WO2009094987A1 - Radiation-emitting optoelectronic component and method for producing a radiation-emitting component - Google Patents

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WO2009094987A1
WO2009094987A1 PCT/DE2009/000077 DE2009000077W WO2009094987A1 WO 2009094987 A1 WO2009094987 A1 WO 2009094987A1 DE 2009000077 W DE2009000077 W DE 2009000077W WO 2009094987 A1 WO2009094987 A1 WO 2009094987A1
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radiation
layer
emitting
emitting layer
active layer
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PCT/DE2009/000077
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Bernd Barchmann
Norbert Staht
Walter Wegleiter
Oliver Wutz
Karl Weidner
Matthias Rebhan
Robert Weinke
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/50—Wavelength conversion elements

Definitions

  • a radiation-emitting optoelectronic component and a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component are specified.
  • At least one object of an embodiment is to specify a radiation-emitting optoelectronic component having at least two radiation-emitting layer sequences. At least one further object is to specify a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component having at least two radiation-emitting layer sequences.
  • a radiation-emitting optoelectronic component comprises in particular
  • a first radiation-emitting layer sequence with a first active layer and a second radiation-emitting layer sequence is arranged with a second active layer
  • Layer are arranged in different levels.
  • flat base plate may mean that the base plate along a plane extends, which can also be referred to as Hauptersteckungsebene with HaupterStreckungsraumen.
  • this may mean that the base plate is bent in any extension direction and thus has no curvature in any extension direction.
  • the main surface can be flat.
  • a "flat major surface” may here and in the following mean that the major surface has a major plane of abutment parallel to or equal to the major plane of abutment of the base plate
  • the dimensions of the major surface and the base plate may be greater in directions parallel to the main plane of the main surface or base plate as the dimensions of the base plate in a direction perpendicular to
  • the flat main surface may be flat or comprise one or more surface structures, each having a height perpendicular to the main plane of the main surface of the main surface, which are smaller than the dimensions of the main surface along directions parallel to the Hauptersteckungsebene.
  • “Smaller” in this context may be smaller by at least a factor of 2, preferably smaller by at least a factor of 5, and particularly preferably smaller by at least a factor of 10.
  • “Lateral adjacent to each other” may mean here and below that the first radiation-emitting layer sequence on a first portion of the Main surface is arranged and the second radiation-emitting layer sequence on a second portion.
  • the first and second sub-areas may be different from each other and may further adjoin each other directly and directly.
  • the main surface may have a third subregion between the first and second subregions, on which no radiation-emitting layer sequence is arranged and which is free of a radiation-emitting layer sequence.
  • a laterally adjacent arrangement may mean an arrangement in a direction parallel to the main plane of penetration of the main surface.
  • a first radiation-emitting layer sequence is not adjacent to a second radiation-emitting layer sequence, in particular, when the first radiation-emitting layer sequence is arranged on the second radiation-emitting layer sequence.
  • a layer or an element is arranged or applied "on” or “above” another layer or another element or also "between” two other layers or elements may here and in the following mean that the one layer or the one The element may also be arranged directly in direct mechanical and / or electrical contact on the other layer or the other element or between the two other layers or elements Furthermore, it may also mean that the one layer or the one element indirectly on or over the other layer or the other element or between the two other layers or elements, in which case further layers and / or elements may be arranged between the one and the other be arranged other layer or the other two layers or elements.
  • Radiotherapy means electromagnetic radiation having at least one wavelength or one spectral component in an infrared to ultraviolet wavelength range, in particular infrared, visible and / or ultraviolet electromagnetic radiation.
  • Active layer of a radiation-emitting layer sequence here and in the following can mean that the active layer is suitable and intended to generate and radiate electromagnetic radiation during electronic operation of the radiation-emitting layer sequence.
  • Radiation emitting layer sequence is radiated, is irradiated in the active layer of the adjacent radiation-emitting layer sequence and this can also stimulate the generation of electromagnetic radiation.
  • Such so-called optical cross-talk between directly adjacent radiation-emitting layer sequences can have a particularly disturbing effect, in particular if the adjacent radiation-emitting layer sequence is in a switched-off state and if it is not intended to emit electromagnetic radiation.
  • additional AbblendstMail between adjacent radiation-emitting layer sequences are arranged, which require a higher manufacturing and cost.
  • the optical crosstalk between the active layers can be reduced or prevented.
  • electromagnetic radiation which is radiated, for example, from the first active layer, can no longer or only to a greatly reduced extent be radiated into the second active layer.
  • the first active layer in electronic operation can no longer stimulate the second active layer, which is currently in an off state, for example, or only to a greatly reduced extent for the emission of electromagnetic radiation.
  • the first radiation-emitting layer sequence and / or the second radiation-emitting layer sequence can be embodied as an epitaxial layer sequence or as a radiation-emitting semiconductor chip with an epitaxial layer sequence, that is to say as an epitaxially grown semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor layer sequence can be embodied, for example, on the basis of InGaAlN.
  • InGaAlN-based semiconductor chips and semiconductor layer sequences fall in particular those in which the epitaxially produced semiconductor layer sequence usually has a layer sequence of different individual layers containing at least one single layer comprising a material of the III-V compound semiconductor material system In x Al y Gai- ⁇ - y N with 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1.
  • semiconductor layer sequences comprising at least one InGaAlN based active layer may preferentially emit electromagnetic radiation in an ultraviolet to green wavelength range.
  • the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip can also be based on InGaAlP, that is to say that the semiconductor layer sequence can have different individual layers, of which at least one individual layer comprises a material from the III-V element.
  • semiconductor layer sequences or semiconductor chips having at least one active layer based on InGaAlP may emit electromagnetic radiation having one or more spectral components in a green to red wavelength range.
  • the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip may also comprise other III-V compound semiconductor material systems, for example an AlGaAs-based material, or II-VI-
  • an active layer comprising an AlGaAs-based material may be capable of emitting electromagnetic radiation having one or more spectral components in a red to infrared wavelength range.
  • the first and / or second radiation-emitting layer sequence can furthermore have a substrate on which the above-mentioned III-V or II-VI
  • the substrate may comprise a semiconductor material, for example a compound semiconductor material system mentioned above.
  • the substrate may also comprise or be made of GaP, GaN, SiC, Si and / or Ge.
  • the substrate may be a growth substrate on which the above-mentioned compound semiconductor materials are grown as an epitaxial layer sequence.
  • the substrate may be a carrier substrate, onto which the epitaxial layer sequence grown on a growth substrate is transferred and applied in an applied manner.
  • the growth substrate may be removed before or after application of the epitaxial layer sequence.
  • a radiation-emitting layer sequence with a carrier substrate can be formed as a thin-film light-emitting diode chip.
  • a thin-film light-emitting diode chip can be characterized in particular by the following characteristic features: A reflective layer is applied or formed on a first main surface of the radiation-emitting layer sequence designed as an epitaxial layer sequence, which reflects back at least part of the electromagnetic radiation generated in the active layer of the epitaxial layer sequence into the epitaxial layer sequence; the epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 ⁇ m or less, in particular in the range of 10 ⁇ m; and the epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer with at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the epitaxial epitaxial layer sequence, ie it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.
  • a thin-film light-emitting diode chip is, to a good approximation, a Lambert surface radiator and is therefore particularly well suited for use in a headlight.
  • the first radiation-emitting layer sequence and / or the second radiation-emitting layer sequence can have as active region, for example, a conventional pn junction, a pin junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure) ,
  • the in addition to the respective active layer, radiation-emitting layer sequences may comprise further functional layers and functional regions, for example p- or n-doped charge carrier transport layers, ie electron or hole transport layers, p- or n-doped confinement, cladding or waveguide layers, barrier layers, planarization layers, buffer layers , Protective layers and / or electrodes and combinations thereof.
  • Such structures relating to the active layer or the further functional layers and regions are known to the person skilled in the art, in particular with regard to structure, function and structure, and are therefore not explained in greater detail here.
  • buffer layers such as buffer layers, barrier layers and / or protective layers also perpendicular to the growth direction of the
  • Semiconductor layer sequence for example, be arranged around the first and / or second radiation-emitting layer sequence around, that is approximately on the side surfaces of the radiation-emitting layer sequences.
  • the first active layer and the second active layer may each have a main plane of propagation, which may be perpendicular to the growth direction of the first or second radiation-emitting layer sequence. Furthermore, the first active layer may have a first thickness and the second active layer may have a second thickness that are the same or different.
  • the main plane of propagation of an active layer can preferably be formed as a plane of symmetry which divides the active layer into two symmetrical partial layers each having half the thickness.
  • first and second active layer in different levels and, thus, are not in the same plane may mean, in particular, that there is no plane parallel to the main plane of insertion of the first active layer, parallel to the main plane of insertion of the second active layer, and extending through the first and second active layers or this cuts.
  • first thickness of the first layer and / or the second thickness of the second active layer may be greater than or equal to 10 nm and less than or equal to a few hundred nanometers.
  • the first active layer of the first radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence can be tilted relative to each other, for example.
  • the main plane of the first active layer can be rotated by an angle with respect to the main plane of the second active layer. This may mean that the main plane of insertion of the first active layer and the main plane of the second active layer intersect in a straight line and enclose an angle of greater than 0 ° with each other.
  • the angle may, for example, be greater than or equal to 1 ° and preferably greater than or equal to 5 ° and particularly preferably greater than or equal to 10 °.
  • first active layer and the second active layer may also be parallel to one another. Since the first active layer and the second active layer are arranged in different planes in the sense described above, this may mean, in particular, that the main plane of the first active layer is parallel to the first plane Main separation plane of the second active layer and from this has a distance of more than the sum of half the first thickness of the first active layer and half the second thickness of the second active layer. Preferably, the distance may correspond to at least twice or at least ten times, particularly preferably one hundred times, this sum. For example, the distance of the main planes of attachment of the first and second active layers to each other may be greater than or equal to 1 ⁇ m or greater than or equal to 10 ⁇ m or greater than or equal to 50 ⁇ m.
  • the first active layer may be disposed at a first height above the main plane of penetration of the main surface or the main plane of attachment of the base plate.
  • the second active layer may accordingly be arranged at a second height.
  • the first height and the second height can be the same.
  • the first height and the second height may be different and may be at least the above-mentioned sum of the first half thickness of the first active layer and the second half thickness of the second active layer, preferably at least twice or at least ten times this sum and more preferably differ by at least a hundred times this sum.
  • the first and second active layer can be arranged parallel or tilted relative to one another.
  • the first radiation-emitting layer sequence can furthermore have a first mounting surface facing the main surface of the base plate, while the second radiation-emitting layer sequence can have a second mounting surface facing the main surface of the base plate.
  • the distance of the first mounting surface to the first active layer may be different from the distance of the second mounting surface to the second active layer.
  • the first radiation-emitting layer sequence can have a first substrate with a first thickness
  • the second radiation-emitting layer sequence can have a second substrate with a second thickness
  • the first and / or the second substrate may comprise at least one of the abovementioned substrate materials and may each be or comprise a growth or carrier substrate.
  • the first thickness of the first substrate and the second thickness of the second substrate may be different from each other.
  • the first substrate may have a first thickness of about 200 microns while the second substrate may have a second thickness of about 100 microns.
  • the first radiation-emitting layer sequence may have an intermediate layer between the first substrate and the first active layer that is greater in thickness than a corresponding layer in the second radiation-emitting layer sequence.
  • the first radiation-emitting layer sequence between the first substrate and the first active layer may have an intermediate layer that is not present in the second radiation-emitting layer sequence.
  • first and second substrates and / or intermediate layers it may be possible that the first active layer has a first height in the sense described above, which is different from the second height of the second active layer described above.
  • the main planes of the first and second active layers may thereby have a distance from each other as described above.
  • the base plate on the main surface may have a first surface structure, which may comprise, for example, a protrusion or a depression.
  • the main surface may have a first subregion formed as a surface structure, on which the first radiation-emitting layer sequence is arranged and which is increased or decreased in relation to a second subregion on which the second radiation-emitting layer sequence can be arranged.
  • the survey or depression may be formed, for example step-shaped.
  • the elevation or depression may be formed in a ramp shape. This may mean that the main surface has a first subregion formed as a surface structure, on which the first radiation-emitting layer sequence is arranged and which is not parallel to a second subregion of the main surface, on which the second surface
  • Radiation-emitting layer sequence is arranged. As a result, it may be possible for the first active layer and the second active layer to be arranged tilted relative to one another.
  • the first radiation-emitting layer sequence can be arranged partially on the first surface structure of the main surface. This may mean that the radiation-emitting layer sequence is arranged only partially in a depression or on an increase of the main surface. For example, the main plane of insertion of the first active layer may thereby be tilted to the main plane of the main surface of the main surface and to the main plane of the flat base plate.
  • the second Radiation-emitting layer sequence may be at least partially disposed on the first surface structure.
  • the flat base plate on the main surface may have a second surface structure, which is arranged laterally adjacent to the first surface structure and on which at least partially the second radiation-emitting layer sequence is arranged.
  • the second surface structure may have one or more features as related to the first surface structure.
  • the first and the second surface structure may be similar.
  • a connecting layer may be arranged between the first radiation-emitting layer sequence and the main surface, which has a first surface and a second surface.
  • the first surface of the connection layer may adjoin the first radiation-emitting layer sequence.
  • the first radiation-emitting layer sequence can have a mounting surface facing the main surface of the flat base plate, which can adjoin the first surface of the connection layer.
  • the bonding layer may have a second surface which may adjoin the major surface.
  • the flat base plate may have on the main surface at least one conductor track for electrical contacting and / or a mounting region, whereupon the first radiation-emitting layer sequence is arranged by means of the connecting layer.
  • the first surface of the tie layer may be tilted to the second surface, resulting in a tilted arrangement the first active layer may be possible to the main plane of the main surface of the main surface and / or a tilted arrangement of the first active layer to the second active layer.
  • connection layer may have, for example, a solder layer with a solder and / or an electrically conductive adhesive layer with an electrically conductive adhesive for electrical contacting and for fastening the first radiation-emitting layer sequence.
  • connection layer for electrically insulating attachment may have an adhesive layer with an electrically insulating adhesive.
  • a connection layer may also be arranged between the main surface and the second radiation-emitting layer sequence, which may have one or more features of the connection layer between the first radiation-emitting layer sequence and the main surface.
  • the first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence can also be arranged on the same connection layer.
  • the radiation-emitting optoelectronic component may further comprise a plurality of first radiation-emitting layer sequences on the main surface of the base plate and a plurality of second radiation-emitting layer sequences arranged such that the first active layers of the first
  • Radiation-emitting layer sequences are not in the same plane as the second active layers of the second radiation-emitting layer sequences. Can do this
  • the first and second radiation-emitting layers may be arranged in mutually adjacent rows between which optical crosstalk can be prevented or at least reduced.
