の概略図
【図８】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例の概略図
【図９】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例の概略図
【図１０】本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例の概略図
【図１１】概略的な断面図に基づいて本願発明に記載されている、オプトエレクトロニクス半導体部品の製造方法の実施例
【００４２】
同じ部材、同様の部材または同じ機能を有する部材には、図において、同じ参照番号が付与されている。図および図示されている部材の大きさの相互の比率は、縮尺通りではない。むしろ個々の部材は、より図面が明瞭になるようにおよび／またはより分かり易くなるように、過度に誇張して示され得る。
【実施例】
【００４３】
図１Ａは、概略的な断面図に基づいて、本願発明に記載されているオプトエレクトロニクス半導体部品の第１の実施例を示している。図１Ｂは、半導体部品を、カバープレート２の概略的な平面図で示している。
【００４４】
オプトエレクトロニクス半導体部品は、オプトエレクトロニクス半導体チップ１を有している。これは本願発明では例えば、発光ダイオードチップ１である。半導体チップ１は立方形の形状を有している。立方体の被覆面は主要表面１０を構成する。主要表面は、オプトエレクトロニクス半導体チップ１のビーム透過面１１を含んでいる。自身のビーム透過面１１でオプトエレクトロニクス半導体チップ１は、カバープレート２と接続されている。このために、オプトエレクトロニクス半導体チップとカバープレート２との間に接続材料６が配置されている。例えば、接続材料６はビーム透過面１１を完全に覆っている。接続材料６はビーム透過性の接着剤であり得る。さらにオプトエレクトロニクス半導体チップ１は接続部材４によってカバープレート２と機械的かつ導電性に接続されている。
【００４５】
カバープレート２は、ビーム透過性のボディである。これは立方形に構成される。カバープレート２は例えば以下の材料によって構成される：ガラス、ビーム透過性のプラスチック、セラミック。カバープレート２内に、ルミネセンス変換物質の粒子２１を入れることができる。例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップ１は作動時に、青スペクトル領域および／または紫外スペクトル領域の電磁ビームを形成する。カバープレート２内のルミネセンス変換物質の粒子はこの電磁ビームを、より高い波長の電磁ビームに変換する。
【００４６】
さらに、カバープレート２がセラミックのルミネセンス変換材料から形成され、セラミックのルミネセンス変換材料から構成されていてもよい。
【００４７】
接続部材４は、例えば薄い金属層として、オプトエレクトロニクス半導体チップ１の方を向いている、カバープレート２の面に被着されている。接続部材４は例えば、以下の材料のうちの１つを含む、またはこれらから形成される：チタン、白金、銀、ロジウム、銅、金、アルミニウム、透明導電性酸化膜。接続部材４は例えばシルクスクリーン印刷、導電性のインク（例えば銀ペースト、またはＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）ペースト）によるスポンジ印刷プロセス（Schwammdruckprozess）によって、化学気相成長、電極放射析出、スパッタリング、または別の方法によって、カバープレート２上に被着される。
【００４８】
接続部材４は、ここでは帯として構成されており、この帯は、オプトエレクトロニクス半導体チップの主要表面１０の接続箇所１３に接続されている。この接続は例えば、はんだ付けまたは熱拡散結合プロセスによって形成される。さらに、接続部材を導電性接着剤によって形成し、オプトエレクトロニクス半導体チップ１を部分的に、接続部材によってカバープレート２に固定的に接着することも可能である。この場合には、別の接続手段６を完全に省き、オプトエレクトロニクス半導体チップ１を、接続部材４のみを介してカバープレート２と接続することも可能である。
【００４９】
ビーム透過面１１も含んでいるオプトエレクトロニクス半導体チップ１の主要表面１０の接続箇所１３は例えば金属コーティングとして構成され得る。この金属コーティングは主要表面１０を格子状または複数の線状に覆い、これによって、オプトエレクトロニクス半導体チップ１全体にわたった充分な電流拡張が保証される（図６も参照）。
【００５０】
半導体チップ１の方を向いている、カバープレート２の面に、接触接続箇所３が配置されている。接触接続箇所３は、接続部材４と導電性接続されている。例えば接触接続箇所３は側方で、半導体チップ１の側面に沿って延在している。接触接続箇所３は、半導体チップ１と間隔を空けて配置されており、オプトエレクトロニクス半導体チップ１と同様に上にカバープレート２が配置されている。接触接続箇所３によって、オプトエレクトロニクス半導体チップ１は例えばｎ側で電気的に接触接続される。図示のオプトエレクトロニクス半導体構成部材を電気的な接続のために、導体プレート上に取り付けることができる。オプトエレクトロニクス半導体部品はこの場合には、オプトエレクトロニクス半導体チップ１と、カバープレート２と、接触接続箇所３だけを有している。これは表面実装可能に構成されている。コンタクトワイヤーによる接続は、接続部材４を使用するので、有利には省くことができる。
