WO2011012446A1 - Leuchtdiodenchip - Google Patents

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WO2011012446A1
WO2011012446A1 PCT/EP2010/060077 EP2010060077W WO2011012446A1 WO 2011012446 A1 WO2011012446 A1 WO 2011012446A1 EP 2010060077 W EP2010060077 W EP 2010060077W WO 2011012446 A1 WO2011012446 A1 WO 2011012446A1
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WO
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semiconductor body
trench
region
emitting diode
light
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PCT/EP2010/060077
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Maute
Tony Albrecht
Anna Kasprzak-Zablocka
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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Priority to US13/388,265 priority patent/US20120267662A1/en
Priority to JP2012522085A priority patent/JP2013501350A/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L33/20—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 bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
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    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0025—Processes relating to coatings
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    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials

Definitions

  • Light-emitting diode chip A light-emitting diode chip and a method for the
  • An object to be solved is to specify a light-emitting diode chip which is protected against external mechanical damage and has an increased service life.
  • LED chip a semiconductor body having a first and a second region.
  • the LED chip a semiconductor body having a first and a second region.
  • Area in this context means a three-dimensional partial structure of the semiconductor body, which locally forms and shapes the semiconductor body.
  • the active zone may be a layer which, during operation of the light-emitting diode chip, emits electromagnetic radiation in a wavelength range emitted within the ultraviolet to infrared spectral range of the electromagnetic radiation.
  • the active zone emits electromagnetic energy during operation of the light-emitting diode chip
  • Semiconductor body is formed.
  • the first main surface of the semiconductor body is part of the outer surface of the semiconductor body.
  • the first main area runs to the
  • Radiation coupling-out surface is the electromagnetic radiation generated in the active zone within the semiconductor body at least partially from the semiconductor body
  • the trench is bounded laterally by the semiconductor body. It is conceivable in this context that the at least one trench one of an opening of the trench
  • the trench is created for example by material removal. It is in the trench so a recess in the
  • the at least one trench extends at least as far as the active zone. This means that the at least one trench runs at least between the active zone and the main surface of the semiconductor body and at these points breaks through the material layers lying therebetween. It is also conceivable that the at least one trench breaks through the active zone. At locations where the at least one trench runs, the active zone is then "subdivided". If the semiconductor body has a plurality of active zones stacked on one another, then the at least one
  • the at least one trench surrounds the first region in the lateral direction.
  • “Lateral” denotes the directions parallel to the epitaxially grown semiconductor layer sequence of the semiconductor body. For example, the trench encloses the first area completely and encloses in a plan view
  • the light-emitting diode chip comprises a semiconductor body having a first and a second region. Furthermore, the first and a second region.
  • Semiconductor body an active zone within the
  • Radiation output surface emits, at least
  • the at least one trench extends at least as far as the active zone, wherein the at least one trench covers the first region in the lateral direction
  • the second region completely surrounds the at least one trench and the first region in the lateral direction.
  • the light-emitting diode chip described here is based inter alia on the finding that damage of
  • the light-emitting diode chip from the idea of using at least one trench in a semiconductor body of the
  • the at least one Digging completely surrounds a first area in the lateral direction.
  • the first region is then the primary radiation-emitting region of the semiconductor body and thus also of the light-emitting diode chip.
  • a second region surrounds the at least one trench and the first region in the lateral direction. Both the second area and the trench can then form a marginal "protection area", the first area, for example, at a
  • Separation process protects against mechanical damage.
  • a separation takes place outside the first region and the at least one trench.
  • the introduced into the semiconductor body at least one trench offers the
  • one of the first main surface of the LED chip opposite surface of the semiconductor body is provided with a reflector layer.
  • the electromagnetic radiation emitted by the active zone within the semiconductor body is emitted by the
  • Reflected reflector layer reflected back in the direction of the radiation output and coupled out through the radiation output from the LED chip. For example, that of the first main surface of the LED chip
  • Reflector layer is provided.
  • both the electromagnetic radiation generated by the active zone in the first and in the second region by the Reflector layer reflected in the direction of the radiation coupling-out surface and then decoupled from the LED chip.
  • Such a reflector layer extending over the entire lateral extent of the first and second regions thus increases the coupling-out efficiency of the light-emitting diode chip.
  • “Coupling efficiency” is the ratio of luminous energy actually coupled out of the light-emitting diode chip to that generated primarily within the light-emitting diode chip
  • LED chip a carrier element and the reflector layer is disposed between the carrier element and the semiconductor body, wherein the semiconductor body by means of a
  • Connecting material is attached to the support element.
  • the connecting material then connects the first connecting material
  • the connecting material may be any material
  • the solder is formed with a lead-free or lead-containing solder.
  • the connecting material is formed with an adhesive.
  • the adhesive is a silver conductive adhesive.
  • a growth substrate may be removed from the semiconductor body.
  • the passivation layer is a boundary layer that directly
  • the first main surface of the Semiconductor body is applied.
  • the passivation layer at the places where it
  • the bottom surface of the trench is formed by the bonding material.
  • the passivation layer can then be applied directly to the bonding material.
  • the first region of the semiconductor body tapers in a direction starting from the carrier element towards the first main surface of the semiconductor body
  • the semiconductor body That is, the first region of the semiconductor body is bounded laterally by at least one side surface of the at least one trench, and thereby the first region extends in a direction starting from the carrier element toward the first main surface of the semiconductor body
  • Semiconductor body reduced in its lateral extent and formed, for example, "funnel-shaped" or in the manner of a truncated cone or truncated pyramid.
  • the thicknesses of the first region and the second region in a direction perpendicular to the first major surface are substantially equal. “Essentially” means that the two thicknesses of the first and second regions in the direction perpendicular to the first major surface differ by less than 10%, more preferably by less than 5%.
  • all side surfaces and a bottom surface of the at least one trench are completely covered by the passivation layer.
  • the bottom surface is the the opening of the trench opposite surface of the
  • the bottom surface connects at least two of the side surfaces together.
  • the at least one trench in cross-section "U” or “V-shaped.
  • Passivation layer is applied.
  • the metallization and the passivation layer are in direct
  • the at least one trench extends through the reflector layer. This is according to at least one embodiment
  • Reflector layer exposed locations for example, formed by the compound material bottom surface of the at least one trench, the passivation layer is applied.
  • a method for producing a light-emitting diode chip is specified.
  • a light-emitting diode chip can be produced, as used in conjunction with one or more of the abovementioned ones
  • Embodiments is described. That is, the features listed for the light-emitting diode chips described here are also disclosed for the method described here and vice versa.
  • the carrier composite may be formed, for example, in the manner of a disk or a plate.