  • the first and second layer sequences may, for example, be arranged alternately in a checkerboard-like pattern.
  • the first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence or each of the plurality of first and second radiation-emitting layer sequences can emit electromagnetic radiation from a same or mutually different wavelength ranges. Furthermore, the first radiation-emitting layer sequences and the second radiation-emitting layer sequences can be electrically controlled independently of one another.
  • the flat base plate may comprise a metal, a plastic and / or a glass.
  • the flat base plate can be produced, for example, by a molding process such as injection molding, transfer molding, drawing or rolling.
  • the base plate may preferably comprise a ceramic material and be composed of several green sheets. As a result, for example, a simple production of the flat base plate with the above-mentioned first and / or second surface structures may be possible.
  • electrical interconnects for electrical contacting of the first and second radiation-emitting layer sequences can be provided on the main surface.
  • the first radiation-emitting layer sequence and the The second radiation-emitting layer sequence can be electrically contactable via bonding wires and / or via electrical contact layers, for example on a mounting surface.
  • the first and / or second radiation-emitting layer sequence can be electrically connected to the flat base plate via a wireless contact.
  • An optoelectronic component with wireless contacting is shown in the published patent application DE 10 2004 050 371 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference.
  • the first and / or the second radiation-emitting layer sequence can be electrically contactable in a so-called flip-chip design via two metal contacts facing the main surface.
  • the first radiation-emitting layer sequence may have a first wavelength conversion layer, which is arranged downstream of the first active layer in the emission direction.
  • the first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence can be embodied such that both the first active layer and the second active layer as well as the first wavelength conversion layer of the first
  • Radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence are arranged in different planes.
  • the second radiation-emitting layer sequence can have a second wavelength conversion layer, which is arranged downstream of the second active layer in the emission direction.
  • the first radiation-emitting layer sequence and the second In this case, radiation-emitting layer sequences can be embodied such that both the first active layer and the second active layer and the second wavelength conversion layer of the second radiation-emitting layer sequence and the first active layer of the first radiation-emitting layer sequence are arranged in different planes at the same time.
  • the first and / or the second wavelength conversion layer may be suitable for converting at least part of the electromagnetic radiation emitted by the first or the second active layer into electromagnetic radiation having a different wavelength or a different spectral range.
  • the first active layer may be capable of emitting blue electromagnetic radiation.
  • the first wavelength conversion layer may be suitable for converting at least part of the blue electromagnetic radiation into yellow electromagnetic radiation, such that the first radiation-emitting layer sequence produces a white-colored luminous impression due to a superposition of the blue electromagnetic radiation generated in the first active region and the yellow electromagnetic generated in the first wavelength conversion layer Can bring radiation.
  • the second radiation-emitting layer sequence can also give a white-colored luminous impression due to such a configuration of the second active layer and the second wavelength conversion layer.
  • first and / or the second active region and / or the first and / or the second wavelength conversion layer for achieving a certain luminous impression are known in the art and will not be further elaborated here.
  • a wavelength conversion layer of a radiation-emitting layer sequence and an active layer of another radiation-emitting layer sequence adjacent to each other it may be possible in known arrangements that electromagnetic radiation emitted by the active layer is radiated into the wavelength conversion layer of the adjacent radiation-emitting layer sequence and this for conversion can stimulate generation of electromagnetic radiation.
  • electromagnetic radiation emitted by the active layer is radiated into the wavelength conversion layer of the adjacent radiation-emitting layer sequence and this for conversion can stimulate generation of electromagnetic radiation.
  • optical crosstalk between an active layer and an adjacent layer may also be present
  • Wavelength conversion layer in particular have a very disturbing effect, if the adjacent radiation-emitting layer sequence with the wavelength conversion layer in an off state and just should emit no electromagnetic radiation.
  • additional dimming strips are arranged between adjacent radiation-emitting layer sequences, which require higher manufacturing costs as well as costs.
  • Wavelength conversion layers a high contrast ratio between the first and the second radiation-emitting layer sequence can be achieved.
  • One or more of the features described above with respect to arrangements of the first and second active layer to one another, so for example, a tilted arrangement or, for example, a plan-parallel shifted arrangement, can also for the arrangement of the second wavelength conversion layer to the first active layer and / or for Arrangement of the first wavelength conversion layer to the second active layer apply.
  • the first and / or the second wavelength conversion layer may each comprise a wavelength conversion substance in a matrix material.
  • the wavelength conversion substance may comprise one or more of the following materials: rare earth and alkaline earth metal garnets, for example YAG (yttrium aluminum garnet), nitrides, nitridosilicates, sions, sialones, aluminates, oxides, halophosphates, orthosilicates, sulfides, vanadates and Chlorosilicates.
  • rare earth and alkaline earth metal garnets for example YAG (yttrium aluminum garnet), nitrides, nitridosilicates, sions, sialones, aluminates, oxides, halophosphates, orthosilicates, sulfides, vanadates and Chlorosilicates.
  • Wavelength conversion material additionally or alternatively comprise an organic material which may be selected from a group comprising perylenes, benzopyrene, coumarins, rhodamines and azo dyes.
  • the first and / or the second wavelength conversion layer may comprise a transparent adhesive or matrix material surrounding or containing the wavelength conversion substance (s) or the one or more
  • the transparent adhesive or matrix material may comprise, for example, siloxanes, epoxides, acrylates, methyl methacrylates, imides, carbonates, olefins, styrenes, urethanes or derivatives thereof in the form of monomers, oligomers or polymers and furthermore also mixtures, copolymers or compounds therewith.
  • the adhesive or matrix material may include or be an epoxy resin, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyurethane or a silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof.
  • a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component comprises the steps:
  • method step B can be the following
  • connection layer producing a cohesive connection between the connection layer and the first and second radiation-emitting layer sequence
  • connection layer may, for example, comprise a solder which can be liquefied by heating and re-solidified by subsequent cooling.
  • connection layer can be applied in the partial step Bl as a planar connection layer, whereby the first active layer and the second active layer, which can be arranged parallel to each other in the partial step B2, after step B3 can still be arranged parallel to each other.
  • a renewed heating according to method step B4 may result in the connection layer being at least partially liquefied again and due to Surface tension of the liquefied material of the bonding layer seeks a drop-like shape.
  • the bonding layer may transition from a flat, elongated shape to a curved shape, as a result of which the first and second bonding layers arranged on the bonding layer can be tilted against one another and also against the main plane of penetration of the main surface.
  • the heating of the bonding layer in sub-step B4 can be carried out, for example, by heating the base plate, for instance via a heating plate, and / or by a plasma.
  • the method steps B3 and B4 can also be carried out simultaneously.
  • Figures 1 to 7 are schematic representations of
  • FIGS. 8A and 8B are schematic representations of
  • FIGS. 9A to 9D show schematic representations of a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component according to a further exemplary embodiment.
  • identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better representability and / or better understanding exaggerated thick or large dimensions.
  • FIG. 1 shows a radiation-emitting optoelectronic component in a sectional view according to a first exemplary embodiment.
  • the radiation-emitting optoelectronic component has a flat base plate 1 with a main plane of insertion 91. Furthermore, the base plate 1 has a flat main surface 10, which has a Schoersteckungsebene 90, which is parallel to the Hauptersteckungsebene 91 of the flat base plate 1.
  • the base plate 1 is made of a plastic material and has on the Main surface 11 individually controllable traces for electrical AnAuth réelle on (not shown).
  • a first radiation-emitting layer sequence 2 and a second radiation-emitting layer sequence 3 are arranged laterally adjacent to each other, ie along a direction parallel to the Hauptersteckungsebene 90.
  • the electrical and mechanical contacting takes place by means of a solder on the conductor tracks on the base plate 1, via the the radiation-emitting layer sequences 2, 3 are individually controllable.
  • the first and the second radiation-emitting layer sequence 2, 3 are formed in the embodiment shown above as nitride-based thin-film semiconductor chips according to the description above and have a first active layer 21 and a second active layer 31, respectively, which are suitable electromagnetic radiation radiate.
  • the first radiation-emitting layer sequence 2 and the second radiation-emitting layer sequence 3 according to a further embodiment described above can be designed with regard to the structure and the material system.
  • the first active layer 21 has a main plane of insertion 92 perpendicular to the growth direction of the first radiation-emitting layer sequence 2, while the second active layer 31 has a main plane of propagation 93 perpendicular to the growth direction of the second radiation-emitting layer sequence 3.
  • the main interference planes 92, 93 of the first active layer 21 and the second active layer 31 are arranged in parallel. Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence 2 has a substrate 22 with a first thickness 23 and the second radiation-emitting layer sequence 3 has a substrate 32 with a second thickness 33.
  • the first thickness 23 is in the illustrated embodiment about 200 microns and is greater than the second thickness 33, which is about 100 microns in the embodiment shown.
  • the first and second radiation-emitting layer sequences 2, 3 are formed such that the first active layer 21 and the second active layer 31 lie in different planes and are not coplanar. In operation one of the
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component with a flat base plate 1, which has a flat main surface 10 with a surface structure 11.
  • the main surface 10 with the surface structure 11 is designed flat in the sense of the description in the general part and has like the main surface in the previous embodiment, a Schoersteckungsebene 90.
  • the first radiation-emitting layer sequence 2 and the second radiation-emitting layer sequence 3 are identical here and in the following exemplary embodiments and have, in particular, substrates of the same thickness, which are not shown for the sake of clarity.
  • the first radiation-emitting layer sequence 2 has a first wavelength conversion layer 25 and the second radiation-emitting layer sequence 3 a second wavelength conversion layer 35, which are respectively arranged downstream of the first active layer 21 and the second active layer 31.
  • the first and second wavelength conversion layers 25, 35 are each suitable for converting part of the electromagnetic radiation generated in the active layers 21, 31 as described in the general part, so that the first and second radiation-emitting layer sequences 2, 3 can each produce a white-colored luminous impression.
  • the radiation-emitting layer sequences 2, 3 are embodied such that blue electromagnetic radiation can be generated in the active layers 21, 31 during operation, which is in each case partly converted into yellow electromagnetic radiation by the wavelength conversion layers 25, 35.
  • the surface structure 11 is designed as a stepped elevation on which the first radiation-emitting layer sequence 2 is arranged.
  • the base plate 1 a Ceramic material and is made of a sequence of layers of green compacts, wherein the surface structure 11 is easily produced by a structured upper green sheet layer.
  • the radiation-emitting layer sequence 2 has a first height 24 above the main plane of attachment 90 of the main surface 10, while the second active layer 31 of the second radiation-emitting layer sequence 3 has a second height 34 above the main plane of attachment 90. Because the first radiation-emitting layer sequence 2 is arranged on the elevation surface structure 11, the first height 24 is greater than the second height 34, so that the first active layer 21 and the second active layer 31 lie parallel to each other in different planes.
  • first and second wavelength conversion layer 25, 35 each have a main plane of insertion 94, 95.
  • first active layer 21 and the second wavelength conversion layer 35 and also the second active layer 31 and the first wavelength conversion layer 25 are arranged in different planes.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component, in which the surface structure 11 is designed as a depression compared to the embodiment of FIG. 2, whereby it is likewise possible for the first active layer 21 and the second active layer 31 to be different are arranged parallel to each other planes.
  • the second radiation-emitting layer sequence 3 can be arranged, for example, on a second surface structure which, in contrast to the surface structure 11 designed as a depression, can be designed as an elevation.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component, in which the base plate 1 has a main surface 10 with a surface structure 11, which is designed as a ramp-shaped elevation.
  • the first radiation-emitting layer sequence 2 is arranged on the surface structure 11, whereby the first active layer 21 is tilted to the second active layer 31 of the second layer sequence 3. This closes the main plane of insertion 92 of the first active layer 21 and the
  • Main insertion plane 93 of the second active layer 31 an angle 99 with each other, which is greater than 0 °.
  • the angle 99 is about 7 °.
  • the first and second layer sequences 2, 3 can be arranged laterally adjacent to one another on the main surface 10, with the first active layer 21 and the second active layer 31 lying in different planes relative to one another.
  • the main surface 10 may further comprise a second surface structure, which is like the first surface structure 11 formed as a ramp-shaped elevation and on which the second radiation-emitting layer sequence 3 is arranged.
  • the surface structure may be formed, for example, such that the main insertion planes 92, 93 of the first and second active layers 21, 31 are arranged parallel to one another in different planes.
  • FIG. 5 shows an optoelectronic radiation-emitting component according to a further exemplary embodiment.
  • the base plate 1 in this case has a main surface 10 with a surface structure 11 designed as a stepped elevation.
  • the stepped design of the surface structure 11 can be produced, for example, as in the exemplary embodiment according to FIG. 2, by a base plate 1 with a plurality of ceramic green layers.
  • the first radiation-emitting layer sequence 2 is only partially arranged on the surface structure 11, so that, as in the previous exemplary embodiment, a tilted arrangement of the first and second active layers relative to one another is possible.
  • a connection layer for fastening and / or for electrical contacting of the first radiation-emitting layer sequence 2 to the main surface 10 can be arranged.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component in which a step-like design is used Surface structure 11, the first and second radiation-emitting layer sequence 2, 3 are partially arranged. As a result, the first and second active layers 21, 31 are tilted against one another and also against the main plane of penetration of the main surface 10.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component in which the main surface 10 of the flat base plate 1 has laterally adjacent to the first surface structure 11 a second surface structure 12 designed as a stepped elevation, on which the second radiation-emitting layer sequence 3 is partially arranged.
  • the first and second surface structures 11, 12 may be formed the same so that the first and active layers are parallel to each other and tilted to the main plane of insertion of the main surface 10.
  • the first and second surface structures 11, 12 may be formed with different heights, so that the first and second active layers may also be tilted against each other.
  • first or second surface structures 11, 12 designed as stepped elevations, they may also be formed as depressions in the exemplary embodiments according to FIGS. 5 to 7, in which the first radiation-emitting layer sequence 2 or the second radiation-emitting layer sequence 3 are partially arranged.
  • FIGS. 8A and 8B show in plan views further exemplary embodiments of optoelectronic radiation-emitting components, each of which has a Have a plurality of first and second radiation-emitting layer sequences.
  • the first radiation-emitting layer sequences 2 and the second radiation-emitting layer sequences 3 are arranged in each case one row laterally adjacent to one another.
  • the first and second radiation-emitting layer sequences 2, 3 are arranged like a checkerboard alternately and laterally adjacent to one another, wherein in both embodiments the plurality of first active layers and the plurality of second active layers are arranged in different planes.
  • the first and second layer sequences 2, 3 and the base plate 1 may have features and configurations according to the previous embodiments.
  • the previous figures can also be understood as sectional views along the section line marked AA.
  • FIGS. 9A to 9D A method for producing an optoelectronic radiation-emitting component according to a further exemplary embodiment is shown in FIGS. 9A to 9D.