【００５１】
図２に関連して、概略的な断面図に基づいて、本願発明に記載されたオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例をより詳細に説明する。この実施例では、カバープレート２は反射器状に構成されている。すなわち、カバープレート２は、９０°を上回る角度αで、オプトエレクトロニクス半導体チップ１のビーム透過面１１に対して延在している側面２２を有している。横断面では、カバープレート２は例えば台形状に構成されている。オプトエレクトロニクス半導体チップ１の方を向いている、カバープレート２の面、すなわち、側面２２並びに底面２３は、オプトエレクトロニクス半導体チップ１のビーム透過面１１が存在していない箇所で、完全に、接続部材４によって覆われている。接続部材４は、導電性にかつ反射性に構成されており、例えば、薄い銀コーティングから成る。接続部材４は、２つの機能を担っている：接続部材は一方では、接触接続箇所３によって半導体チップ１を通電するために用いられ、他方で接続部材は、形成された電磁ビーム７を反射し、転向された電磁ビーム７をビーム透過面１１から離す。すなわちオプトエレクトロニクス半導体チップ１の主要放射方向に反射する。
【００５２】
このような場合にはカバープレート２は、例えば、セラミックのルミネセンス変換物質から構成される。オプトエレクトロニクス半導体チップ１の作動時および電磁ビームの転向時に生成された熱は、オプトエレクトロニクスデバイス半導体チップ１を水平方向Ｒで覆っている大面積のカバープレート２並びに接触接続箇所３を通じて特に良好に排出される。
【００５３】
図３Ａおよび３Ｂの概略図に関連して、本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例に基づいて、オプトエレクトロニクス半導体部品が複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ（ここでは４つ）を有し得ることを説明する。４つのオプトエレクトロニクス半導体チップを電気的に接触接続させるために、半導体部品は唯一の接触接続箇所３を含む。これは大面積の接続部材４によって半導体チップ１と導電性接続されている。オプトエレクトロニクス半導体チップ１はここで、種々異なる構造様式のオプトエレクトロニクス半導体チップであってよい。
【００５４】
図４Ａおよび４Ｂに関連して、概略図に基づいて、オプトエレクトロニクス半導体部品が複数の接触接続箇所３を有し得ることを説明する。複数の接触接続箇所３を用いることによって、例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップの作動時および転向時に生成される熱の導出が改善される。さらに、オプトエレクトロニクス半導体チップ１内の電流分布が改善される。例えば接続部材４をこのために、オプトエレクトロニクス半導体チップ１の周りにフレーム状に配置することができる。これによって、接続部材４は、全ての接触接続箇所３と導電性接続される。しかし、接続部材４が個々の帯によって構成されてもよい。これらの帯はそれぞれ、接触接続箇所３から、オプトエレクトロニクス半導体チップ１へと達する。最後に接続部材４がストリップ状に構成され、例えば、半導体チップ１の側面に配置された接触接続箇所３を相互に接続することが可能である。
【００５５】
図５Ａおよび５Ｂに関連して説明される、本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例では、オプトエレクトロニクス半導体部品は接触接続箇所３を１つしか有していない。この接触接続箇所は半導体チップ１をフレーム状に取り囲んでいる。従って、この接触接続箇所は、半導体チップ１を完全に側面で包囲している。この唯一の接触接続箇所３は、半導体チップ１のビーム透過面１１をフレーム状に取り囲んでいるフレーム状の接続部材４によって、オプトエレクトロニクス半導体チップ１に接続されている。これによって、半導体チップ１内への特に良好かつ大面積の電流印加が、主要表面１０全体にわたって得られる。ビーム放射半導体チップ１の主要表面１０上の接触接続箇所１３はこの場合には、特に薄く構成される。このようにして、ビーム透過面１１、すなわち、接続箇所１３によって覆われていない主要表面１０の面が特に大きく構成される。
【００５６】
例えば図６は、概略的な平面図で、オプトエレクトロニクス半導体チップの主要表面１０を示している。これは、本願発明に記載された半導体部品の実施例において使用可能である。
【００５７】