  • the carrier composite with germanium or another electrically conductive
  • the material of the carrier composite is doped.
  • a semiconductor composite of semiconductor bodies is provided.
  • the carrier composite and the carrier composite are provided.
  • the connecting material is an electrically conductive solder.
  • at least one trench is introduced into each semiconductor body, parts of the semiconductor body being removed in the region of the trench. The at least one trench divides each semiconductor body into a first and a second area.
  • the at least one trench by means of at least one dry and / or wet chemical
  • Etching process or another form of material removal introduced into the semiconductor compound is Etching process or another form of material removal introduced into the semiconductor compound.
  • the composite is using
  • the at least one trench acts as protection against mechanical damage of the first region in each semiconductor body during singulation.
  • material residues produced by the singulation do not impair the semiconductor body in the first region, since the trench defines a "separation region" in each light-emitting diode chip, which is arranged in each case between the singulation regions of the composite and the first regions of the semiconductor bodies.
  • FIGS. 1A, 1B, 2A, 2B, 3, 4 and 5 show in FIG.
  • FIG. 8 shows a plan view of a composite of FIG
  • Semiconductor body 1 has an active zone 2, which in the
  • Radiation emitted by a radiation decoupling surface 11 is in the present
  • Embodiment partially formed by a first main surface 111 of the semiconductor body 1.
  • the semiconductor body 1 is provided with a nitride-based
  • a trench 3 is introduced, wherein in the region of the trench 3 parts of the semiconductor body are removed.
  • the trench 3 is "U" -shaped in cross-section and formed by two side surfaces 31 and an opening 32 of the trench 3 opposite bottom surface 32.
  • the bottom surface 32 connects the side surfaces 31 with each other.
  • the trench 3 breaks through the active zone 2 completely, so that the trench 3, the active zone 2 in the lateral direction, ie
  • the trench 3 surrounds a first region IA of the semiconductor body
  • Semiconductor body 1 complete, wherein also a second region IB of the semiconductor body 1, the one trench 3 and the first region IA in the lateral direction completely
  • the trench encloses.
  • the trench encloses the first region rectangular, circular or oval.
  • One of the first main surface 111 of the light-emitting diode chip opposite surface 211 of the semiconductor body 1 is provided with a reflector layer 4.
  • the surface 211 is provided with the reflector layer 4 only in the first region IA of the semiconductor body 1 and reflects the electromagnetic radiation generated by the active zone 2 within the first region IA toward the first
  • the light-emitting diode chip 100 comprises a carrier element 5 and the reflector layer 4 is arranged between the carrier element and the semiconductor body 1.
  • the semiconductor body 1 is fastened to the carrier element 5 by means of a connecting material 10.
  • the connecting material may be
  • the LED chip 100 is at the first region IA of
  • the passivation layer 7 is preferably in direct contact with the main surface 111 and thus neither a gap nor an interruption or an intermediate layer is formed between the main surface 111 and the passivation layer 7.
  • the passivation layer 7 is one of the materials
  • Silicon dioxide silicon nitride, titanium dioxide and / or
  • Semiconductor body 1 extends therethrough and therefore the
  • Bottom surface 32 of the trench 3 is formed by the bonding material 10, the bonding material 10 is on its side facing away from the carrier element 5 completely from
  • the bonding material 10 is not only in the region of the bottom surface 32 of the trench 3 of the
  • the first region IA tapers in a direction starting from the Carrier element 5 toward the first main surface 111 of the semiconductor body 1.
  • Semiconductor body 1 is thus bounded laterally by the side surfaces 31 and the radiation decoupling surface 11. Furthermore, the second region IB also has a part of the active zone 2, but is not electrically contacted there and thus insoluble in radiation.
  • Main surface 111 of the semiconductor body 1 additionally in the second region IB of the semiconductor body 1 with the electrical
  • Contact 6 is provided, but is not electrically contacted in this area from the outside and thus serves
  • the reflector layer 4 can extend over the entire lateral extent of the light-emitting diode chip 100. That is, the area 211 is in both the first area IA and the second area IB of the
  • Semiconductor body 1 is provided with the reflector layer 4.
  • the larger lateral extent of the reflector layer 4 allows compared to the previously mentioned
  • Embodiments an increased coupling efficiency of the LED chip 100th
  • the bonding material is in the area of the reflector layer 4
  • Passivation layer 7 in direct contact. That is to say that the reflector layer 4 is removed in the regions 41 and the passivation layer 7 is removed in the regions 41 intercalates.
  • the passivation layer 7 preferably fills regions 41 in a form-fitting manner. "Form-fitting” here means that the passivation layer within the region 41 is in direct contact with the surrounding material and, for example, in the region 41 there is no air entrapment
  • FIG. 3 shows that the passivation layer 7
  • Trench 3 and the main surface 111 in the second region IB of the semiconductor body 1 is covered. There is another one
  • Passivation layer 9 formed with silicon dioxide.
  • Passivation layer 9 on the passivation layer 7 a metallization 12 is applied.
  • the first main surface 111 is thus provided in the region of the trench 3 and the second region IB of the semiconductor body 1 with the metallization 12, which is applied to the passivation layer 7.
  • the radiation decoupling surface 11 is then free of any layer in the first region IA.
  • the electromagnetic radiation is absorbed by the metallization 12, whereby the separation process from the metallization 12 is initiated from.
  • the metallization 12 reduces, for example, "chipping" of the semiconductor material in the second region IB of the semiconductor body 1.
  • FIG. 5 shows the light-emitting diode chip 100 of FIG. 2A, in which the electrical contact 6 has the n-side contact and the further electrical contact 8 the p-side Contact of the LED chip 100. If the LED chip 100 is surrounded by a regime with high humidity, it is possible that the moisture silver ions of the reflector layer 4 are dissolved out by the moisture and along
  • the trench 3 prevents a short circuit between the electrical contact 6 and the silver ions, since the silver ions within the trench 3 would have to start against the electric field located in the trench 3.
  • the electric field in the trench 3 therefore forms a
  • FIG. 6 shows a carrier assembly 500 of carrier elements 5.
  • the carrier assembly 500 may be formed with a semiconductor material, such as, for example, germanium.
  • the carrier assembly 500 is in the form of discs or plates.
  • a semiconductor composite 13 of semiconductor bodies 1 is provided.
  • the semiconductor compound 13 may be epitaxially grown
  • Semiconductor layer sequence may be formed, which is an active zone
  • the semiconductor composite 13 with a
  • nitride-based bonding material for example
  • Gallium nitride formed.
  • the carrier assembly 500 and the semiconductor composite 13 are connected by means of a connecting material 5.
  • the connecting material 5 is applied to an outer surface of the carrier composite 500 for this purpose.