  • a flat base plate 1 with a main surface 10 is provided.
  • connection layer 4 is applied to the main surface 10.
  • the connection layer has a solder which is disposed on a Conductor on the main surface 10 (not shown) is applied flat and flat.
  • the connection layer 4 has a first surface 41 facing away from the base plate 1 and a second surface 42 facing the base plate 1.
  • a first radiation-emitting component 2 and a second radiation-emitting component 3 are arranged laterally adjacent to one another on the first surface 41 of the connection layer 4.
  • the radiation-emitting component 2, 3 can for example by means of a
  • Placement device are arranged on the main surface 10 of the flat base plate 1 such that the first active layer 21 of the first radiation-emitting device 2 and the second active layer 31 of the second radiation-emitting device 3 are parallel and in the same plane to each other.
  • the solder By heating the connecting layer 4, the solder is melted and then cooled again, so that a cohesive connection between the flat base plate 1 and the radiation-emitting components 2, 3 can be produced.
  • the first active layer 21 and the second active layer 31 are still arranged in the same plane after this process step.
  • the connecting layer 4 is heated a further time, so that the solder is again at least partially liquefied.
  • the radiation-emitting components 2, 3 are tilted relative to one another such that the first active layer 21 and the second active layer 31 lie in different planes.
  • the connecting layer 4 can also be heated, for example, by means of a heater on which the flat base plate 1 rests.

Abstract

The invention relates to a radiation-emitting optoelectronic component comprising essentially a flat base plate (1) with a main surface (10), wherein a first radiation-emitting sequence of layers (2) with a first active layer (21) and a second radiation-emitting sequence of layers (3) with a second active layer (31) are arranged laterally adjacent to one another on said main surface (10), the first active layer (21) and the second active layer (31) being arranged in different planes.

Description

Beschreibungdescription
Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden BauelementsRadiation-emitting optoelectronic component and method for producing a radiation-emitting component
Es werden ein Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements angegeben .A radiation-emitting optoelectronic component and a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component are specified.
Zumindest eine Aufgabe einer Ausführungsform ist es, ein Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement mit zumindest zwei strahlungsemittierenden Schichtenfolgen anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements mit zumindest zwei Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen anzugeben.At least one object of an embodiment is to specify a radiation-emitting optoelectronic component having at least two radiation-emitting layer sequences. At least one further object is to specify a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component having at least two radiation-emitting layer sequences.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement insbesondereAccording to one embodiment, a radiation-emitting optoelectronic component comprises in particular
- eine flache Grundplatte mit einer Hauptoberfläche,a flat base plate with a main surface,
- wobei auf der Hauptoberfläche lateral zueinander benachbart eine erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge mit einer ersten aktiven Schicht und eine zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge mit einer zweiten aktiven Schicht angeordnet ist und- Wherein on the main surface laterally adjacent to each other, a first radiation-emitting layer sequence with a first active layer and a second radiation-emitting layer sequence is arranged with a second active layer, and
- wobei die erste aktive Schicht und die zweite aktive- wherein the first active layer and the second active
Schicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Layer are arranged in different levels.
Dabei kann hier und im Folgenden „flache Grundplatte" bedeuten, dass sich die Grundplatte entlang einer Ebene erstreckt, die auch als Hauptersteckungsebene mit HaupterStreckungsrichtungen bezeichnet werden kann. Insbesondere kann das bedeuten, dass die Grundplatte in keiner Erstreckungsrichtung gebogen ist und damit in keiner Erstreckungsrichtung eine Krümmung aufweist. Dabei kann auch die Hauptoberfläche flach sein.Here and below "flat base plate" may mean that the base plate along a plane extends, which can also be referred to as Hauptersteckungsebene with HaupterStreckungsrichtungen. In particular, this may mean that the base plate is bent in any extension direction and thus has no curvature in any extension direction. In this case, the main surface can be flat.
Eine „flache Hauptoberfläche" kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die Hauptoberfläche eine Hauptersteckungsebene aufweist, die parallel oder gleich der Hauptersteckungsebene der Grundplatte ist. Bevorzugt können die Abmessungen der Hauptoberfläche und der Grundplatte in Richtungen parallel zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche beziehungsweise der Grundplatte größer sein als die Abmessungen der Grundplatte in eine Richtung senkrecht zurA "flat major surface" may here and in the following mean that the major surface has a major plane of abutment parallel to or equal to the major plane of abutment of the base plate Preferably, the dimensions of the major surface and the base plate may be greater in directions parallel to the main plane of the main surface or base plate as the dimensions of the base plate in a direction perpendicular to
Hauptersteckungsebene. "Größer" kann in diesem Zusammenhang mindestens zweimal so groß, bevorzugt mindestens fünfmal so groß und besonders bevorzugt mindestens zehnmal so groß bedeuten.Hauptersteckungsebene. "Greater" in this context may mean at least twice as large, preferably at least five times as large, and most preferably at least ten times as large.
Dabei kann die flache Hauptoberfläche eben sein oder eine oder mehrere Oberflächenstrukturen umfassen, die jeweils eine Höhe senkrecht zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche aufweisen, die kleiner als die Abmessungen der Hauptoberfläche entlang von Richtungen parallel zur Hauptersteckungsebene sind. „Kleiner" kann in diesem Zusammenhang um mindestens einen Faktor 2 kleiner, bevorzugt um mindestens einen Faktor 5 kleiner und besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 10 kleiner bedeuten.In this case, the flat main surface may be flat or comprise one or more surface structures, each having a height perpendicular to the main plane of the main surface of the main surface, which are smaller than the dimensions of the main surface along directions parallel to the Hauptersteckungsebene. "Smaller" in this context may be smaller by at least a factor of 2, preferably smaller by at least a factor of 5, and particularly preferably smaller by at least a factor of 10.
„Lateral zueinander benachbart" kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge auf einem ersten Teilbereich der Hauptoberfläche angeordnet ist und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge auf einem zweiten Teilbereich. Der erste und zweite Teilbereich können dabei voneinander verschieden sein und können weiterhin direkt und unmittelbar aneinander angrenzen. Alternativ kann die Hauptoberfläche einen dritten Teilbereich zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich aufweisen, auf dem keine Strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist und der frei von einer Strahlungsemittierenden Schichtenfolge ist. Insbesondere kann eine lateral zueinander benachbarte Anordnung eine Anordnung in einer Richtung parallel zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche bedeuten. Eine erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge ist insbesondere dann nicht lateral zu einer zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge benachbart, wenn die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge auf der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge angeordnet ist."Lateral adjacent to each other" may mean here and below that the first radiation-emitting layer sequence on a first portion of the Main surface is arranged and the second radiation-emitting layer sequence on a second portion. The first and second sub-areas may be different from each other and may further adjoin each other directly and directly. Alternatively, the main surface may have a third subregion between the first and second subregions, on which no radiation-emitting layer sequence is arranged and which is free of a radiation-emitting layer sequence. In particular, a laterally adjacent arrangement may mean an arrangement in a direction parallel to the main plane of penetration of the main surface. A first radiation-emitting layer sequence is not adjacent to a second radiation-emitting layer sequence, in particular, when the first radiation-emitting layer sequence is arranged on the second radiation-emitting layer sequence.
Dass eine Schicht oder ein Element „auf" oder „über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element oder auch „zwischen" zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar im direkten mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element beziehungsweise zwischen den zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element beziehungsweise zwischen den zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise den zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet sein.The fact that a layer or an element is arranged or applied "on" or "above" another layer or another element or also "between" two other layers or elements may here and in the following mean that the one layer or the one The element may also be arranged directly in direct mechanical and / or electrical contact on the other layer or the other element or between the two other layers or elements Furthermore, it may also mean that the one layer or the one element indirectly on or over the other layer or the other element or between the two other layers or elements, in which case further layers and / or elements may be arranged between the one and the other be arranged other layer or the other two layers or elements.
„Strahlung", „elektromagnetische Strahlung" und „Licht" kann hier und im Folgenden elektromagnetische Strahlung mit zumindest einer Wellenlängen beziehungsweise einer spektralen Komponente in einem infraroten bis ultravioletten Wellenlängenbereich bedeuten. Insbesondere kann dabei infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung bezeichnet sein."Radiation", "electromagnetic radiation" and "light" may here and below mean electromagnetic radiation having at least one wavelength or one spectral component in an infrared to ultraviolet wavelength range, in particular infrared, visible and / or ultraviolet electromagnetic radiation.
„Aktive Schicht" einer Strahlungsemittierenden Schichtenfolge kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die aktive Schicht geeignet und dafür vorgesehen ist, im elektronischen Betrieb der Strahlungsemittierenden Schichtenfolge elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und abzustrahlen."Active layer" of a radiation-emitting layer sequence here and in the following can mean that the active layer is suitable and intended to generate and radiate electromagnetic radiation during electronic operation of the radiation-emitting layer sequence.
Werden gleichartige Strahlungsemittierende Schichtenfolgen mit aktiven Schichten zueinander benachbart angeordnet, so kann es bei bekannten Anordnungen möglich sein, dass die aktiven Schichten der benachbarten Schichtenfolgen in einer Ebene liegen. Dadurch kann es möglich sein, dass elektromagnetische Strahlung, die von einerIf similar radiation-emitting layer sequences with active layers are arranged adjacent to one another, then with known arrangements it may be possible for the active layers of the adjacent layer sequences to lie in one plane. This may make it possible for electromagnetic radiation emitted by a
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge abgestrahlt wird, in die aktive Schicht der benachbarten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge eingestrahlt wird und diese ebenfalls zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung anregen kann. Derartiges so genanntes optisches Übersprechen („cross talk") zwischen direkt benachbarten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen kann sich insbesondere dann sehr störend auswirken, wenn die benachbarte strahlungsemittierende Schichtenfolge in einem ausgeschalteten Zustand ist und gerade keine elektromagnetische Strahlung abstrahlen soll. Um ein optisches Übersprechen in bekannten Bauelementen zu verhindern, werden zusätzliche Abblendstreifen zwischen benachbarten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen angeordnet, die einen höheren Herstellungs- als auch Kostenaufwand erfordern.Radiation emitting layer sequence is radiated, is irradiated in the active layer of the adjacent radiation-emitting layer sequence and this can also stimulate the generation of electromagnetic radiation. Such so-called optical cross-talk between directly adjacent radiation-emitting layer sequences can have a particularly disturbing effect, in particular if the adjacent radiation-emitting layer sequence is in a switched-off state and if it is not intended to emit electromagnetic radiation To prevent optical crosstalk in known devices, additional Abblendstreifen between adjacent radiation-emitting layer sequences are arranged, which require a higher manufacturing and cost.
Dadurch, dass bei dem hier beschriebenen optoelektronischen Strahlungsemittierenden Bauelement die erste aktive Schicht der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die zweite aktive Schicht der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, kann das optische Übersprechen zwischen den aktiven Schichten vermindert oder verhindert werden. Das kann dadurch möglich sein, dass elektromagnetische Strahlung, die beispielsweise von der ersten aktiven Schicht abgestrahlt wird, nicht mehr oder nur in stark vermindertem Maße in die zweite aktive Schicht eingestrahlt werden kann. Dadurch kann es möglich sein, dass beispielsweise die erste aktive Schicht im elektronischen Betrieb die zweite aktive Schicht, die beispielsweise gerade in einem ausgeschalteten Zustand ist, nicht mehr oder nur in stark vermindertem Maße zur Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung anregen kann. Im Vergleich zu bekannten Anordnungen von zueinander benachbarten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen, bei denen die aktiven Schichten in derselben Ebene liegen, kann somit beispielsweise das Kontrastverhältnis zwischen den AbStrahlungsintensitäten einer Strahlungsemittierenden Schichtenfolge im Betrieb und einer dazu benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolge im ausgeschalteten Zustand wirkungsvoll erhöht werden, ohne dass wie oben beschrieben Abblendstreifen nötig sind. Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und/oder die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. Unter InGaAlN- basierte Halbleiterchips und Halbleiterschichtenfolgen fallen insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge in der Regel eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V- Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGai-χ-yN mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist.The fact that in the optoelectronic radiation-emitting component described here the first active layer of the first radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence are arranged in different planes, the optical crosstalk between the active layers can be reduced or prevented. This may be possible because electromagnetic radiation, which is radiated, for example, from the first active layer, can no longer or only to a greatly reduced extent be radiated into the second active layer. As a result, it may be possible that, for example, the first active layer in electronic operation can no longer stimulate the second active layer, which is currently in an off state, for example, or only to a greatly reduced extent for the emission of electromagnetic radiation. Compared to known arrangements of mutually adjacent radiation-emitting layer sequences in which the active layers lie in the same plane, the contrast ratio between the radiation intensities of a radiation-emitting layer sequence during operation and an adjacent radiation-emitting layer sequence in the switched-off state can be effectively increased without such Abblendstreifen are necessary described above. The first radiation-emitting layer sequence and / or the second radiation-emitting layer sequence can be embodied as an epitaxial layer sequence or as a radiation-emitting semiconductor chip with an epitaxial layer sequence, that is to say as an epitaxially grown semiconductor layer sequence. In this case, the semiconductor layer sequence can be embodied, for example, on the basis of InGaAlN. Among InGaAlN-based semiconductor chips and semiconductor layer sequences fall in particular those in which the epitaxially produced semiconductor layer sequence usually has a layer sequence of different individual layers containing at least one single layer comprising a material of the III-V compound semiconductor material system In x Al y Gai-χ - y N with 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 and x + y ≤ 1.
Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis auf InGaAlN aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung in einem ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren.For example, semiconductor layer sequences comprising at least one InGaAlN based active layer may preferentially emit electromagnetic radiation in an ultraviolet to green wavelength range.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch auf InGaAlP basieren, das heißt, dass die Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine Einzelschicht ein Material aus dem III-V-Alternatively or additionally, the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip can also be based on InGaAlP, that is to say that the semiconductor layer sequence can have different individual layers, of which at least one individual layer comprises a material from the III-V element.
Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlγGai-x-yP mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist.Compound semiconductor material system In x Al γ Gai- x -yP with 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 and x + y ≤ 1.
Halbleiterschichtenfolgen oder Halbleiterchips, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einen grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch andere III-V- Verbindungshalbleitermaterialsysteme, beispielsweise ein AlGaAs-basiertes Material, oder II-VI-For example, semiconductor layer sequences or semiconductor chips having at least one active layer based on InGaAlP may emit electromagnetic radiation having one or more spectral components in a green to red wavelength range. Alternatively or additionally, the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip may also comprise other III-V compound semiconductor material systems, for example an AlGaAs-based material, or II-VI-
Verbindungshalbleitermaterialsysteme aufweisen. Insbesondere kann eine aktive Schicht, die ein AlGaAs-basiertes Material aufweist, geeignet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einem roten bis infraroten Wellenlängenbereich zu emittieren.Have compound semiconductor material systems. In particular, an active layer comprising an AlGaAs-based material may be capable of emitting electromagnetic radiation having one or more spectral components in a red to infrared wavelength range.