図５Ａおよび５Ｂに関連して説明された実施例では、殊に、オプトエレクトロニクス半導体チップ１を、大面積に構成された接続部材４だけを介して、カバープレート２と接続させ、付加的な接続手段６を、ビーム透過面１１とカバープレート２との間に配置しないことができる。
【００５８】
接続部材４は、本願発明に記載されている全ての実施例の場合と同様に、ビーム反射性またはビーム透過性に構成される。殊に、大面積で構成される接続材料４の場合には、例えば図５Ａおよび図５Ｂの実施例の場合のように、接続部材４を透明導電性酸化膜（ＴＣＯ）材料によって構成することもできる。
【００５９】
図７Ａ〜７Ｃの概略図に関連して、本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例をより詳細に説明する。例えば図１Ａおよび１Ｂに関連して説明された実施例とは異なり、この半導体部品はハウジングボディ５を含んでいる。このハウジングボディはオプトエレクトロニクス半導体チップ１をその側面で、かつ、主要表面１０に反しているその底面で包囲している。このハウジングボディ５は例えば、半導体材料またはセラミック材料から構成される。例えばハウジングボディ５を形成するために、陥入部が中実体内に構造化される。陥入部を例えば、中実体内にエッチングすることができる。
【００６０】
しかしハウジングボディ５を複数部分から構成することもできる。この場合には殊に、ハウジングボディ５のハウジング底面５１を、ハウジング側壁５２とは異なる材料で形成することができる。
【００６１】
半導体ボディ５はハウジング底面５１を有している。このハウジング底面上に金属化部５３が被着される。金属化部５３上に、オプトエレクトロニクス半導体チップが例えばボンディング、接着またははんだ付けによって固定される。さらに、ハウジングボディ５はハウジング側壁５２を有している。これはオプトエレクトロニクス半導体チップ１を側方で包囲している。ハウジング側壁５２は、半導体チップ１の方を向いている自身の面で、ハウジング底面５１と、９０°よりも大きい角度を成すことができる。このように傾斜して配置されたハウジング側壁５２上には部分的に、金属化部５３が配置される。これは、オプトエレクトロニクス半導体チップ１を接触接続するために用いられる。さらに、ハウジング底面５１に反している、ハウジング側壁５２の外側縁部に、金属化部５３を設けることができる。これは、カバープレート２をハウジングボディ５上に固定するために用いられる。金属化部５３は例えば以下の材料を含む、または以下の材料から成る：チタン、白金、すず、金、銀、アルミニウムまたはこれらの材料の合金。
【００６２】
側壁５２上および場合によってはハウジング側壁５２上に配置された金属化部５３上にパシベーション層を被着することができる。これは例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムまたは別の透明な、電気的絶縁性材料を含む。パシベーションは、例えばスパッタリングによって、ハウジング側壁５２上に被着される。パシベーション上に、高い反射性の材料（例えば銀またはアルミニウムから成る層）を被着することができる。これは、半導体チップの作動中に形成された電磁ビームを反射するために用いられる。
【００６３】
殊に図７Ｂから読み取れるように、接続部材４はカバープレート２上で、オプトエレクトロニクス半導体チップ１を金属化部５３とハウジング側壁５２で接続させる。ここでカバープレート２とオプトエレクトロニクス半導体チップ１との接続は、ハウジングボディ５内への半導体チップ１の固定後または前に行われる。換言すればオプトエレクトロニクス半導体チップ１は例えば、カバープレート２とともに、すなわち、既にカバープレート２上に固定されて、ハウジングボディ５に固定される。ハウジングボディ５へのカバープレート２の固定ならびにハウジング底面５１へのオプトエレクトロニクス半導体チップの固定ないしはオプトエレクトロニクス半導体チップ１へのカバープレート２の固定を、１つのステップにおいて、ないしは熱による拡散結合、共融結合またはアノード結合によって行うことができる。
【００６４】
図７Ｃは、概略図に基づいて、ハウジングボディ５の背面５５を示している。ハウジングボディ５の背面５５には、２つの貫通孔５４が配置されている。この貫通孔を通って、オプトエレクトロニクス半導体チップ１が電気的に接触接続される。
【００６５】
図８Ａ〜８Ｃに関連して、概略図に基づいて、本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品の別の実施例を詳細に説明する。この実施例では、オプトエレクトロニクス半導体チップ１は、カバープレート２内の貫通孔５４によって、カバープレートを介して、コンタクトワイヤー８によって接触接続される。ハウジング底面の背面５５には貫通孔は設けられていない。
【００６６】
図９に関連して、概略図に基づいて、本願発明の半導体部品の実施例を詳細に説明する。ここでは、オプトエレクトロニクス半導体チップ１は、それぞれカバープレート２上に配置されている２つの接続部材４を用いて接触接続されている。半導体チップ１の別の接触接続部はここでは、ハウジングボディ５の背面５５から行われる。