  • a connecting material 5 may be an electrically conductive solder.
  • the trench 3 divides the semiconductor body 1 into a first region IA and a second region IB.
  • the trench 3 is introduced into each semiconductor body 1 by means of at least one dry and / or wet chemical etching process.
  • Each semiconductor body 1 is provided in the first region IA with an electrical contact 6, wherein at the same time all exposed by the electrical contact 6 points of the carrier composite 500 facing away from the surface of the semiconductor compound 13 are provided with a passivation layer 7.
  • a surface of the carrier composite 500 opposite the semiconductor compound 13 is provided with an electrical contact 8. It is also possible that before applying the
  • Reflector layer 4 is applied.
  • the reflector layer 4 can be made, for example, with a metallic material,
  • the reflector layer 4 is applied as a continuous layer over the entire lateral embedding of the carrier composite 500.
  • Dividing line 1000 isolated.
  • the singulation can be
  • gallium nitride as the semiconductor material for the semiconductor compound 13, a good separation quality by the semiconductor material is obtained, in particular when singling by means of high-energy laser light. This means that the material removal generated by the laser light is as small as possible. Furthermore, the trench 3 serves as protection against mechanical
  • FIG. 7 shows such a singled light-emitting diode chip 100 which is produced by singulating the composite 101 outside the trench 3 and the first region 1.
  • LED chip 100 shows only in the range 2000
  • Area IB of the semiconductor body 1 are limited, whereby the area IA of the semiconductor body 1 no
  • FIG. 8 shows such a composite 101 in one
  • first regions IA and the second regions IB of each LED chip 100 can be recognized.
  • the first region IA is in each case completely enclosed by the trench 3 in a rectangular manner, the trench 3 being provided simultaneously with the metallization 12.
  • the invention described here is not by the

Abstract

Es wird ein Leuchtdiodenchip angegeben, umfassend - einen Halbleiterkörper (1), der einen ersten (1A) und einen zweiten Bereich (1B) aufweist; - eine aktive Zone (2) innerhalb des Halbleiterkörpers (1), die im Betrieb des Leuchtdiodenchips (100) elektromagnetische Strahlung durch eine Strahlungsauskoppelfläche (11) emittiert, die zumindest stellenweise durch eine erste Hauptfläche (111) des Halbleiterkörpers (1) gebildet ist; - zumindest einen Graben (3) in dem Halbleiterkörper (1), wobei im Bereich des Grabens Teile des Halbleiterkörpers (1) entfernt sind, wobei - der zumindest eine Graben (3) zumindest bis zur aktiven Zone (2) reicht, - der zumindest eine Graben (3) den ersten Bereich (1A) in lateraler Richtung vollständig umgibt, und - der zweite Bereich (1B) den zumindest einen Graben (3) und den ersten Bereich (1A) in lateraler Richtung vollständig umgibt.

Description

Beschreibung Leuchtdiodenchip Es werden ein Leuchtdiodenchip sowie ein Verfahren zur
Herstellung eines Leuchtdiodenchips angegeben.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2009 035 429.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Leuchtdiodenchip anzugeben, der vor äußeren mechanischen Beschädigungen geschützt ist und eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
Leuchtdiodenchip einen Halbleiterkörper, der einen ersten und einen zweiten Bereich aufweist. Beispielsweise ist der
Halbleiterkörper mit einer epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichtenfolge gebildet. Zum Beispiel ist der
Halbleiterkörper vollständig durch den ersten und den zweiten Bereich gebildet, wobei dann der erste und der zweite Bereich ebenso mit der epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichtenfolge gebildet sind. "Bereich" bedeutet in diesem Zusammenhang, eine dreidimensionale Teilstruktur des Halbleiterkörpers, welche den Halbleiterkörper stellenweise ausbildet und ausformt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
Leuchtdiodenchip eine aktive Zone innerhalb des
Halbleiterkörpers. Bei der aktiven Zone kann es sich um eine Schicht handeln, die im Betrieb des Leuchtdiodenchips elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich innerhalb des ultravioletten bis infraroten Spektralbereichs der elektromagnetischen Strahlung emittiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert die aktive Zone im Betrieb des Leuchtdiodenchips elektromagnetische
Strahlung durch eine Strahlungsauskoppelfläche, die zumindest stellenweise durch eine erste Hauptfläche des
Halbleiterkörpers gebildet ist. Die erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers ist dabei ein Teil der Außenfläche des Halbleiterkörpers. Die erste Hauptfläche verläuft zum
Beispiel senkrecht zur Wachstumsrichtung des epitaktisch hergestellten Halbleiterköpers. Durch die
Strahlungsauskoppelfläche wird die in der aktiven Zone innerhalb des Halbleiterkörpers erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest zum Teil aus dem Halbleiterkörper
ausgekoppelt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
Leuchtdiodenchip zumindest einen Graben in dem
Halbleiterkörper, wobei im Bereich des Grabens Teile des
Halbleiterkörpers entfernt sind. Das heißt, dass zumindest stellenweise der Graben seitlich durch den Halbleiterkörper begrenzt ist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass der zumindest eine Graben eine einer Öffnung des Grabens
gegenüberliegende Bodenfläche sowie zwei Seitenflächen aufweist, welche durch die Bodenfläche miteinander verbunden sind. Sowohl die Seitenflächen als auch die Bodenfläche können dann durch den Halbleiterkörper gebildet sein. Der Graben ist zum Beispiel durch Materialabtrag erzeugt. Es handelt sich bei dem Graben also um eine Ausnehmung im
Halbleiterkörper . Gemäß zumindest einer Ausführungsform reicht der zumindest eine Graben zumindest bis zur aktiven Zone. Das heißt, dass der zumindest eine Graben zumindest zwischen der aktiven Zone und der Hauptfläche des Halbleiterkörpers verläuft und an diesen Stellen die dazwischen liegenden Materialschichten durchbricht. Ebenso ist denkbar, dass der zumindest eine Graben die aktive Zone durchbricht. An Stellen, an denen der zumindest eine Graben verläuft, wird dann die aktive Zone "unterteilt". Weist der Halbleiterkörper mehrere übereinander gestapelte aktive Zonen auf, so kann der zumindest eine
Graben wenigstens eine oder auch alle aktiven Zonen
durchbrechen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt der zumindest eine Graben den ersten Bereich in lateraler Richtung.