Die erste und/oder zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge kann weiterhin ein Substrat aufweisen, auf dem die oben genannten III-V- oder II-VI-The first and / or second radiation-emitting layer sequence can furthermore have a substrate on which the above-mentioned III-V or II-VI
Verbindungshalbleitermaterialsystem abgeschieden oder aufgebracht sind. Das Substrat kann dabei ein Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes Verbindungshalbleitermaterialsystem umfassen. Insbesondere kann das Substrat auch GaP, GaN, SiC, Si und/oder Ge umfassen oder aus einem solchen Material sein. Das Substrat kann ein AufwachsSubstrat sein, auf dem die oben genannten Verbindungshalbleitermaterialien als Epitaxieschichtenfolge aufgewachsen sind. Weiterhin kann das Substrat ein TrägerSubstrat sein, auf das die auf ein Aufwachssubstrat aufgewachsene Epitaxieschichtenfolge aufgebracht übertragen und aufgebracht wird. Insbesondere kann das AufwachsSubstrat vor oder nach dem Aufbringen der Epitaxieschichtenfolge entfernt werden. Insbesondere kann eine Strahlungsemittierende Schichtenfolge mit einem Trägersubstrat als Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ausgebildet sein.Compound semiconductor material system deposited or applied. The substrate may comprise a semiconductor material, for example a compound semiconductor material system mentioned above. In particular, the substrate may also comprise or be made of GaP, GaN, SiC, Si and / or Ge. The substrate may be a growth substrate on which the above-mentioned compound semiconductor materials are grown as an epitaxial layer sequence. Furthermore, the substrate may be a carrier substrate, onto which the epitaxial layer sequence grown on a growth substrate is transferred and applied in an applied manner. In particular, the growth substrate may be removed before or after application of the epitaxial layer sequence. In particular, a radiation-emitting layer sequence with a carrier substrate can be formed as a thin-film light-emitting diode chip.
Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip kann sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale auszeichnen: an einer zum TrägerSubstrat hin gewandten ersten Hauptfläche der als Epitaxieschichtenfolge ausgebildeten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der aktiven Schicht der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in die Epitaxieschichtenfolge zurückreflektiert; die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 um auf; und die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine DurchmischungsStruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der epitaktischen Epitaxieschichtenfolge führt, d.h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.A thin-film light-emitting diode chip can be characterized in particular by the following characteristic features: A reflective layer is applied or formed on a first main surface of the radiation-emitting layer sequence designed as an epitaxial layer sequence, which reflects back at least part of the electromagnetic radiation generated in the active layer of the epitaxial layer sequence into the epitaxial layer sequence; the epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range of 10 μm; and the epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer with at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the epitaxial epitaxial layer sequence, ie it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.
Ein Grundprinzip eines Dünnschicht-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in I. Schnitzer et al . , Appl . Phys . Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174 - 2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.A basic principle of a thin-film light-emitting diode chip is described, for example, in I. Schnitzer et al. , Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174 - 2176, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ist in guter Näherung ein Lambert 'scher Oberflächenstrahler und eignet sich von daher besonders gut für die Anwendung in einem Scheinwerfer.A thin-film light-emitting diode chip is, to a good approximation, a Lambert surface radiator and is therefore particularly well suited for use in a headlight.
Die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge und/oder die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge kann als aktiven Bereich beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, einen p-i-n-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach- Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach- Quantentopfstruktur (MQW-Struktur) aufweisen. Die strahlungsemittierenden Schichtenfolgen können neben der jeweiligen aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder Löchertransportschichten, p- oder n-dotierte Confinement-, Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus . Solche Strukturen die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.The first radiation-emitting layer sequence and / or the second radiation-emitting layer sequence can have as active region, for example, a conventional pn junction, a pin junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure) , The In addition to the respective active layer, radiation-emitting layer sequences may comprise further functional layers and functional regions, for example p- or n-doped charge carrier transport layers, ie electron or hole transport layers, p- or n-doped confinement, cladding or waveguide layers, barrier layers, planarization layers, buffer layers , Protective layers and / or electrodes and combinations thereof. Such structures relating to the active layer or the further functional layers and regions are known to the person skilled in the art, in particular with regard to structure, function and structure, and are therefore not explained in greater detail here.
Darüber hinaus können zusätzliche Schichten, etwa Pufferschichten, Barriereschichten und/oder Schutzschichten auch senkrecht zur Aufwachsrichtung derIn addition, additional layers, such as buffer layers, barrier layers and / or protective layers also perpendicular to the growth direction of the
Halbleiterschichtenfolge beispielsweise um die erste und/oder zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge herum angeordnet sein, also etwa auf den Seitenflächen der strahlungsemittierenden Schichtenfolgen.Semiconductor layer sequence, for example, be arranged around the first and / or second radiation-emitting layer sequence around, that is approximately on the side surfaces of the radiation-emitting layer sequences.
Die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht können jeweils eine Hauptersteckungsebene aufweisen, die senkrecht zur Aufwachsrichtung der ersten beziehungsweise zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge sein kann. Weiterhin können die erste aktive Schicht eine erste Dicke und die zweite aktive Schicht eine zweite Dicke aufweisen, die gleich oder verschieden sind. Die Hauptersteckungsebene einer aktiven Schicht kann dabei bevorzugt als Symmetrieebene ausgebildet sein, die die aktive Schicht in zwei symmetrische Teilschichten mit jeweils halber Dicke teilt. Dass die erste und zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind und somit nicht in derselben Ebene liegen, kann insbesondere bedeuten, dass es keine Ebene gibt, die gleichzeitig parallel zur Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht ist, parallel zur Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht ist und sich durch die erste und die zweite aktive Schicht erstreckt beziehungsweise diese schneidet. Die erste Dicke der ersten Schicht und/oder die zweite Dicke der zweiten aktiven Schicht kann dabei je nach den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen größer oder gleich 10 nm und kleiner oder gleich einigen hundert Nanometern sein.The first active layer and the second active layer may each have a main plane of propagation, which may be perpendicular to the growth direction of the first or second radiation-emitting layer sequence. Furthermore, the first active layer may have a first thickness and the second active layer may have a second thickness that are the same or different. In this case, the main plane of propagation of an active layer can preferably be formed as a plane of symmetry which divides the active layer into two symmetrical partial layers each having half the thickness. That the first and second active layer in different levels and, thus, are not in the same plane, may mean, in particular, that there is no plane parallel to the main plane of insertion of the first active layer, parallel to the main plane of insertion of the second active layer, and extending through the first and second active layers or this cuts. Depending on the embodiments described above, the first thickness of the first layer and / or the second thickness of the second active layer may be greater than or equal to 10 nm and less than or equal to a few hundred nanometers.
Die erste aktive Schicht der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die zweite aktive Schicht der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge können dabei beispielsweise zueinander verkippt sein. Die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht kann dabei um einen Winkel gegenüber der Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht verdreht sein. Das kann bedeuten, dass sich die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht und die Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht in einer Geraden schneiden und einen Winkel von größer als 0° miteinander einschließen. Der Winkel kann beispielsweise größer oder gleich 1° und bevorzugt größer oder gleich 5° und besonders bevorzugt größer oder gleich 10° sein.The first active layer of the first radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence can be tilted relative to each other, for example. The main plane of the first active layer can be rotated by an angle with respect to the main plane of the second active layer. This may mean that the main plane of insertion of the first active layer and the main plane of the second active layer intersect in a straight line and enclose an angle of greater than 0 ° with each other. The angle may, for example, be greater than or equal to 1 ° and preferably greater than or equal to 5 ° and particularly preferably greater than or equal to 10 °.
Weiterhin können die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht auch parallel zueinander sein. Da die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen im oben beschriebenen Sinne angeordnet sind, kann das insbesondere bedeuten, dass die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht parallel zur Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht ist und von dieser einen Abstand von mehr als der Summe der halben ersten Dicke der ersten aktiven Schicht und der halben zweiten Dicke der zweiten aktiven Schicht aufweist. Bevorzugt kann der Abstand zumindest dem zweifachen oder zumindest dem zehnfachen, besonders bevorzugt dem hundertfachen dieser Summe entsprechen. Der Abstand der Hauptersteckungsebenen der ersten und zweiten aktiven Schicht zueinander kann beispielsweise größer oder gleich 1 um oder größer oder gleich 10 um oder größer oder gleich 50 um sein kann.Furthermore, the first active layer and the second active layer may also be parallel to one another. Since the first active layer and the second active layer are arranged in different planes in the sense described above, this may mean, in particular, that the main plane of the first active layer is parallel to the first plane Main separation plane of the second active layer and from this has a distance of more than the sum of half the first thickness of the first active layer and half the second thickness of the second active layer. Preferably, the distance may correspond to at least twice or at least ten times, particularly preferably one hundred times, this sum. For example, the distance of the main planes of attachment of the first and second active layers to each other may be greater than or equal to 1 μm or greater than or equal to 10 μm or greater than or equal to 50 μm.
Weiterhin kann die erste aktive Schicht in einer ersten Höhe über der Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche oder der Hauptersteckungsebene der Grundplatte angeordnet sein. Die zweite aktive Schicht kann dementsprechend in einer zweiten Höhe angeordnet sein. Die erste Höhe und die zweite Höhe können dabei gleich sein. Alternativ können die erste Höhe und die zweite Höhe verschieden sein und sich um zumindest die oben genannte Summe der halben ersten Dicke der ersten aktiven Schicht und der halben zweiten Dicke der zweiten aktiven Schicht, bevorzugt um zumindest ein Zweifaches oder zumindest ein Zehnfaches dieser Summe und besonders bevorzugt um zumindest ein Hundertfaches dieser Summe unterscheiden. Dabei können die erste und zweite aktive Schicht parallel oder zueinander verkippt angeordnet sein.Furthermore, the first active layer may be disposed at a first height above the main plane of penetration of the main surface or the main plane of attachment of the base plate. The second active layer may accordingly be arranged at a second height. The first height and the second height can be the same. Alternatively, the first height and the second height may be different and may be at least the above-mentioned sum of the first half thickness of the first active layer and the second half thickness of the second active layer, preferably at least twice or at least ten times this sum and more preferably differ by at least a hundred times this sum. In this case, the first and second active layer can be arranged parallel or tilted relative to one another.
Die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge kann weiterhin eine der Hauptoberfläche der Grundplatte zugewandte erste Montagefläche aufweisen, während die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge eine der Hauptoberfläche der Grundplatte zugewandte zweite Montagefläche aufweisen kann. Dabei kann der Abstand der ersten Montagefläche zur ersten aktiven Schicht verschieden vom Abstand der zweiten Montagefläche zur zweiten aktiven Schicht sein.The first radiation-emitting layer sequence can furthermore have a first mounting surface facing the main surface of the base plate, while the second radiation-emitting layer sequence can have a second mounting surface facing the main surface of the base plate. In this case, the distance of the first mounting surface to the first active layer may be different from the distance of the second mounting surface to the second active layer.
Insbesondere kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge ein erstes Substrat mit einer ersten Dicke aufweisen, während die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge ein zweites Substrat mit einer zweiten Dicke aufweisen kann. Das erste und/oder das zweite Substrat können zumindest eines der oben genannten Substratmaterialien aufweisen und jeweils ein Aufwachs- oder TrägerSubstrat sein oder umfassen. Die erste Dicke des ersten Substrats und die zweite Dicke des zweiten Substrats können verschieden voneinander sein. Rein beispielhaft kann das erste Substrat etwa eine erste Dicke von etwa 200 um aufweisen, während das zweite Substrat eine zweite Dicke von etwa 100 um aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge eine Zwischenschicht zwischen dem ersten Substrat und der ersten aktiven Schicht aufweisen, die eine größere Dicke als eine entsprechende Schicht in der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge zwischen dem ersten Substrat und der ersten aktiven Schicht eine Zwischenschicht aufweisen, die in der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge nicht vorhanden ist. Durch voneinander verschieden dicke erste und zweite Substrate und/oder Zwischenschichten kann es möglich sein, dass die erste aktive Schicht eine erste Höhe im oben beschriebenen Sinn aufweist, die verschieden von der oben beschriebenen zweiten Höhe der zweiten aktiven Schicht ist. Ebenso können die Hauptersteckungsebenen der ersten und der zweiten aktiven Schicht dadurch einen wie oben beschriebenen Abstand zueinander aufweisen. Weiterhin kann die Grundplatte auf der Hauptoberfläche eine erste Oberflächenstruktur aufweisen, die beispielsweise eine Erhebung oder eine Vertiefung umfassen kann. Dazu kann die Hauptoberfläche einen als Oberflächenstruktur ausgebildeten ersten Teilbereich aufweisen, auf dem die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist und der gegenüber einem zweiten Teilbereich, auf dem die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet sein kann, erhöht oder erniedrigt ist. Die Erhebung oder Vertiefung kann dabei beispielsweise stufenförmig ausgebildet sein.In particular, the first radiation-emitting layer sequence can have a first substrate with a first thickness, while the second radiation-emitting layer sequence can have a second substrate with a second thickness. The first and / or the second substrate may comprise at least one of the abovementioned substrate materials and may each be or comprise a growth or carrier substrate. The first thickness of the first substrate and the second thickness of the second substrate may be different from each other. For example only, the first substrate may have a first thickness of about 200 microns while the second substrate may have a second thickness of about 100 microns. Alternatively or additionally, the first radiation-emitting layer sequence may have an intermediate layer between the first substrate and the first active layer that is greater in thickness than a corresponding layer in the second radiation-emitting layer sequence. Alternatively or additionally, the first radiation-emitting layer sequence between the first substrate and the first active layer may have an intermediate layer that is not present in the second radiation-emitting layer sequence. By different thickness first and second substrates and / or intermediate layers, it may be possible that the first active layer has a first height in the sense described above, which is different from the second height of the second active layer described above. Likewise, the main planes of the first and second active layers may thereby have a distance from each other as described above. Furthermore, the base plate on the main surface may have a first surface structure, which may comprise, for example, a protrusion or a depression. For this purpose, the main surface may have a first subregion formed as a surface structure, on which the first radiation-emitting layer sequence is arranged and which is increased or decreased in relation to a second subregion on which the second radiation-emitting layer sequence can be arranged. The survey or depression may be formed, for example step-shaped.