【００６７】
図１０に関連して、本願発明のオプトエレクトロニクス半導体部品の実施例が、概略図に基づいてより詳細に説明されている。ここでは、接続部材４が大面積で、半導体チップ１の方を向いている、カバープレート２の面に被着されている。半導体チップのビーム透過面１１に直接的に対向しているカバープレート領域だけには、接続部材４が設けられていない。
【００６８】
例えば、接続部材４はこの場合には、反射性またはビーム透過性に構成された接続部材４である。接続部材４がビーム透過性接続部材である場合には、これは例えば、透明導電性酸化膜材料から成る層によって形成される。透明導電性酸化膜材料から成る層はここで有利には、３００ｎｍから６００ｎｍまでの厚さを有する。接続部材４は、半導体チップ１の接続箇所１３と電気的に接続される。これは例えば部分的に制限された接続点として構成されている。さらに、接続部材４が、オプトエレクトロニクス半導体チップ１の主要表面１０の縁部領域において、大面積でこれと接触接続し、オプトエレクトロニクス半導体チップのビーム透過面１１を側方で包囲することが可能である。
【００６９】
図１１Ａ〜１１Ｃに関連して、概略的な断面図に基づいて、本願発明に記載されている、オプトエレクトロニクス半導体部品製造方法の実施例をより詳細に説明する。図１１Ａに関連して示されているステップにおいてまずはカバープレート２が準備される。このカバープレートには、多数の接触接続箇所３が設けられている。これらの接触接続箇所は、それぞれ接続部材４と接触接続されている。
【００７０】
次のステップにおいて（図１１Ｂを参照）、多数のオプトエレクトロニクス半導体チップ１が、接続部材４および場合によっては接続手段６を介して、カバープレート２と接続される。ここで、全てのオプトエレクトロニクス半導体チップ１が同時にカバープレート２と接続され得る。
【００７１】
次のステップ１１Ｃでは、オプトエレクトロニクス半導体チップ１と接触接続箇所３がハウジングボディ５と接続される。これは個別に、または図１１Ｃに示されているように結合して存在する。オプトエレクトロニクス半導体チップ１がまずはハウジングボディ５と接続されて、次に、カバープレート２が、既にハウジングボディ５内に固定されている、または半導体ボディ５内に入れられているオプトエレクトロニクス半導体チップ１上に被着されてもよい。殊に、オプトエレクトロニクス半導体チップ１とのカバープレート２の固定とハウジングボディ５へのオプトエレクトロニクス半導体チップ１の固定は、同じステップにおいて、例えばデバイス全体を加熱することによって行うことができる。
【００７２】
次のステップにおいて、カバープレート２と、オプトエレクトロニクス半導体チップ１とハウジングボディ５とから成るデバイスが、オプトエレクトロニクス半導体部品に個別化される。
【００７３】
本願発明は実施例に基づいた説明に制限されない。本願発明はむしろ、新たな特徴並びに、殊に特許請求の範囲に記載された特徴の各組み合わせを含んでいる、特徴の組み合わせを含む。これは、これらの特徴またはこれらの組み合わせ自体が明確に、特許請求の範囲または実施例に挙げられていなくても当てはまる。
【００７４】
本特許出願は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００９００５７０９．９号の優先権を主張し、この文献の開示内容は本願発明に参照として取り入れられている。
【図１Ａ】
2012516047.tif 000003
【図１Ｂ】
2012516047.tif 000004
【図２】
2012516047.tif 000005
【図３Ａ】
2012516047.tif 000006
【図３Ｂ】
2012516047.tif 000007
【図４Ａ】
2012516047.tif 000008
【図４Ｂ】
2012516047.tif 000009
【図５Ａ】
2012516047.tif 000010
【図５Ｂ】
2012516047.tif 000011
【図６】
2012516047.tif 000012
【図７Ａ】
2012516047.tif 000013
【図７Ｂ】
2012516047.tif 000014
【図７Ｃ】
2012516047.tif 000015
【図８Ａ】
2012516047.tif 000016
【図８Ｂ】
2012516047.tif 000017
【図８Ｃ】
2012516047.tif 000018
【図９】
2012516047.tif 000019
【図１０】
2012516047.tif 000020
【図１１Ａ】
2012516047.tif 000021
【図１１Ｂ】
2012516047.tif 000022
【図１１Ｃ】
2012516047.tif 000023
【国際調査報告】
2012516047.tif 000024
2012516047.tif 000025
2012516047.tif 000026
2012516047.tif 000027
2012516047.tif 000028
2012516047.tif 000029