"Lateral" bezeichnet die Richtungen parallel zur epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers. Beispielsweise umschließt der Graben den ersten Bereich vollständig und umschließt in einer Draufsicht ein
kreisförmiges, rechteckiges oder andersartig ausgebildetes Gebiet. Erster und zweiter Bereich sind dann von dem
zumindest einen Graben getrennt, sodass der Halbleiterkörper durch den Graben in den ersten und in den zweiten Bereich unterteilt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt der zweite
Bereich den zumindest einen Graben und den ersten Bereich in lateraler Richtung vollständig. Der zweite Bereich bildet dann eine randseitige, dreidimensionale Teilstruktur des Halbleiterkörpers, welche sowohl den zumindest einen Graben als auch den ersten Bereich beispielsweise kreisförmig, rechteckig oder andersartig vollständig umschließt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtdiodenchip einen Halbleiterkörper, der einen ersten und einen zweiten Bereich aufweist. Ferner umfasst der
Halbleiterkörper eine aktive Zone innerhalb des
Halbleiterkörpers, die im Betrieb des Leuchtdiodenchips elektromagnetische Strahlung durch eine
Strahlungsauskoppelfläche emittiert, die zumindest
stellenweise durch eine erste Hauptfläche des
Halbleiterkörpers gebildet ist. Ferner umfasst der
Leuchtdiodenchip zumindest einen Graben in dem
Halbleiterkörper, wobei im Bereich des Grabens Teile des Halbleiterkörpers entfernt sind. Der zumindest eine Graben reicht zumindest bis zur aktiven Zone, wobei der zumindest eine Graben den ersten Bereich in lateraler Richtung
vollständig umgibt. Ferner umgibt der zweite Bereich den zumindest einen Graben und den ersten Bereich in lateraler Richtung vollständig.
Der hier beschriebene Leuchtdiodenchip beruht dabei unter anderem auf der Erkenntnis, dass Beschädigungen von
Leuchtdiodenchips insbesondere in deren randseitigem Bereich zu erheblichen und schwer zu kontrollierenden
Qualitätsproblemen führen. Beispielsweise treten diese
Beschädigungen bei einer Weiterbearbeitung der
Leuchtdiodenchips oder während eines Vereinzelungsprozesses in einzelne Leuchtdiodenchips auf.
Um nun einen Leuchtdiodenchip zu schaffen, der in einem
Strahlungsemittierenden Bereich keine mechanischen
Beschädigungen aufweist, macht der hier beschriebene
Leuchtdiodenchip unter anderem von der Idee Gebrauch, zumindest einen Graben in einen Halbleiterkörper des
Leuchtdiodenchips einzubringen, wobei der zumindest eine Graben einen ersten Bereich in lateraler Richtung vollständig umgibt. Beispielsweise ist der erste Bereich dann der primär Strahlungsemittierende Bereich des Halbleiterkörpers und damit auch des Leuchtdiodenchips. Ferner umgibt ein zweiter Bereich den zumindest einen Graben und den ersten Bereich in lateraler Richtung. Sowohl der zweite Bereich als auch der Graben können dann einen randseitigen "Schutzbereich" bilden, der den ersten Bereich beispielsweise bei einem
Vereinzelungsprozess vor mechanischen Beschädigungen schützt. Dazu erfolgt eine Vereinzelung außerhalb des ersten Bereichs und des zumindest einen Grabens. Ferner bietet der in den Halbleiterkörper eingebrachte zumindest eine Graben die
Möglichkeit, die Außenfläche des Halbleiterkörpers im Bereich der aktiven Zone visuell auf Schäden zu kontrollieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine der ersten Hauptfläche des Leuchtdiodenchips gegenüberliegende Fläche des Halbleiterkörpers mit einer Reflektorschicht versehen. Die von der aktiven Zone innerhalb des Halbleiterkörpers emittierte elektromagnetische Strahlung wird von der
Reflektorschicht in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche zurück reflektiert und durch die Strahlungsauskoppelfläche aus dem Leuchtdiodenchip ausgekoppelt. Beispielsweise ist die der ersten Hauptfläche des Leuchtdiodenchips
gegenüberliegende Fläche des Halbleiterkörpers im ersten
Bereich mit der Reflektorschicht versehen, sodass die von der aktiven Zone im ersten Bereich des Halbleiterkörpers erzeugte Strahlung von der Reflektorschicht reflektiert wird. Ebenso ist denkbar, dass die Fläche sowohl im ersten als auch im zweiten Bereich des Halbleiterkörpers mit der
Reflektorschicht versehen ist. Vorteilhaft wird dadurch sowohl die von der aktiven Zone im ersten als auch im zweiten Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung durch die Reflektorschicht in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche reflektiert und dann aus dem Leuchtdiodenchip ausgekoppelt. Eine solche sich über die gesamte laterale Ausdehnung des ersten und des zweiten Bereichs erstreckende Reflektorschicht erhöht somit die Auskoppeleffizienz des Leuchtdiodenchips. "Auskoppeleffizienz" ist das Verhältnis von tatsächlich aus dem Leuchtdiodenchip ausgekoppelte Leuchtenergie zu der primär innerhalb des Leuchtdiodenchips erzeugten
Leuchtenergie .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
Leuchtdiodenchip ein Trägerelement und die Reflektorschicht ist zwischen dem Trägerelement und dem Halbleiterkörper angeordnet, wobei der Halbleiterkörper mittels eines
Verbindungsmaterials am Trägerelement befestigt ist.