Alternativ oder zusätzlich kann die Erhebung oder Vertiefung rampenförmig ausgebildet sein. Das kann bedeuten, dass die Hauptoberfläche einen als Oberflächenstruktur ausgebildeten ersten Teilbereich aufweist, auf dem die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist und der nicht parallel zu einem zweiten Teilbereich der Hauptoberfläche ist, auf dem die zweiteAlternatively or additionally, the elevation or depression may be formed in a ramp shape. This may mean that the main surface has a first subregion formed as a surface structure, on which the first radiation-emitting layer sequence is arranged and which is not parallel to a second subregion of the main surface, on which the second surface
Strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist. Dadurch kann es möglich sein, dass die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht verkippt zueinander angeordnet sind.Radiation-emitting layer sequence is arranged. As a result, it may be possible for the first active layer and the second active layer to be arranged tilted relative to one another.
Weiterhin kann die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge teilweise auf der ersten Oberflächenstruktur der Hauptoberfläche angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass die Strahlungsemittierende Schichtenfolge nur teilweise in einer Vertiefung oder auf einer Erhöhung der Hauptoberfläche angeordnet ist. Beispielsweise kann dadurch die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche und zur Hauptersteckungsebene der flachen Grundplatte verkippt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge zumindest teilweise auf der ersten Oberflächenstruktur angeordnet sein.Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence can be arranged partially on the first surface structure of the main surface. This may mean that the radiation-emitting layer sequence is arranged only partially in a depression or on an increase of the main surface. For example, the main plane of insertion of the first active layer may thereby be tilted to the main plane of the main surface of the main surface and to the main plane of the flat base plate. Alternatively or additionally, the second Radiation-emitting layer sequence may be at least partially disposed on the first surface structure.
Weiterhin kann die flache Grundplatte auf der Hauptoberfläche eine zweite Oberflächenstruktur aufweisen, die lateral benachbart zur ersten Oberflächenstruktur angeordnet ist und auf der zumindest teilweise die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist. Die zweite Oberflächenstruktur kann eines oder mehrere Merkmale wie im Zusammenhang mit der ersten Oberflächenstruktur aufweisen. Insbesondere können die erste und die zweite Oberflächenstruktur gleichartig ausgebildet sein.Furthermore, the flat base plate on the main surface may have a second surface structure, which is arranged laterally adjacent to the first surface structure and on which at least partially the second radiation-emitting layer sequence is arranged. The second surface structure may have one or more features as related to the first surface structure. In particular, the first and the second surface structure may be similar.
Zur mechanischen Befestigung und/oder zur elektrischen Ankontaktierung kann zwischen der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und der Hauptoberfläche eine VerbindungsSchicht angeordnet sein, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist. Die erste Oberfläche der VerbindungsSchicht kann an die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge angrenzen. Insbesondere kann die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge eine der Hauptoberfläche der flachen Grundplatte zugewandte Montagefläche aufweisen, die an die erste Oberfläche der Verbindungsschicht angrenzen kann. Die VerbindungsSchicht kann eine zweite Oberfläche aufweisen, die an die Hauptoberfläche angrenzen kann. Beispielsweise kann die flache Grundplatte auf der Hauptoberfläche zumindest eine Leiterbahn zur elektrischen Ankontaktierung und/oder einen Montagebereich aufweisen, worauf die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge mittels der Verbindungsschicht angeordnet ist. Beispielsweise kann die erste Oberfläche der Verbindungsschicht zur zweiten Oberfläche verkippt sein, wodurch eine verkippte Anordnung der ersten aktiven Schicht zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche und/oder eine verkippte Anordnung der ersten aktiven Schicht zur zweiten aktiven Schicht möglich sein kann.For mechanical fastening and / or for electrical contacting, a connecting layer may be arranged between the first radiation-emitting layer sequence and the main surface, which has a first surface and a second surface. The first surface of the connection layer may adjoin the first radiation-emitting layer sequence. In particular, the first radiation-emitting layer sequence can have a mounting surface facing the main surface of the flat base plate, which can adjoin the first surface of the connection layer. The bonding layer may have a second surface which may adjoin the major surface. For example, the flat base plate may have on the main surface at least one conductor track for electrical contacting and / or a mounting region, whereupon the first radiation-emitting layer sequence is arranged by means of the connecting layer. For example, the first surface of the tie layer may be tilted to the second surface, resulting in a tilted arrangement the first active layer may be possible to the main plane of the main surface of the main surface and / or a tilted arrangement of the first active layer to the second active layer.
Die Verbindungsschicht kann zur elektrischen Ankontaktierung und zur Befestigung der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge beispielsweise eine Lötschicht mit einem Lot und/oder eine elektrisch leitende Klebeschicht mit einem elektrisch leitenden Klebstoff aufweisen. Alternativ kann die Verbindungsschicht zur elektrisch isolierenden Befestigung eine Klebeschicht mit einem elektrisch isolierenden Klebstoff aufweisen.The connection layer may have, for example, a solder layer with a solder and / or an electrically conductive adhesive layer with an electrically conductive adhesive for electrical contacting and for fastening the first radiation-emitting layer sequence. Alternatively, the connection layer for electrically insulating attachment may have an adhesive layer with an electrically insulating adhesive.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verbindungsschicht zwischen der Hauptoberfläche und der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge angeordnet sein, die eines oder mehrere Merkmale der Verbindungsschicht zwischen der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge und der Hauptoberfläche aufweisen kann. Weiterhin können die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge auch auf derselben Verbindungsschicht angeordnet sein.Alternatively or additionally, a connection layer may also be arranged between the main surface and the second radiation-emitting layer sequence, which may have one or more features of the connection layer between the first radiation-emitting layer sequence and the main surface. Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence can also be arranged on the same connection layer.
Das Strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement kann weiterhin auf der Hauptoberfläche der Grundplatte eine Mehrzahl von ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen und eine Mehrzahl von zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen aufweisen, die derart angeordnet sind, dass die ersten aktiven Schichten der erstenThe radiation-emitting optoelectronic component may further comprise a plurality of first radiation-emitting layer sequences on the main surface of the base plate and a plurality of second radiation-emitting layer sequences arranged such that the first active layers of the first
Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen nicht in derselben Ebene wie die zweiten aktiven Schichten der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen liegen. Dazu können die ersten und zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen beispielsweise in zueinander benachbarten Reihen angeordnet sein, zwischen denen ein optisches Übersprechen verhindert oder zumindest vermindert werden kann. Weiterhin können die ersten und zweiten Schichtenfolgen beispielsweise abwechseln in einem Schachbrett-artigen Muster angeordnet sein.Radiation-emitting layer sequences are not in the same plane as the second active layers of the second radiation-emitting layer sequences. Can do this For example, the first and second radiation-emitting layers may be arranged in mutually adjacent rows between which optical crosstalk can be prevented or at least reduced. Furthermore, the first and second layer sequences may, for example, be arranged alternately in a checkerboard-like pattern.
Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge beziehungsweise jede der Mehrzahl der ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen können elektromagnetische Strahlung aus einem gleichen oder zueinander verschiedenen Wellenlängenbereichen abstrahlen. Weiterhin können die ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen und die zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sein.The first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence or each of the plurality of first and second radiation-emitting layer sequences can emit electromagnetic radiation from a same or mutually different wavelength ranges. Furthermore, the first radiation-emitting layer sequences and the second radiation-emitting layer sequences can be electrically controlled independently of one another.
Die flache Grundplatte kann ein Metall, einen Kunststoff und/oder ein Glas aufweisen. Die flache Grundplatte kann dabei beispielsweise durch einen Formprozess wie Spritzgießen, Spritzpressen, Ziehen oder Walzen herstellbar sein. Weiterhin kann die Grundplatte bevorzugt ein Keramikmaterial aufweisen und aus mehreren Grünlingschichten aufgebaut sein. Dadurch kann beispielsweise eine einfache Fertigung der flachen Grundplatte mit den oben genannten ersten und/oder zweiten Oberflächestrukturen möglich sein.The flat base plate may comprise a metal, a plastic and / or a glass. The flat base plate can be produced, for example, by a molding process such as injection molding, transfer molding, drawing or rolling. Furthermore, the base plate may preferably comprise a ceramic material and be composed of several green sheets. As a result, for example, a simple production of the flat base plate with the above-mentioned first and / or second surface structures may be possible.
Weiterhin können auf der Hauptoberfläche elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Ankontaktierung der ersten und zweiten strahlungsemittierende Schichtenfolge vorgesehen sein. Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge können dabei über Bonddrähte und/oder über elektrische Kontaktschichten, beispielsweise auf einer Montagefläche, elektrisch ankontaktierbar sein. Weiterhin können die erste und/oder zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge über eine drahtlose Kontaktierung elektrisch an die flache Grundplatte anschließbar sein. Ein optoelektronisches Bauelement mit drahtloser Kontaktierung ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 050 371 Al gezeigt, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Weiterhin können die erste und/oder die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge in einer so genannten Flip-Chip-Ausführung über zwei der Hauptoberfläche zugewandte Metallkontakte elektrisch kontaktierbar sein.Furthermore, electrical interconnects for electrical contacting of the first and second radiation-emitting layer sequences can be provided on the main surface. The first radiation-emitting layer sequence and the The second radiation-emitting layer sequence can be electrically contactable via bonding wires and / or via electrical contact layers, for example on a mounting surface. Furthermore, the first and / or second radiation-emitting layer sequence can be electrically connected to the flat base plate via a wireless contact. An optoelectronic component with wireless contacting is shown in the published patent application DE 10 2004 050 371 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference. Furthermore, the first and / or the second radiation-emitting layer sequence can be electrically contactable in a so-called flip-chip design via two metal contacts facing the main surface.
Weiterhin kann zumindest die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge eine erste Wellenlängenkonversionsschicht aufweisen, die der ersten aktiven Schicht in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge können dabei derart ausgeführt sein, dass zugleich sowohl wie oben beschrieben die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht als auch die erste Wellenlängenkonversionsschicht der erstenFurthermore, at least the first radiation-emitting layer sequence may have a first wavelength conversion layer, which is arranged downstream of the first active layer in the emission direction. The first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence can be embodied such that both the first active layer and the second active layer as well as the first wavelength conversion layer of the first
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die zweite aktive Schicht der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence are arranged in different planes.
Weiterhin kann die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge eine zweite Wellenlängenkonversionsschicht aufweisen, die der zweiten aktiven Schicht in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge können dabei derart ausgeführt sein, dass zugleich sowohl wie oben beschrieben die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht als auch die zweite Wellenlängenkonversionsschicht der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die erste aktive Schicht der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Furthermore, the second radiation-emitting layer sequence can have a second wavelength conversion layer, which is arranged downstream of the second active layer in the emission direction. The first radiation-emitting layer sequence and the second In this case, radiation-emitting layer sequences can be embodied such that both the first active layer and the second active layer and the second wavelength conversion layer of the second radiation-emitting layer sequence and the first active layer of the first radiation-emitting layer sequence are arranged in different planes at the same time.
Die erste und/oder die zweite Wellenlängenkonversionsschicht können geeignet sein, zumindest einen Teil der von der ersten beziehungsweise von der zweiten aktiven Schicht abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung in elektromagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge beziehungsweise einem anderen Spektralbereich umzuwandeln. Rein beispielhaft sein ausgeführt, dass die erste aktive Schicht geeignet sein kann, blaue elektromagnetische Strahlung abzustrahlen. Die erste Wellenlängenkonversionsschicht kann geeignet sein, zumindest einen Teil der blauen elektromagnetischen Strahlung in gelbe elektromagnetische Strahlung umzuwandeln, so dass die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge einen weißfarbigen Leuchteindruck durch eine Überlagerung der im ersten aktiven Bereich erzeugten blauen elektromagnetischen Strahlung und der in der ersten Wellenlängenkonversionsschicht erzeugten gelben elektromagnetischen Strahlung erwecken kann. Weiterhin kann auch die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge durch eine derartige Ausbildung der zweiten aktiven Schicht und der zweiten WeIlenlängenkonversionsSchicht einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken.The first and / or the second wavelength conversion layer may be suitable for converting at least part of the electromagnetic radiation emitted by the first or the second active layer into electromagnetic radiation having a different wavelength or a different spectral range. By way of example only, it may be stated that the first active layer may be capable of emitting blue electromagnetic radiation. The first wavelength conversion layer may be suitable for converting at least part of the blue electromagnetic radiation into yellow electromagnetic radiation, such that the first radiation-emitting layer sequence produces a white-colored luminous impression due to a superposition of the blue electromagnetic radiation generated in the first active region and the yellow electromagnetic generated in the first wavelength conversion layer Can bring radiation. Furthermore, the second radiation-emitting layer sequence can also give a white-colored luminous impression due to such a configuration of the second active layer and the second wavelength conversion layer.
Weitere Ausgestaltungen des ersten und/oder des zweiten aktiven Bereichs und/oder der ersten und/oder der zweiten Wellenlängenkonversionsschicht zur Erreichung eines bestimmten Leuchteindrucks sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt.Further embodiments of the first and / or the second active region and / or the first and / or the second wavelength conversion layer for achieving a certain luminous impression are known in the art and will not be further elaborated here.
Werden eine Wellenlängenkonversionsschicht einer Strahlungsemittierenden Schichtenfolge und eine aktive Schicht einer anderen Strahlungsemittierenden Schichtenfolge zueinander benachbart angeordnet, so kann es bei bekannten Anordnungen möglich sein, dass elektromagnetische Strahlung, die von der aktiven Schicht abgestrahlt wird, in die Wellenlängenkonversionsschicht der benachbarten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge eingestrahlt wird und diese zur Konversion Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung anregen kann. Wie das oben beschriebene optische Übersprechen („cross talk" ) zwischen direkt benachbarten aktiven Bereichen von Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen kann sich auch das optische Übersprechen zwischen einer aktiven Schicht und einer benachbartenIf a wavelength conversion layer of a radiation-emitting layer sequence and an active layer of another radiation-emitting layer sequence adjacent to each other, it may be possible in known arrangements that electromagnetic radiation emitted by the active layer is radiated into the wavelength conversion layer of the adjacent radiation-emitting layer sequence and this for conversion can stimulate generation of electromagnetic radiation. Like the cross-talk described above between directly adjacent active regions of radiation-emitting layers, optical crosstalk between an active layer and an adjacent layer may also be present
Wellenlängenkonversionsschicht insbesondere dann sehr störend auswirken, wenn die benachbarte Strahlungsemittierende Schichtenfolge mit der Wellenlängenkonversionsschicht in einem ausgeschalteten Zustand ist und gerade keine elektromagnetische Strahlung abstrahlen soll. Um ein optisches Übersprechen zwischen aktiven Schichten und WeI1enlängenkonversionsschichten benachbarter Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen in bekannten Bauelementen zu verhindern, werden zusätzliche Abblendstreifen zwischen benachbarten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen angeordnet, die einen höheren Herstellungs- als auch Kostenaufwand erfordern.Wavelength conversion layer in particular have a very disturbing effect, if the adjacent radiation-emitting layer sequence with the wavelength conversion layer in an off state and just should emit no electromagnetic radiation. In order to prevent optical crosstalk between active layers and wavelength conversion layers of adjacent radiation-emitting layer sequences in known components, additional dimming strips are arranged between adjacent radiation-emitting layer sequences, which require higher manufacturing costs as well as costs.