Vorzugsweise verbindet das Verbindungsmaterial dann den
Halbleiterkörper und das Trägerelement mechanisch
miteinander. Bei dem Verbindungsmaterial kann es sich
beispielsweise um ein Lot handeln. Beispielsweise ist dann das Lot mit einem bleifreien oder bleihaltigen Lötzinn gebildet. Ebenso ist es möglich, dass das Verbindungsmaterial mit einem Klebstoff gebildet ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Klebstoff um einen Silberleitklebstoff. Bei dem Trägerelement handelt es sich also nicht um ein
Aufwachssubstrat des Halbleiterkörpers. Vielmehr kann ein Aufwachssubstrat vom Halbleiterkörper entfernt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
Verbindungsmaterial an seiner dem Trägerelement abgewandten Seite vollständig vom Halbleiterkörper und/oder einer
Passivierungsschicht bedeckt. Bei der Passivierungsschicht handelt es sich um eine Grenzschicht, die direkt
beispielsweise auf die erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht ist. Vorteilhaft verhindert die Passivierungsschicht an den Stellen, auf denen sie
aufgebracht ist, eine Oxidation des Halbleitermaterials. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass zwar die
Seitenflächen des zumindest einen Grabens durch den
Halbleiterkörper gebildet sind, jedoch die Bodenfläche des Grabens durch das Verbindungsmaterial gebildet ist. An den freiliegenden Stellen kann dann die Passivierungsschicht direkt auf das Verbindungsmaterial aufgebracht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verjüngt sich der erste Bereich des Halbleiterkörpers in einer Richtung ausgehend vom Trägerelement hin zu der ersten Hauptfläche des
Halbleiterkörpers. Das heißt, dass der erste Bereich des Halbleiterkörpers seitlich jeweils durch mindestens eine Seitenfläche des zumindest einen Grabens begrenzt ist und dadurch der erste Bereich sich in einer Richtung ausgehend vom Trägerelement hin zu der ersten Hauptfläche des
Halbleiterkörpers in seiner lateralen Ausdehnung verringert und beispielsweise "trichterförmig" oder nach Art eines Kegel- oder Pyramidenstumpfs ausgebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Dicken des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs in einer Richtung senkrecht zu der ersten Hauptfläche im Wesentlichen gleich groß. "Im Wesentlichen" heißt, dass sich die beiden Dicken des ersten und des zweiten Bereichs in der Richtung senkrecht zur ersten Hauptfläche um weniger als 10 %, besonders bevorzugt um weniger als 5 %, unterscheiden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind alle Seitenflächen und eine Bodenfläche des zumindest einen Grabens vollständig von der Passivierungsschicht bedeckt. Die Bodenfläche ist die der Öffnung des Grabens gegenüberliegende Fläche des
zumindest einen Grabens, wobei die Bodenfläche zumindest zwei der Seitenflächen miteinander verbindet. Beispielsweise ist der zumindest eine Graben im Querschnitt "U-" oder "V-förmig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Strahlungsauskoppelfläche im Bereich des zumindest einen Grabens und/oder dem zweiten Bereich des Halbleiterkörpers mit einer Metallisierung versehen, die auf die
Passivierungsschicht aufgebracht ist. Vorzugsweise stehen die Metallisierung und die Passivierungsschicht in direktem
Kontakt miteinander. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich der zumindest eine Graben durch die Reflektorschicht hindurch. Gemäß zumindest einer Ausführungsform steht das
Verbindungsmaterial in den von der Reflektorschicht
entfernten Bereichen des Leuchtdiodenchips mit der
Passivierungsschicht in direktem Kontakt. In diesem
Zusammenhang ist denkbar, dass auf die von der
Reflektorschicht freiliegenden Stellen, beispielsweise der durch das Verbindungsmaterial ausgebildeten Bodenfläche des zumindest einen Grabens, die Passivierungsschicht aufgebracht ist.
Es wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips angegeben. Beispielsweise kann mittels des Verfahrens ein Leuchtdiodenchip hergestellt werden, wie er in Verbindung mit einem oder mehreren der oben genannten
Ausführungsformen beschrieben ist. Das heißt, die für die hier beschriebenen Leuchtdiodenchips aufgeführten Merkmale sind auch für das hier beschriebene Verfahren offenbart und umgekehrt .
In einem ersten Schritt wird ein Trägerverbund von
Trägerelementen bereitgestellt. Der Trägerverbund kann beispielsweise nach Art einer Scheibe oder einer Platte ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Trägerverbund mit Germanium oder einem anderen elektrisch leitenden
Halbleitermaterial gebildet. Ferner ist denkbar, dass das Material des Trägerverbunds dotiert ist.
In einem weiteren Schritt wird ein Halbleiterverbund von Halbleiterkörpern bereitgestellt . In einem weiteren Schritt wird der Trägerverbund und der
Halbleiterverbund mittels eines Verbindungsmaterials zu einem Trägerverbund verbunden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Verbindungsmaterial um ein elektrisch leitfähiges Lot. In einem weiteren Schritt wird zumindest ein Graben in jeden Halbleiterkörper eingebracht, wobei im Bereich des Grabens Teile des Halbleiterkörpers entfernt werden. Der zumindest eine Graben unterteilt jeden Halbleiterkörper in einen ersten und einen zweiten Bereich.
Beispielsweise wird der zumindest eine Graben mittels mindestens eines trocken- und/oder nasschemischen
Ätzprozesses oder einer anderen Form des Materialabtrags in den Halbleiterverbund eingebracht.
In einem weiteren Schritt wird der Verbund außerhalb des ersten Bereichs und des Grabens durch den Verbund in
zumindest einen Leuchtdiodenchip entlang einer Trennlinie vereinzelt. Beispielsweise wird der Verbund mittels
hochenergetischem Laserlichts vereinzelt. Ebenso ist es möglich, dass das Vereinzeln des Verbunds mittels Ritzen und anschließendem Brechen oder Schneidens erfolgt. Vorteilhaft wirkt während des Vereinzeins der zumindest eine Graben als Schutz gegen mechanische Beschädigungen des ersten Bereichs in jedem Halbleiterkörper. Vorteilhaft beeinträchtigen so beispielsweise durch das Vereinzeln erzeugte Materialreste nicht den Halbleiterkörper im ersten Bereich, da der Graben einen "Trennbereich" in jedem Leuchtdiodenchip definiert, der jeweils zwischen den Vereinzelungsbereichen des Verbunds und dem ersten Bereichen der Halbleiterkörper angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels des
Verfahrens ein hier beschriebener Leuchtdiodenchip
hergestellt .
Im Folgenden wird der hier beschriebene Leuchtdiodenchip sowie das hier beschriebene Verfahren anhand von
Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figuren IA, IB, 2A, 2B, 3, 4 und 5 zeigen in
schematischen Schnittdarstellungen
Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen
Leuchtdiodenchips .
Die Figuren 6 und 7 zeigen in schematischen
Schnittdarstellungen einzelne Fertigungsschritte zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtdiodenchips. Die Figur 8 zeigt in einer Draufsicht einen Verbund von
Leuchtdiodenchips .
In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne
Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
In der Figur 1 ist anhand einer schematischen
Schnittdarstellung ein hier beschriebener Leuchtdiodenchip 100 mit einem Halbleiterkörper 1 gezeigt. Der
Halbleiterkörper 1 weist eine aktive Zone 2 auf, die im
Betrieb des Leuchtdiodenchips 100 elektromagnetische
Strahlung durch eine Strahlungsauskoppelfläche 11 emittiert. Die Strahlungsauskoppelfläche 11 ist im vorliegenden
Ausführungsbeispiel teilweise durch eine erste Hauptfläche 111 des Halbleiterkörpers 1 gebildet. Vorzugsweise ist der Halbleiterkörper 1 mit einem nitridbasierten
Verbindungshalbleitermaterial wie Galliumnitrid gebildet. In den Halbleiterkörper 1 ist ein Graben 3 eingebracht, wobei im Bereich des Grabens 3 Teile des Halbleiterkörpers entfernt sind. Der Graben 3 ist im Querschnitt "U"-förmig und durch zwei Seitenflächen 31 sowie eine einer Öffnung 32 des Grabens 3 gegenüberliegende Bodenfläche 32 gebildet. Die Bodenfläche 32 verbindet die Seitenflächen 31 miteinander. Der Graben 3 durchbricht die aktive Zone 2 vollständig, sodass der Graben 3 die aktive Zone 2 in lateraler Richtung, also
beispielsweise parallel zur epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers 1, unterteilt. Der Graben 3 umgibt einen ersten Bereich IA des
Halbleiterkörpers 1 vollständig, wobei ebenso ein zweiter Bereich IB des Halbleiterkörpers 1 den einen Graben 3 und den ersten Bereich IA in lateraler Richtung vollständig
umschließt. Beispielsweise umschließt der Graben den ersten Bereich rechteckförmig, kreisförmig oder oval.