Dadurch, dass auch die erste aktive Schicht und die zweite Wellenlängenkonversionsschicht und/oder die zweite aktive Schicht und die erste Wellenlängenkonversionsschicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein können, kann zusätzlich zur oben beschriebene Vermeidung des optischen Übersprechens zwischen der ersten und zweiten aktiven Schicht der ersten beziehungsweise zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge ein optisches Übersprechen zwischen einem aktiven Bereich einer der Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen und der Wellenlängenkonversionsschicht einer anderen Strahlungsemittierenden Schichtenfolge verhindert werden. Somit kann auch im Falle einesCharacterized in that also the first active layer and the second wavelength conversion layer and / or the second active layer and the first wavelength conversion layer in In addition to the above-described avoidance of the optical crosstalk between the first and second active layer of the first and second radiation-emitting layer sequence, optical crosstalk between an active region of one of the radiation-emitting layer sequences and the wavelength conversion layer of another radiation-emitting layer sequence can be prevented. Thus, in the case of a
Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements mit Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen mitRadiation-emitting optoelectronic component with radiation-emitting layer sequences with
Wellenlängenkonversionsschichten ein hohes Kontrastverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge erreicht werden.Wavelength conversion layers, a high contrast ratio between the first and the second radiation-emitting layer sequence can be achieved.
Eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale hinsichtlich Anordnungen der ersten und zweiten aktiven Schicht zueinander, also beispielsweise eine verkippte Anordnung oder beispielsweise eine zueinander plan-parallel verschobene Anordnung, können dabei auch für die Anordnung der zweiten Wellenlängenkonversionsschicht zur ersten aktiven Schicht und/oder für die Anordnung der ersten Wellenlängenkonversionsschicht zur zweiten aktiven Schicht gelten.One or more of the features described above with respect to arrangements of the first and second active layer to one another, so for example, a tilted arrangement or, for example, a plan-parallel shifted arrangement, can also for the arrangement of the second wavelength conversion layer to the first active layer and / or for Arrangement of the first wavelength conversion layer to the second active layer apply.
Die erste und/oder die zweite Wellenlängenkonversionsschicht können jeweils einen Wellenlängenkonversionsstoff in einem Matrixmaterial aufweisen. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann dabei eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Granate der Seltenen Erden und der Erdalkalimetalle, beispielsweise YAG (Yttrium-Aluminium- Granat) , Nitride, Nitridosilikate, Sione, Sialone, Aluminate, Oxide, Halophosphate, Orthosilikate, Sulfide, Vanadate und Chlorosilikate. Weiterhin kann derThe first and / or the second wavelength conversion layer may each comprise a wavelength conversion substance in a matrix material. The wavelength conversion substance may comprise one or more of the following materials: rare earth and alkaline earth metal garnets, for example YAG (yttrium aluminum garnet), nitrides, nitridosilicates, sions, sialones, aluminates, oxides, halophosphates, orthosilicates, sulfides, vanadates and Chlorosilicates. Furthermore, the
Wellenlängenkonversionsstoff zusätzlich oder alternativ ein organisches Material umfassen, das aus einer Gruppe ausgewählt sein kann, die Perylene, Benzopyrene, Coumarine, Rhodamine und Azo-Farbstoffe umfasst. Weiterhin kann die erste und/oder die zweite Wellenlängenkonversionsschicht ein transparentes Klebemittel oder Matrixmaterial umfassen, das den oder die Wellenlängenkonversionsstoffe umgibt oder enthält oder das an den oder dieWavelength conversion material additionally or alternatively comprise an organic material which may be selected from a group comprising perylenes, benzopyrene, coumarins, rhodamines and azo dyes. Furthermore, the first and / or the second wavelength conversion layer may comprise a transparent adhesive or matrix material surrounding or containing the wavelength conversion substance (s) or the one or more
Wellenlängenkonversionsstoffe chemisch gebunden ist. Das transparente Klebemittel oder Matrixmaterial kann beispielsweise Siloxane, Epoxide, Acrylate, Methylmethacrylate, Imide, Carbonate, Olefine, Styrole, Urethane oder Derivate davon in Form von Monomeren, Oligomeren oder Polymeren und weiterhin auch Mischungen, Copolymere oder Verbindungen damit aufweisen. Beispielsweise kann das Klebemittel oder Matrixmaterial ein Epoxidharz, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol, Polycarbonat, Polyacrylat, Polyurethan oder ein Silikonharz wie etwa Polysiloxan oder Mischungen daraus umfassen oder sein.Wavelength conversion substances is chemically bonded. The transparent adhesive or matrix material may comprise, for example, siloxanes, epoxides, acrylates, methyl methacrylates, imides, carbonates, olefins, styrenes, urethanes or derivatives thereof in the form of monomers, oligomers or polymers and furthermore also mixtures, copolymers or compounds therewith. For example, the adhesive or matrix material may include or be an epoxy resin, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyurethane or a silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements die Schritte:According to a further embodiment, a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component comprises the steps:
A) Bereitstellung einer flachen Grundplatte mit einerA) Providing a flat base plate with a
Hauptoberfläche,Main surface,
B) Anordnen einer ersten StrahlungsemittierendenB) arranging a first radiation emitting
Schichtenfolge mit einer ersten aktiven Schicht und einer zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge mit einer zweiten aktiven Schicht lateral zueinander benachbart auf der Hauptoberfläche, wobei die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden. Insbesondere kann der Verfahrensschritt B dabei folgendeLayer sequence with a first active layer and a second radiation-emitting layer sequence with a second active layer laterally adjacent to each other on the main surface, wherein the first active layer and the second active layer are arranged in different planes. In particular, method step B can be the following
Teilschritte aufweisen:Have sub-steps:
Bl) Aufbringen einer zusammenhängenden VerbindungsSchicht auf der Hauptoberfläche,Bl) applying a coherent bonding layer on the main surface,
B2 ) Anordnen der ersten StrahlungsemittierendenB2) arranging the first radiation-emitting
Schichtenfolge und der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge auf der VerbindungsSchicht,Layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence on the connection layer,
B3 ) Herstellen einer Stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Verbindungsschicht und der ersten und zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge undB3) producing a cohesive connection between the connection layer and the first and second radiation-emitting layer sequence and
B4) Erwärmen der Verbindungsschicht zum zumindest teilweisen Verflüssigen der Verbindungsschicht und zum Herstellen einer gewölbten VerbindungsSchicht, so dass die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht zueinander verkippt angeordnet werden.B4) heating the bonding layer to at least partially liquefy the bonding layer and to form a domed bonding layer so that the first active layer and the second active layer are tilted toward each other.
Zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Verbindungsschicht und der ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge kann die Verbindungsschicht beispielsweise ein Lot aufweisen, das durch Erwärmen verflüssigt und durch anschließendes Abkühlen wieder verfestigt werden kann. Dabei kann die Verbindungsschicht im Teilschritt Bl als ebene Verbindungsschicht aufgebracht werden, wodurch die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht, die im Teilschritt B2 parallel zueinander angeordnet werden können, nach dem Schritt B3 immer noch parallel zueinander angeordnet sein können.In order to produce a cohesive connection between the connection layer and the first and second radiation-emitting layer sequence, the connection layer may, for example, comprise a solder which can be liquefied by heating and re-solidified by subsequent cooling. In this case, the connection layer can be applied in the partial step Bl as a planar connection layer, whereby the first active layer and the second active layer, which can be arranged parallel to each other in the partial step B2, after step B3 can still be arranged parallel to each other.
Ein erneutes Erwärmen gemäß dem Verfahrensschritt B4 kann zur Folge haben, dass die Verbindungsschicht erneut zumindest teilweise verflüssigt wird und aufgrund der Oberflächenspannung des verflüssigten Materials der Verbindungsschicht eine tropfenartige Form anstrebt. Dadurch kann es möglich sein, dass die VerbindungsSchicht von einer ebenen, gestreckten Form in eine gewölbte Form übergeht, wodurch die auf der Verbindungsschicht angeordnete erste und zweite Verbindungsschicht gegeneinander und auch gegen die Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche verkippt werden können .A renewed heating according to method step B4 may result in the connection layer being at least partially liquefied again and due to Surface tension of the liquefied material of the bonding layer seeks a drop-like shape. As a result, it may be possible for the bonding layer to transition from a flat, elongated shape to a curved shape, as a result of which the first and second bonding layers arranged on the bonding layer can be tilted against one another and also against the main plane of penetration of the main surface.
Das Erwärmen der Verbindungsschicht im Teilschritt B4 kann beispielsweise mittels Erwärmung der Grundplatte, etwa über eine Heizplatte, und/oder durch ein Plasma erfolgen.The heating of the bonding layer in sub-step B4 can be carried out, for example, by heating the base plate, for instance via a heating plate, and / or by a plasma.
Alternativ können die Verfahrensschritte B3 und B4 auch gleichzeitig durchgeführt werden.Alternatively, the method steps B3 and B4 can also be carried out simultaneously.
Durch die spezielle Anordnung der ersten und zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen auf der flachen Grundplatte des Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements, bei der die erste und zweite aktive Schicht in zueinander verschiedenen Ebenen liegen, kann ein optisches Übersprechen zwischen den Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen signifikant reduziert werden. Ein derartiges Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement kann daher für viele Anwendungen, beispielsweise im Automotiv- Bereich, geeignet sein.Due to the special arrangement of the first and second radiation-emitting layer sequences on the flat base plate of the radiation-emitting optoelectronic component, in which the first and second active layers lie in mutually different planes, an optical crosstalk between the radiation-emitting layer sequences can be significantly reduced. Such a radiation-emitting optoelectronic component can therefore be suitable for many applications, for example in the automotive sector.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 9D beschriebenen Ausführungsformen.Further advantages and advantageous embodiments and developments of the invention will become apparent from the embodiments described below in conjunction with FIGS. 1 to 9D.
Es zeigen: Figuren 1 bis 7 schematische Darstellungen vonShow it: Figures 1 to 7 are schematic representations of
Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelementen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen,Radiation-emitting optoelectronic components according to various embodiments,
Figuren 8A und 8B schematische Darstellungen vonFigures 8A and 8B are schematic representations of
Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelementen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel undRadiation-emitting optoelectronic devices according to another embodiment and
Figuren 9A bis 9D schematische Darstellungen eines Verfahrens zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel .FIGS. 9A to 9D show schematic representations of a method for producing a radiation-emitting optoelectronic component according to a further exemplary embodiment.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better representability and / or better understanding exaggerated thick or large dimensions.
In Figur 1 ist ein Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement in einer Schnittansieht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt.FIG. 1 shows a radiation-emitting optoelectronic component in a sectional view according to a first exemplary embodiment.
Das Strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement weist eine flache Grundplatte 1 mit einer Hauptersteckungsebene 91 auf. Weiterhin weist die Grundplatte 1 eine flache Hauptoberfläche 10 auf, die eine Hauptersteckungsebene 90 aufweist, die parallel zur Hauptersteckungsebene 91 der flache Grundplatte 1 ist. Die Grundplatte 1 ist aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und weist auf der Hauptoberfläche 11 einzeln ansteuerbare Leiterbahnen zur elektrischen Ankontaktierung auf (nicht gezeigt) .The radiation-emitting optoelectronic component has a flat base plate 1 with a main plane of insertion 91. Furthermore, the base plate 1 has a flat main surface 10, which has a Hauptersteckungsebene 90, which is parallel to the Hauptersteckungsebene 91 of the flat base plate 1. The base plate 1 is made of a plastic material and has on the Main surface 11 individually controllable traces for electrical Ankontaktierung on (not shown).
Auf der Hauptoberfläche 10 sind eine erste strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 und eine zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 lateral benachbart zueinander angeordnet, also entlang einer Richtung parallel zur Hauptersteckungsebene 90. Die elektrische und mechanische Kontaktierung erfolgt dabei mittels eines Lots über die Leiterbahnen auf der Grundplatte 1, über die die Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 2, 3 einzeln ansteuerbar sind.On the main surface 10, a first radiation-emitting layer sequence 2 and a second radiation-emitting layer sequence 3 are arranged laterally adjacent to each other, ie along a direction parallel to the Hauptersteckungsebene 90. The electrical and mechanical contacting takes place by means of a solder on the conductor tracks on the base plate 1, via the the radiation-emitting layer sequences 2, 3 are individually controllable.
Die erste und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 2, 3 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Dünnfilm-Halbleiterchips auf Nitrid-Basis gemäß der Beschreibung weiter oben ausgebildet und weisen eine erste aktive Schicht 21 beziehungsweise eine zweite aktive Schicht 31 auf, die jeweils geeignet sind, elektromagnetische Strahlung abzustrahlen. Alternativ können die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 gemäß einer weiteren oben beschriebenen Ausführungsform hinsichtlich des Aufbaus und des Materialssystems ausgebildet sein. Die erste aktive Schicht 21 weist eine Hauptersteckungsebene 92 senkrecht zur Aufwachsrichtung der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2 auf, während die zweite aktive Schicht 31 eine Hauptersteckungsebene 93 senkrecht zur Aufwachsrichtung der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 3 aufweist. Die Hauptersteckungsebenen 92, 93 der ersten aktiven Schicht 21 und der zweiten aktiven Schicht 31 sind parallel angeordnet. Weiterhin weisen die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 ein Substrat 22 mit einer ersten Dicke 23 und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 ein Substrat 32 mit einer zweiten Dicke 33 auf. Die erste Dicke 23 beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 200 um und ist größer als die zweite Dicke 33, die im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 100 um beträgt. Dadurch sind die erste und zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 2, 3 derart ausgebildet, dass die erste aktive Schicht 21 und die zweite aktive Schicht 31 in verschiedenen Ebenen liegen und nicht koplanar sind. Im Betrieb einer derThe first and the second radiation-emitting layer sequence 2, 3 are formed in the embodiment shown above as nitride-based thin-film semiconductor chips according to the description above and have a first active layer 21 and a second active layer 31, respectively, which are suitable electromagnetic radiation radiate. Alternatively, the first radiation-emitting layer sequence 2 and the second radiation-emitting layer sequence 3 according to a further embodiment described above can be designed with regard to the structure and the material system. The first active layer 21 has a main plane of insertion 92 perpendicular to the growth direction of the first radiation-emitting layer sequence 2, while the second active layer 31 has a main plane of propagation 93 perpendicular to the growth direction of the second radiation-emitting layer sequence 3. The main interference planes 92, 93 of the first active layer 21 and the second active layer 31 are arranged in parallel. Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence 2 has a substrate 22 with a first thickness 23 and the second radiation-emitting layer sequence 3 has a substrate 32 with a second thickness 33. The first thickness 23 is in the illustrated embodiment about 200 microns and is greater than the second thickness 33, which is about 100 microns in the embodiment shown. As a result, the first and second radiation-emitting layer sequences 2, 3 are formed such that the first active layer 21 and the second active layer 31 lie in different planes and are not coplanar. In operation one of the
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2, 3 ist ein direktes Überstrahlen von einer der aktiven Schichten in die andere somit nicht möglich, wodurch das oben beschriebene optische Übersprechen zwischen den Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2, 3 wirksam verringert werden kann, ohne dass zwischen den strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2, 3 zusätzliche Abblendstreifen angebracht werden müssen.Radiation-emitting layer sequence 2, 3, a direct overshoot of one of the active layers in the other is thus not possible, whereby the above-described optical crosstalk between the radiation-emitting layer sequence 2, 3 can be effectively reduced without between the radiation-emitting layer sequence 2, 3 additional Abblendstreifen must be attached.