Eine der ersten Hauptfläche 111 des Leuchtdiodenchips gegenüberliegende Fläche 211 des Halbleiterkörpers 1 ist mit einer Reflektorschicht 4 versehen. Vorliegend ist die Fläche 211 lediglich im ersten Bereich IA des Halbleiterkörpers 1 mit der Reflektorschicht 4 versehen und reflektiert die von der aktiven Zone 2 innerhalb des ersten Bereichs IA erzeugte elektromagnetische Strahlung hin zur
Strahlungsauskoppelfläche 11, sodass die Reflektorschicht 4 die Auskoppeleffizienz des Leuchtdiodenchips 100 erhöht.
Ferner umfasst der Leuchtdiodenchip 100 ein Trägerelement 5 und die Reflektorschicht 4 ist zwischen dem Trägerelement und dem Halbleiterkörper 1 angeordnet. Der Halbleiterkörper 1 ist mittels eines Verbindungsmaterials 10 am Trägerelement 5 befestigt. Bei dem Verbindungsmaterial kann es sich
beispielsweise um ein metallisches Lot handeln, welches den Halbleiterkörper 1 und das Trägerelement 5 mechanisch und elektrisch miteinander verbindet.
Der Leuchtdiodenchip 100 ist am ersten Bereich IA des
Halbleiterkörpers 1 mit einem elektrischen Kontakt 6
versehen. Ferner ist auf eine dem Halbleiterkörper
abgewandten Fläche des Trägerelements 5 eine weitere
elektrische Kontaktierung 8 aufgebracht. Alle Seitenflächen 31, eine Bodenfläche 32 des Grabens 3 sowie alle freiliegenden Stellen der Hauptfläche 111 sind vollständig von einer Passivierungsschicht 7 bedeckt. Die Passivierungsschicht 7 verhindert eine Oxidation der
freiliegenden Stellen des Halbleiterkörpers 1 und wird direkt auf alle freiliegenden Stellen der Hauptfläche 111 des
Halbleiterkörpers 1 aufgebracht. "Direkt aufgebracht" heißt in diesem Zusammenhang, dass die Passivierungsschicht 7 sich vorzugsweise in direktem Kontakt mit der Hauptfläche 111 befindet und sich so weder ein Spalt noch eine Unterbrechung oder eine Zwischenschicht zwischen der Hauptfläche 111 und der Passivierungsschicht 7 ausbildet. Beispielsweise ist die Passivierungsschicht 7 mit einem der Materialien
Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Titandioxid und/oder
Siliziumdioxid gebildet. Beispielsweise ist die
Passivierungsschicht 7 vollständig mit einem der genannten Materialien oder ist mit Schichten aus diesen Materialien gebildet. Ferner ist es möglich, dass auf die Hauptfläche 111 des Halbleiterkörpers 1 abwechselnd unterschiedliche
Schichten aus den genannten Materialien aufgebracht sind.
Dadurch, dass sich der Graben 3 vollständig durch den
Halbleiterkörper 1 hindurch erstreckt und daher die
Bodenfläche 32 des Grabens 3 durch das Verbindungsmaterial 10 gebildet ist, ist das Verbindungsmaterial 10 an seiner dem Trägerelement 5 abgewandten Seite vollständig vom
Halbleiterkörper 1 und der Passivierungsschicht 7 bedeckt. Mit anderen Worten ist das Verbindungsmaterial 10 lediglich im Bereich der Bodenfläche 32 des Grabens 3 nicht vom
Halbleiterkörper 1 bedeckt.
Durch die "U"-förmige Ausbildung des Grabens 3 verjüngt sich der erste Bereich IA in einer Richtung ausgehend vom Trägerelement 5 hin zur ersten Hauptfläche 111 des Halbleiterkörpers 1. Der erste Bereich IA des
Halbleiterkörpers 1 ist also seitlich durch die Seitenflächen 31 und die Strahlungsauskoppelfläche 11 begrenzt. Ferner weist auch der zweite Bereich IB einen Teil der aktiven Zone 2 auf, ist jedoch dort nicht elektrisch kontaktiert und somit strahlungsinaktiv .
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figur IA zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur IB, dass die
Hauptfläche 111 des Halbleiterkörpers 1 zusätzlich im zweiten Bereich IB des Halbleiterkörpers 1 mit dem elektrischen
Kontakt 6 versehen ist, wird jedoch in diesem Bereich von außen nicht elektrisch kontaktiert und dient somit
beispielsweise an diesen Stellen als Passivierungsschicht für den Halbleiterkörper 1.
In der Figur 2A ist gezeigt, dass sich die Reflektorschicht 4 über die gesamte laterale Ausdehnung des Leuchtdiodenchips 100 erstrecken kann. Das heißt, die Fläche 211 ist sowohl im ersten Bereich IA als auch im zweiten Bereich IB des
Halbleiterkörpers 1 mit der Reflektorschicht 4 versehen.
Vorteilhaft ermöglicht die größere laterale Ausdehnung der Reflektorschicht 4 im Vergleich zu den vorher genannten
Ausführungsbeispielen eine erhöhte Auskoppeleffizienz des Leuchtdiodenchips 100.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2B steht das Verbindungsmaterial in den von der Reflektorschicht 4
entfernten Bereichen 41 des Leuchtdiodenchips 100 mit der
Passivierungsschicht 7 in direktem Kontakt. Das heißt, dass die Reflektorschicht 4 in den Bereichen 41 entfernt ist und sich die Passivierungsschicht 7 in den Bereichen 41 einlagert. Vorzugsweise füllt die Passivierungsschicht 7 Bereiche 41 formschlüssig aus. "Formschlüssig" bedeutet hierbei, dass die Passivierungsschicht innerhalb des Bereichs 41 mit dem umgebenden Material in direktem Kontakt steht und sich beispielsweise im Bereich 41 kein Lufteinschluss
ausbildet. Vorteilhaft wird so beispielsweise verhindert, dass sich Ionen der Reflektorschicht 4 im Bereich 41 aus der Reflektorschicht 4 herauslösen oder die Reflektorschicht 4 im Bereich 41 oxidiert wird.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 2A ist in der Figur 3 gezeigt, dass die Passivierungsschicht 7
lediglich die Seitenflächen 31, die Bodenfläche 32 des
Grabens 3 und die Hauptfläche 111 im zweiten Bereich IB des Halbleiterkörpers 1 bedeckt. Ferner ist eine weitere
Passivierungsschicht 9 auf alle von der elektrischen
Kontaktierung 6 freiliegenden Stellen der ersten Hauptfläche 111 aufgebracht. Beispielsweise ist die weitere
Passivierungsschicht 9 mit Siliziumdioxid gebildet.
In der Figur 4 ist abweichend von dem Leuchtdiodenchip 100 der Figur 3 gezeigt, dass statt der weiteren
Passivierungsschicht 9 auf die Passivierungsschicht 7 eine Metallisierung 12 aufgebracht ist. Die erste Hauptfläche 111 ist also im Bereich des Grabens 3 und dem zweiten Bereich IB des Halbleiterkörpers 1 mit der Metallisierung 12 versehen, die auf die Passivierungsschicht 7 aufgebracht ist.
Beispielsweise ist die Strahlungsauskoppelfläche 11 im ersten Bereich IA dann frei von jeder Schicht. Vorteilhaft wird während eines Vereinzeins in einzelne Leuchtdiodenchips 100, beispielsweise mittels hochenergetischen Laserlichts, die elektromagnetische Strahlung durch die Metallisierung 12 absorbiert, wodurch der Trennvorgang von der Metallisierung 12 aus eingeleitet wird. Die Metallisierung 12 verringert beispielsweise „Abplatzer" des Halbleitermaterials im zweiten Bereich IB des Halbleiterkörpers 1. Die Figur 5 zeigt den Leuchtdiodenchip 100 der Figur 2A, bei dem der elektrische Kontakt 6 den n-seitigen Kontakt und die weitere elektrische Kontaktierung 8 den p-seitigen Kontakt des Leuchtdiodenchips 100 bildet. Ist der Leuchtdiodenchip 100 von einem Regime mit hoher Luftfeuchtigkeit umgeben, so ist es möglich, dass durch die Feuchtigkeit Silberionen der Reflektorschicht 4 herausgelöst werden und entlang von
Außenflächen des Leuchtdiodenchips 100 in Richtung des elektrischen Kontaktes 6 wandern (auch Ionen-Migration) .
Vorteilhaft verhindert der Graben 3 einen Kurzschluss zwischen dem elektrischen Kontakt 6 und den Silberionen, da die Silberionen innerhalb des Grabens 3 gegen das sich im Graben 3 befindliche elektrische Feld anlaufen müssten. Das elektrische Feld im Graben 3 bildet daher eine
Potentialbarriere für die positiv geladenen Silberionen. Ein Kurzschluss zwischen den Silberionen und dem elektrischen Kontakt 6 wird so verhindert, wodurch sich nicht nur die Lebensdauer des Leuchtdiodenchips erheblich erhöht, sondern ebenso beispielsweise dessen Zuverlässigkeit im Betrieb. In Verbindung mit den Figuren 6 und 7 wird anhand
schematischer Schnittdarstellung ein hier beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips 100 gemäß zumindest einer Ausführungsform näher erläutert. Die Figur 6 zeigt einen Trägerverbund 500 von Trägerelementen 5. Der Trägerverbund 500 kann mit einem Halbleitermaterial, wie beispielsweise Germanium, gebildet sein. Beispielsweise liegt der Trägerverbund 500 in Form von Scheiben oder Platten vor .
In einem nächsten Schritt wird ein Halbleiterverbund 13 von Halbleiterkörpern 1 bereitgestellt. Der Halbleiterverbund 13 kann mit einer epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichtenfolge gebildet sein, der eine aktive Zone
2 zur Emission von elektromagnetischer Strahlung umfasst. Vorzugsweise ist der Halbleiterverbund 13 mit einem
nitridbasierten Verbindungsmaterial, beispielsweise
Galliumnitrid, gebildet.
In einem nächsten Schritt wird der Trägerverbund 500 und der Halbleiterverbund 13 mittels eines Verbindungsmaterials 5 verbunden. Beispielsweise wird dazu auf eine Außenfläche des Trägerverbunds 500 das Verbindungsmaterial 5 aufgebracht. Bei einem Verbindungsmaterial 5 kann es sich um ein elektrisch leitfähiges Lot handeln. Der Trägerverbund 500 und der
Halbleiterverbund 13 bilden dann zusammen einen Verbund 101.
In einem weiteren Schritt wird ein Graben 3 in jeden
Halbleiterkörper 1 eingebracht, wobei im Bereich des Grabens
3 Teile des Halbleiterkörpers entfernt werden und der Graben 3 den Halbleiterkörper 1 in einen ersten Bereich IA und einen zweiten Bereich IB unterteilt. Beispielsweise ist der Graben 3 mittels mindestens eines trocken- und/oder nasschemischen Ätzprozesses in jeden Halbleiterkörper 1 eingebracht.
Jeder Halbleiterkörper 1 ist im ersten Bereich IA mit einem elektrischen Kontakt 6 versehen, wobei gleichzeitig alle von dem elektrischen Kontakt 6 freiliegenden Stellen der von dem Trägerverbund 500 abgewandten Fläche des Halbleiterverbunds 13 mit einer Passivierungsschicht 7 versehen sind. Weiter ist eine dem Halbleiterverbund 13 gegenüberliegende Fläche des Trägerverbunds 500 mit einer elektrischen Kontaktierung 8 versehen . Ebenso ist es möglich, dass vor dem Aufbringen des
Halbleiterverbunds 13 auf das Verbindungsmaterial an Stellen der späteren Bereiche IA jedes Halbleiterkörpers 1 eine
Reflektorschicht 4 aufgebracht wird. Die Reflektorschicht 4 kann beispielsweise mit einem metallischen Material,
insbesondere einem Silber, gebildet sein. Ferner ist denkbar, dass die Reflektorschicht 4 als eine durchgehende Schicht über die gesamte laterale Ersteckung des Trägerverbunds 500 aufgebracht wird. In einem nächsten Schritt wird der Verbund 101 außerhalb des ersten Bereichs IA und des Grabens 3 durch den Verbund 101 in eine Vielzahl von Leuchtdiodenchips 100 entlang einer
Trennlinie 1000 vereinzelt. Das Vereinzeln kann
beispielsweise mittels hochenergetischen Laserlichts
geschehen. Ebenso ist es möglich, dass das Vereinzeln mittels Ritzen und anschließendem Brechen oder Schneidens erfolgt.