In den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele für Varianten und Modifikationen der vorher gezeigten Ausführungsbeispiele gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher hauptsächlich auf die Unterschiede zum vorherigen Ausführungsbeispiel.In the following figures, embodiments of variants and modifications of the previously shown embodiments are shown. The following description therefore mainly relates to the differences from the previous embodiment.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Strahlungsemittierenden Bauelements mit einer flachen Grundplatte 1 gezeigt, das eine flache Hauptoberfläche 10 mit einer Oberflächenstruktur 11 aufweist. Die Hauptoberfläche 10 mit der Oberflächenstruktur 11 ist dabei flach im Sinne der im allgemeinen Teil ausgeführten Beschreibung ausgeführt und weist wie die Hauptoberfläche im vorherigen Ausführungsbeispiel eine Hauptersteckungsebene 90 auf .FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component with a flat base plate 1, which has a flat main surface 10 with a surface structure 11. The main surface 10 with the surface structure 11 is designed flat in the sense of the description in the general part and has like the main surface in the previous embodiment, a Hauptersteckungsebene 90.
Die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 sind hier und in den folgenden Ausführungsbeispielen rein beispielhaft gleich ausgeführt und weisen insbesondere Substrate mit derselben Dicke auf, die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind.The first radiation-emitting layer sequence 2 and the second radiation-emitting layer sequence 3 are identical here and in the following exemplary embodiments and have, in particular, substrates of the same thickness, which are not shown for the sake of clarity.
Weiterhin weist die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 eine erste Wellenlängenkonversionsschicht 25 und die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 eine zweite Wellenlängenkonversionsschicht 35 auf, die jeweils der ersten aktiven Schicht 21 beziehungsweise der zweiten aktiven Schicht 31 nachgeordnet sind. Die erste und zweite Wellenlängenkonversionsschicht 25, 35 sind jeweils geeignet, einen Teil der in den aktiven Schichten 21, 31 erzeugten elektromagnetischen Strahlung wie im allgemeinen Teil beschrieben umzuwandeln, so dass die erste und zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge 2, 3 jeweils eine weißfarbigen Leuchteindruck erwecken können. Dazu sind die Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 2, 3 derart ausgeführt, dass in den aktiven Schichten 21, 31 im Betrieb blaue elektromagnetische Strahlung erzeugt werden kann, die von den Wellenlängenkonversionsschichten 25, 35 jeweils teilweise in gelbe elektromagnetische Strahlung umgewandelt wird.Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence 2 has a first wavelength conversion layer 25 and the second radiation-emitting layer sequence 3 a second wavelength conversion layer 35, which are respectively arranged downstream of the first active layer 21 and the second active layer 31. The first and second wavelength conversion layers 25, 35 are each suitable for converting part of the electromagnetic radiation generated in the active layers 21, 31 as described in the general part, so that the first and second radiation-emitting layer sequences 2, 3 can each produce a white-colored luminous impression. For this purpose, the radiation-emitting layer sequences 2, 3 are embodied such that blue electromagnetic radiation can be generated in the active layers 21, 31 during operation, which is in each case partly converted into yellow electromagnetic radiation by the wavelength conversion layers 25, 35.
Die Oberflächenstruktur 11 ist als stufenförmige Erhebung ausgeführt, auf der die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 angeordnet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Grundplatte 1 ein Keramikmaterial auf und ist aus einer Schichtenfolgen von Grünlingen hergestellt, wobei die Oberflächenstruktur 11 durch eine strukturierte oberste Grünlingschicht leicht herstellbar ist.The surface structure 11 is designed as a stepped elevation on which the first radiation-emitting layer sequence 2 is arranged. In the embodiment shown, the base plate 1 a Ceramic material and is made of a sequence of layers of green compacts, wherein the surface structure 11 is easily produced by a structured upper green sheet layer.
Die erste aktive Schicht 21 der erstenThe first active layer 21 of the first
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2 weist über der Hauptersteckungsebene 90 der Hauptoberfläche 10 eine erste Höhe 24 auf, während die zweite aktive Schicht 31 der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 3 eine zweite Höhe 34 über der Hauptersteckungsebene 90 aufweist. Dadurch, dass die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 auf der als Erhebung ausgeführten Oberflächenstruktur 11 angeordnet ist, ist die erste Höhe 24 größer als die zweite Höhe 34, so dass die erste aktive Schicht 21 und die zweite aktive Schicht 31 parallel zueinander in verschiedenen Ebenen liegen.The radiation-emitting layer sequence 2 has a first height 24 above the main plane of attachment 90 of the main surface 10, while the second active layer 31 of the second radiation-emitting layer sequence 3 has a second height 34 above the main plane of attachment 90. Because the first radiation-emitting layer sequence 2 is arranged on the elevation surface structure 11, the first height 24 is greater than the second height 34, so that the first active layer 21 and the second active layer 31 lie parallel to each other in different planes.
Weiterhin weisen auch die erste und zweite Wellenlängenkonversionsschicht 25, 35 jeweils eine Hauptersteckungsebene 94, 95 auf. Ebenso wie die erste und die zweite aktive Schicht 21, 31 sind auch die erste aktive Schicht 21 und die zweite Wellenlängenkonversionsschicht 35 und auch die zweite aktive Schicht 31 und die erste Wellenlängenkonversionsschicht 25 in unterschiedlichen Ebenen angeordnet .Furthermore, the first and second wavelength conversion layer 25, 35 each have a main plane of insertion 94, 95. Like the first and second active layers 21, 31, the first active layer 21 and the second wavelength conversion layer 35 and also the second active layer 31 and the first wavelength conversion layer 25 are arranged in different planes.
Obwohl in den folgenden Ausführungsbeispielen die Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 2, 3 jeweils ohne Wellenlängenkonversionsschichten gezeigt sind, können eine oder beide der Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 2, 3 der weiteren Ausführungsbeispiele eine Wellenlängenkonversionsschicht aufweisen. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Strahlungsemittierenden Bauelements gezeigt, bei dem die Oberflächenstruktur 11 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 als Vertiefung ausgeführt ist, wodurch es ebenfalls möglich ist, dass die erste aktive Schicht 21 und die zweite aktive Schicht 31 in verschiedenen zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind. Weiterhin kann die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 beispielsweise auf einer zweiten Oberflächenstruktur angeordnet sein, die im Gegensatz zur als Vertiefung ausgeführten Oberflächenstruktur 11 als Erhöhung ausgeführt sein kann.Although in the following exemplary embodiments the radiation-emitting layer sequences 2, 3 are each shown without wavelength conversion layers, one or both of the radiation-emitting layer sequences 2, 3 of the further exemplary embodiments may have a wavelength conversion layer. FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component, in which the surface structure 11 is designed as a depression compared to the embodiment of FIG. 2, whereby it is likewise possible for the first active layer 21 and the second active layer 31 to be different are arranged parallel to each other planes. Furthermore, the second radiation-emitting layer sequence 3 can be arranged, for example, on a second surface structure which, in contrast to the surface structure 11 designed as a depression, can be designed as an elevation.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Strahlungsemittierenden Bauelements, bei dem die Grundplatte 1 eine Hauptoberfläche 10 mit einer Oberflächenstruktur 11 ausweist, die als rampenförmige Erhebung ausgeführt ist. Die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 ist auf der Oberflächenstruktur 11 angeordnet, wodurch die erste aktive Schicht 21 zur zweiten aktiven Schicht 31 der zweiten Schichtenfolge 3 verkippt angeordnet ist. Dadurch schließen die Hauptersteckungsebene 92 der ersten aktiven Schicht 21 und dieFIG. 4 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component, in which the base plate 1 has a main surface 10 with a surface structure 11, which is designed as a ramp-shaped elevation. The first radiation-emitting layer sequence 2 is arranged on the surface structure 11, whereby the first active layer 21 is tilted to the second active layer 31 of the second layer sequence 3. This closes the main plane of insertion 92 of the first active layer 21 and the
Hauptersteckungsebene 93 der zweiten aktiven Schicht 31 einen Winkel 99 miteinander ein, der größer als 0° ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 99 etwa 7°.Main insertion plane 93 of the second active layer 31 an angle 99 with each other, which is greater than 0 °. In the illustrated embodiment, the angle 99 is about 7 °.
Durch die Ausbildung der Oberflächenstruktur 11 in Form der rampenförmigen Erhebung können die erste und zweite Schichtenfolge 2 , 3 lateral benachbart zueinander auf der Hauptoberfläche 10 angeordnet werden, wobei die erste aktive Schicht 21 und die zweite aktive Schicht 31 in verschiedenen Ebenen zueinander liegen. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Hauptoberfläche 10 weiterhin eine zweite Oberflächenstruktur aufweisen, die wie die erste Oberflächenstruktur 11 als rampenförmige Erhebung ausgebildet ist und auf der die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 angeordnet ist. Die zweiteAs a result of the formation of the surface structure 11 in the form of the ramp-shaped elevation, the first and second layer sequences 2, 3 can be arranged laterally adjacent to one another on the main surface 10, with the first active layer 21 and the second active layer 31 lying in different planes relative to one another. Alternative to the shown Embodiment, the main surface 10 may further comprise a second surface structure, which is like the first surface structure 11 formed as a ramp-shaped elevation and on which the second radiation-emitting layer sequence 3 is arranged. The second
Oberflächenstruktur kann dabei beispielsweise so ausgebildet sein, dass die Hauptersteckungsebenen 92, 93 der ersten und zweiten aktiven Schichten 21, 31 parallel zueinander in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.In this case, the surface structure may be formed, for example, such that the main insertion planes 92, 93 of the first and second active layers 21, 31 are arranged parallel to one another in different planes.
In Figur 5 ist ein optoelektronisches Strahlungsemittierendes Bauelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Grundplatte 1 weist dabei eine Hauptoberfläche 10 mit einer als stufenförmige Erhebung ausgebildeten Oberflächenstruktur 11 auf. Die stufenförmige Ausbildung der Oberflächenstruktur 11 kann beispielsweise wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 durch eine Grundplatte 1 mit mehreren Keramik-Grünlingschichten hergestellt werden.FIG. 5 shows an optoelectronic radiation-emitting component according to a further exemplary embodiment. The base plate 1 in this case has a main surface 10 with a surface structure 11 designed as a stepped elevation. The stepped design of the surface structure 11 can be produced, for example, as in the exemplary embodiment according to FIG. 2, by a base plate 1 with a plurality of ceramic green layers.
Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 ist auf der Oberflächenstruktur 11 nur teilweise angeordnet, so dass wie im vorherigen Ausführungsbeispiel eine verkippte Anordnung der ersten und zweiten aktiven Schicht zueinander möglich ist. Im Zwischenraum 19 zwischen der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2 und der Hauptoberfläche 10 kann eine VerbindungsSchicht zur Befestigung und/oder zur elektrischen Ankontaktierung der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge 2 an die Hauptoberfläche 10 angeordnet werden.The first radiation-emitting layer sequence 2 is only partially arranged on the surface structure 11, so that, as in the previous exemplary embodiment, a tilted arrangement of the first and second active layers relative to one another is possible. In the intermediate space 19 between the first radiation-emitting layer sequence 2 and the main surface 10, a connection layer for fastening and / or for electrical contacting of the first radiation-emitting layer sequence 2 to the main surface 10 can be arranged.
In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Strahlungsemittierenden Bauelements gezeigt, bei dem auf einer stufenförmig ausgebildeten Oberflächenstruktur 11 die erste und zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge 2, 3 teilweise angeordnet sind. Dadurch sind die erste und zweite aktive Schicht 21, 31 gegeneinander und auch gegen die Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche 10 verkippt.FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component in which a step-like design is used Surface structure 11, the first and second radiation-emitting layer sequence 2, 3 are partially arranged. As a result, the first and second active layers 21, 31 are tilted against one another and also against the main plane of penetration of the main surface 10.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen strahlungsemittierenden Bauelements gezeigt, bei dem die Hauptoberfläche 10 der flachen Grundplatte 1 lateral benachbart zur ersten Oberflächenstruktur 11 eine als stufenförmige Erhebung ausgeführte zweite Oberflächenstruktur 12 aufweist, auf der die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 teilweise angeordnet ist. Wie im gezeigten Ausführungsbeispiel können die erste und zweite Oberflächenstruktur 11, 12 gleich ausgebildet sein, so dass die erste und aktive Schicht parallel zueinander und verkippt zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche 10 sind. Alternativ dazu können die erste und zweite Oberflächenstruktur 11, 12 mit unterschiedlichen Höhen ausgebildet sein, so dass die erste und zweite aktive Schicht auch gegeneinander verkippt angeordnet sein können.FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic radiation-emitting component in which the main surface 10 of the flat base plate 1 has laterally adjacent to the first surface structure 11 a second surface structure 12 designed as a stepped elevation, on which the second radiation-emitting layer sequence 3 is partially arranged. As in the embodiment shown, the first and second surface structures 11, 12 may be formed the same so that the first and active layers are parallel to each other and tilted to the main plane of insertion of the main surface 10. Alternatively, the first and second surface structures 11, 12 may be formed with different heights, so that the first and second active layers may also be tilted against each other.
Alternativ zu den als stufenförmige Erhebungen ausgeführte erste beziehungsweise zweite Oberflächenstrukturen 11, 12 können diese in den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 5 bis 7 auch als Vertiefungen ausgebildet sein, in denen die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge 2 beziehungsweise die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge 3 teilweise angeordnet sind.As an alternative to the first or second surface structures 11, 12 designed as stepped elevations, they may also be formed as depressions in the exemplary embodiments according to FIGS. 5 to 7, in which the first radiation-emitting layer sequence 2 or the second radiation-emitting layer sequence 3 are partially arranged.