Durch Verwendung von Galliumnitrid als Halbleitermaterial für den Halbleiterverbund 13 ergibt sich insbesondere bei der Vereinzelung mittels hochenergetischem Laserlichts eine gute Trennqualität durch das Halbleitermaterial. Das heißt, dass der durch das Laserlicht erzeugte Materialabtrag möglichst gering ist. Ferner dient der Graben 3 als Schutz gegen mechanische
Beschädigungen, die beim Trennen oder bei der
Weiterverarbeitung der einzelnen Leuchtdiodenchips 100 auftreten können. Ferner wird durch die Schutzfunktion des Grabens 3 während des Vereinzeins die Passivierungsschicht 7 im Bereich IA nicht beschädigt.
Ebenso werden durch den Graben 3 bei der Vereinzelung
außerhalb des Grabens 3 und des ersten Bereichs IA erzeugte Abplatzer der Passivierungsschicht 7 vermieden, wodurch die Passivierungsschicht 7 im Bereich IA unbeschädigt bleibt.
Die Figur 7 zeigt einen solchen vereinzelten Leuchtdiodenchip 100, der mittels Vereinzelung des Verbunds 101 außerhalb des Grabens 3 und des ersten Bereichs 1 erzeugt ist. Der
Leuchtdiodenchip 100 zeigt lediglich im Bereich 2000
Vereinzelungsspuren, die ausschließlich auf den zweiten
Bereich IB des Halbleiterkörpers 1 beschränkt sind, wodurch der Bereich IA des Halbleiterkörpers 1 keinerlei
Beschädigungen durch das Vereinzeln aufweist.
Die Figur 8 zeigt einen solchen Verbund 101 in einer
Draufsicht. Erkennbar sind sowohl die ersten Bereiche IA als auch die zweiten Bereiche IB jedes Leuchtdiodenchips 100. Der erste Bereich IA ist jeweils von dem Graben 3 rechteckförmig vollständig umschlossen, wobei der Graben 3 gleichzeitig mit der Metallisierung 12 versehen ist. Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet. Dies gilt auch, wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den
Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtdiodenchip (100), umfassend:
- einen Halbleiterkörper (1), der einen ersten (IA) und einen zweiten Bereich (IB) aufweist;
- eine aktive Zone (2) innerhalb des Halbleiterkörpers (1), die im Betrieb des Leuchtdiodenchips (100)
elektromagnetische Strahlung durch eine
Strahlungsauskoppelfläche (11) emittiert, die zumindest stellenweise durch eine erste Hauptfläche (111) des Halbleiterkörpers (1) gebildet ist;
- zumindest einen Graben (3) in dem Halbleiterkörper (1), wobei im Bereich des Grabens Teile des
Halbleiterkörpers (1) entfernt sind, wobei
- der zumindest eine Graben (3) zumindest bis zur aktiven Zone (2) reicht,
- der zumindest eine Graben (3) den ersten Bereich (IA) in lateraler Richtung vollständig umgibt, und
- der zweite Bereich (IB) den zumindest einen Graben (3) und den ersten Bereich (IA) in lateraler Richtung vollständig umgibt.
2. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem eine erste Hauptfläche (111) des
Leuchtdiodenchips (100) gegenüberliegende Fläche des Halbleiterkörpers (1) mit einer Reflektorschicht (4) versehen ist.
3. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Leuchtdiodenchip (100) ein Trägerelement (5) umfasst und die Reflektorschicht (4) zwischen dem Trägerelement (5) und dem Halbleiterkörper (1)
angeordnet ist, wobei der Halbleiterkörper (1) mittels eines Verbindungsmaterials (10) am Trägerelement (5) befestigt ist.
4. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Verbindungsmaterial (10) an seiner dem
Trägerelement (5) abgewandten Seite vollständig vom Halbleiterkörper (1) und/oder einer Passivierungsschicht (7) bedeckt ist.
5. Leuchtdiodenchip (100) gemäß dem vorhergehenden
Anspruch,
bei dem das Verbindungsmaterial (10) lediglich im
Bereich des zumindest einen Grabens (3) nicht von dem Halbleiterkörper (1) bedeckt ist.
6. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem sich der erste Bereich (IA) des
Halbleiterkörpers (1) in einer Richtung ausgehend vom Trägerelement (5) hin zur ersten Hauptfläche (111) des Halbleiterkörpers (1) verjüngt.
7. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Dicken des ersten Bereichs (IA) und des zweiten Bereichs (IB) in einer Richtung senkrecht zur ersten Hauptfläche (111) im Wesentlichen gleich groß sind.
8. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem alle Seitenflächen (31) und eine Bodenfläche (32) des zumindest einen Grabens (3) vollständig von der Passivierungsschicht (7) bedeckt sind.
9. Leuchtdiodenchip (100) gemäß dem vorhergehenden
Anspruch,
bei dem die Strahlungsauskoppelfläche (11) im Bereich des zumindest einen Grabens (3) und/oder dem zweiten Bereich (IB) des Halbleiterkörpers (1) mit einer
Metallisierung (12) versehen ist, die auf die
Passivierungsschicht (7) aufgebracht ist.
10. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9,
bei dem der zumindest eine Graben (3) sich durch die Reflektorschicht (4) hindurch erstreckt.
11. Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10,
bei dem das Verbindungsmaterial (10) in den von der Reflektorschicht (4) entfernten Bereichen (41) des
Leuchtdiodenchips (100) mit der Passivierungsschicht (7) in direktem Kontakt steht.
12. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips (100) mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Trägerverbunds (500) von
Trägerelementen (5) ;
- Bereitstellen eines Halbleiterverbunds (13) von
Halbleiterkörpern (1); - Verbinden des Trägerverbunds (500) und des Halbleiterverbunds (13) mittels eines
Verbindungsmaterials (5) zu einem Verbund (101);
- Einbringen von zumindest einem Graben (3) in jeden Halbleiterkörper (1), wobei im Bereich des Grabens (3) Teile des Halbleiterkörpers (1) entfernt werden und der Graben (3) den Halbleiterkörper (1) in einen ersten (IA) und einen zweiten Bereich (IB) unterteilt;
- Vereinzeln des Verbunds (101) aus Trägerverbund (500) und Halbleiterverbund (13) außerhalb des ersten Bereichs
(IA) und des Grabens (3) durch den Verbund (101) in zumindest einen Leuchtdiodenchip (100) entlang einer Trennlinie (1000) .
13. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem ein Leuchtdiodenchip (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt wird.
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