In den Figuren 8A und 8B sind in Draufsichten weitere Ausführungsbeispiele für optoelektronische Strahlungsemittierende Bauelemente gezeigt, die jeweils eine Mehrzahl von ersten und zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen aufweisen.FIGS. 8A and 8B show in plan views further exemplary embodiments of optoelectronic radiation-emitting components, each of which has a Have a plurality of first and second radiation-emitting layer sequences.
In Figur 8A sind die ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 2 und die zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 3 in jeweils einer Reihe lateral benachbart zueinander angeordnet. In Figur 8B sind die ersten und zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen 2, 3 Schachbrett-artig abwechselnd und lateral benachbart zueinander angeordnet, wobei in beiden Ausführungsbeispielen die Mehrzahl der ersten aktiven Schichten und die Mehrzahl der zweiten aktiven Schichten in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.In FIG. 8A, the first radiation-emitting layer sequences 2 and the second radiation-emitting layer sequences 3 are arranged in each case one row laterally adjacent to one another. In FIG. 8B, the first and second radiation-emitting layer sequences 2, 3 are arranged like a checkerboard alternately and laterally adjacent to one another, wherein in both embodiments the plurality of first active layers and the plurality of second active layers are arranged in different planes.
Die ersten und zweiten Schichtenfolgen 2, 3 sowie die Grundplatte 1 können dabei Merkmale und Ausgestaltungen gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen aufweisen. Insbesondere können die vorherigen Figuren auch als Schnittdarstellungen entlang der mit AA gekennzeichneten Schnittlinie verstanden werden .The first and second layer sequences 2, 3 and the base plate 1 may have features and configurations according to the previous embodiments. In particular, the previous figures can also be understood as sectional views along the section line marked AA.
In den Figuren 9A bis 9D ist ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Strahlungsemittierenden Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt.A method for producing an optoelectronic radiation-emitting component according to a further exemplary embodiment is shown in FIGS. 9A to 9D.
Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt gemäß Figur 9A eine flache Grundplatte 1 mit einer Hauptoberfläche 10 bereitgestellt .In this case, in a first method step according to FIG. 9A, a flat base plate 1 with a main surface 10 is provided.
In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Figur 9B wird eine zusammenhängenden Verbindungsschicht 4 auf der Hauptoberfläche 10 aufgebracht. Die Verbindungsschicht weist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Lot auf, das auf einer Leiterbahn auf der Hauptoberfläche 10 (nicht gezeigt) eben und flächig aufgebracht wird. Die VerbindungsSchicht 4 weist dabei eine von der Grundplatte 1 abgewandte erste Oberfläche 41 und eine der Grundplatte 1 zugewandte zweite Oberfläche 42 auf.In a further method step according to FIG. 9B, a continuous connection layer 4 is applied to the main surface 10. In the exemplary embodiment shown, the connection layer has a solder which is disposed on a Conductor on the main surface 10 (not shown) is applied flat and flat. The connection layer 4 has a first surface 41 facing away from the base plate 1 and a second surface 42 facing the base plate 1.
In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Figur 9C werden ein erstes Strahlungsemittierendes Bauelement 2 und ein zweites Strahlungsemittierendes Bauelement 3 auf der ersten Oberfläche 41 der Verbindungsschicht 4 lateral benachbart zueinander angeordnet. Die Strahlungsemittierenden Bauelement 2, 3 können beispielsweise mittels einerIn a further method step according to FIG. 9C, a first radiation-emitting component 2 and a second radiation-emitting component 3 are arranged laterally adjacent to one another on the first surface 41 of the connection layer 4. The radiation-emitting component 2, 3 can for example by means of a
Bestückungsvorrichtung derart auf der Hauptoberfläche 10 der flachen Grundplatte 1 angeordnet werden, dass die erste aktive Schicht 21 des ersten Strahlungsemittierenden Bauelements 2 und die zweite aktive Schicht 31 des zweiten Strahlungsemittierenden Bauelements 3 parallel und in derselben Ebene zueinander liegen.Placement device are arranged on the main surface 10 of the flat base plate 1 such that the first active layer 21 of the first radiation-emitting device 2 and the second active layer 31 of the second radiation-emitting device 3 are parallel and in the same plane to each other.
Durch Erwärmen der Verbindungsschicht 4 wird das Lot aufgeschmolzen und anschließend wieder abgekühlt, so dass eine Stoffschlüssige Verbindung zwischen der flachen Grundplatte 1 und den Strahlungsemittierenden Bauelementen 2, 3 hergestellt werden kann. Die erste aktive Schicht 21 und die zweite aktive Schicht 31 sind nach diesem Verfahrensschritt immer noch in derselben Ebene angeordnet.By heating the connecting layer 4, the solder is melted and then cooled again, so that a cohesive connection between the flat base plate 1 and the radiation-emitting components 2, 3 can be produced. The first active layer 21 and the second active layer 31 are still arranged in the same plane after this process step.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Verbindungsschicht 4 ein weiteres Mal erwärmt, so dass das Lot wieder zumindest teilweise verflüssigt wird. Dazu wird die Grundplatte 1 mit den Strahlungsemittierenden Bauelementen 2, 3 in einer Gasatmosphäre, die beispielsweise Argon aufweist und in der ein Plasma gezündet wird, angeordnet. Durch die Oberflächenspannung der verflüssigten Verbindungsschicht 4 strebt diese an, in eine Tropfenform überzugehen, wodurch sich die erste Oberfläche 41 aufwölbt, so dass die erste und zweite Oberfläche 41, 42 der Verbindungsschicht nicht mehr parallel zueinander sind. Dadurch werden die Strahlungsemittierenden Bauelement 2, 3 derart zueinander verkippt, dass die erste aktive Schicht 21 und die zweite aktive Schicht 31 in verschiedenen Ebenen liegen.In a further method step, the connecting layer 4 is heated a further time, so that the solder is again at least partially liquefied. For this purpose, the base plate 1 with the radiation-emitting components 2, 3 in a gas atmosphere, which has, for example, argon and in which a plasma is ignited, arranged. Due to the surface tension of the liquefied connecting layer 4, the latter strives to change to a teardrop shape, as a result of which the first surface 41 bulges, so that the first and second surfaces 41, 42 of the connecting layer are no longer parallel to one another. As a result, the radiation-emitting components 2, 3 are tilted relative to one another such that the first active layer 21 and the second active layer 31 lie in different planes.
Alternativ zur Erwärmung in einem Plasma kann die Verbindungsschicht 4 auch beispielsweise mittels einer Heizung, auf der die flache Grundplatte 1 aufliegt, erwärmt werden.As an alternative to heating in a plasma, the connecting layer 4 can also be heated, for example, by means of a heater on which the flat base plate 1 rests.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der deutschen Patentanmeldung 10 2008 018 353.9 und der deutschen Patentanmeldung 10 2008 006 722.9, deren Offenbarungsgehalte hiermit durch Rückbezug aufgenommen werden.This patent application claims the priorities of German Patent Application 10 2008 018 353.9 and German Patent Application 10 2008 006 722.9, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.

Claims

Patentansprüche claims
1. Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, umfassend1. Radiation-emitting optoelectronic component comprising
- eine flache Grundplatte (1) mit einer Hauptoberfläche (10) ,a flat base plate (1) having a main surface (10),
- wobei auf der Hauptoberfläche (10) lateral zueinander benachbart eine erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge (2) mit einer ersten aktiven Schicht (21) und eine zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge (3) mit einer zweiten aktiven Schicht (31) angeordnet ist und- Wherein on the main surface (10) laterally adjacent to each other, a first radiation-emitting layer sequence (2) with a first active layer (21) and a second radiation-emitting layer sequence (3) with a second active layer (31) is arranged and
- wobei die erste aktive Schicht (21) und die zweite aktive- wherein the first active layer (21) and the second active
Schicht (31) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Layer (31) are arranged in different planes.
2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei2. The component according to claim 1, wherein
- die erste aktive Schicht (21) und die zweite aktive Schichtthe first active layer (21) and the second active layer
(31) zueinander verkippt sind.(31) are tilted to each other.
3. Bauelement nach Anspruch 1, wobei3. The component according to claim 1, wherein
- die erste aktive Schicht (21) und die zweite aktive Schichtthe first active layer (21) and the second active layer
(31) parallel zueinander angeordnet sind.(31) are arranged parallel to each other.
4. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei4. The component according to one of the preceding claims, wherein
- die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge (2) ein erstes Substrat (22) mit einer ersten Dicke (23) aufweist,the first radiation-emitting layer sequence (2) has a first substrate (22) with a first thickness (23),
- die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge (3) ein zweites Substrat (32) mit einer zweiten Dicke (33) aufweist und- The second radiation-emitting layer sequence (3) has a second substrate (32) having a second thickness (33) and
- die erste Dicke (23) und die zweite Dicke (33) verschieden voneinander sind. - The first thickness (23) and the second thickness (33) are different from each other.
5. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei5. The component according to one of the preceding claims, wherein
- die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge (2) zumindest teilweise auf einer ersten Oberflächenstruktur (11) der Grundplatte (1) angeordnet ist,the first radiation-emitting layer sequence (2) is arranged at least partially on a first surface structure (11) of the base plate (1),
- die erste Oberflächenstruktur (11) eine Erhebung oder eine- The first surface structure (11) a survey or a
Vertiefung der Hauptoberfläche (10) umfasst undGroove of the main surface (10) comprises and
- die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge (3) zumindest teilweise auf der ersten Oberflächenstruktur (11) angeordnet ist.- The second radiation-emitting layer sequence (3) is at least partially disposed on the first surface structure (11).
6. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, wobei6. The component according to one of the preceding claims 1 to 4, wherein
- die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge (2) zumindest teilweise auf einer ersten Oberflächenstruktur (11) der Grundplatte (1) angeordnet ist,the first radiation-emitting layer sequence (2) is arranged at least partially on a first surface structure (11) of the base plate (1),
- die erste Oberflächenstruktur (11) eine Erhebung oder eine- The first surface structure (11) a survey or a
Vertiefung der Hauptoberfläche (10) umfasst,Recess of the main surface (10) comprises
- die zweite Strahlungsemittierende Schichtenfolge (3) zumindest teilweise auf einer zweiten- The second radiation-emitting layer sequence (3) at least partially on a second
Oberflächenstruktur (12) der Grundplatte (1) angeordnet ist undSurface structure (12) of the base plate (1) is arranged and
- die zweite Oberflächenstruktur (12) eine Erhebung oder eine- The second surface structure (12) a survey or a
Vertiefung der Hauptoberfläche (10) umfasst.Deepening of the main surface (10).
7. Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, wobei7. The component according to the preceding claim, wherein
- die erste und zweite Oberflächenstruktur (11, 12) gleichartig sind.- The first and second surface structure (11, 12) are similar.
8. Bauelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei8. The component according to one of claims 5 to 7, wherein
- die Erhebung oder Vertiefung der Hauptoberfläche (10) stufen- und/oder rampenförmig ist.- The elevation or depression of the main surface (10) is stepped and / or ramp-shaped.
9. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - zumindest die erste aktive Schicht (21) verkippt zu einer9. The component according to one of the preceding claims, wherein - At least the first active layer (21) tilts to a
Hauptersteckungsebene (91) der flachen Grundplatte (1) ist.Hauptsteckungssebene (91) of the flat base plate (1).
10. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei10. The component according to one of the preceding claims, wherein
- zwischen der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgebetween the first radiation-emitting layer sequence
(2) und der Hauptoberfläche (10) eine Verbindungsschicht (4) angeordnet ist, die mittels einer ersten Oberfläche (41) an die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge (2) und mittels einer zweiten Oberfläche (42) an die Hauptoberfläche (10) angrenzt und(2) and the main surface (10) a connection layer (4) is arranged, which by means of a first surface (41) adjacent to the first radiation-emitting layer sequence (2) and by means of a second surface (42) to the main surface (10) and
- die erste Oberfläche (41) und die zweite Oberfläche (42) der Verbindungsschicht (4) zueinander verkippt sind.- The first surface (41) and the second surface (42) of the connecting layer (4) are tilted to each other.
11. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei11. The component according to one of the preceding claims, wherein
- auf der Hauptoberfläche (10) eine Mehrzahl von ersten- On the main surface (10) a plurality of first
Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen (2) und eine Mehrzahl von zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolgen (3) angeordnet sind.Radiation-emitting layer sequences (2) and a plurality of second radiation-emitting layer sequences (3) are arranged.
12. Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei12. Radiation-emitting optoelectronic component according to one of the preceding claims, wherein
- zumindest die erste Strahlungsemittierende Schichtenfolge- At least the first radiation-emitting layer sequence
(2) eine erste Wellenlängenkonversionsschicht (25) aufweist und(2) has a first wavelength conversion layer (25) and
- die erste Wellenlängenkonversionsschicht (25) der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge (2) und die zweite aktive Schicht (31) der zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge (3) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.- The first wavelength conversion layer (25) of the first radiation-emitting layer sequence (2) and the second active layer (31) of the second radiation-emitting layer sequence (3) are arranged in different planes.
13. Strahlungsemittierendes optoelektronische Bauelement nach Anspruch 12, wobei - die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge (3) eine zweite Wellenlängenkonversionsschicht (35) aufweist und13. The radiation-emitting optoelectronic component according to claim 12, wherein - The second radiation-emitting layer sequence (3) has a second wavelength conversion layer (35) and
- die zweite Wellenlängenkonversionsschicht (35) der zweitenthe second wavelength conversion layer (35) of the second
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge (3) und die erste aktive Schicht der ersten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge (2) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Radiation-emitting layer sequence (3) and the first active layer of the first radiation-emitting layer sequence (2) are arranged in different planes.
14. Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements mit den Schritten:14. A method for producing a radiation-emitting optoelectronic component with the steps:
A) Bereitstellung einer flachen Grundplatte (1) mit einerA) Providing a flat base plate (1) with a
Hauptoberfläche (10) ,Main surface (10),
B) Anordnen einer ersten strahlungsemittierendenB) arranging a first radiation-emitting
Schichtenfolge (2) mit einer ersten aktiven Schicht (21) und einer zweiten Strahlungsemittierenden Schichtenfolge (3) mit einer zweiten aktiven Schicht (31) lateral zueinander benachbart auf der Hauptoberfläche (10) , wobei die erste aktive Schicht (21) und die zweite aktive Schicht (31) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden.Layer sequence (2) with a first active layer (21) and a second radiation-emitting layer sequence (3) with a second active layer (31) laterally adjacent to each other on the main surface (10), wherein the first active layer (21) and the second active Layer (31) are arranged in different levels.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Verfahrensschritt B folgende Teilschritte aufweist:15. The method according to claim 14, in which method step B has the following substeps:
Bl) Aufbringen einer zusammenhängenden VerbindungsSchicht (4) auf der Hauptoberfläche (10) , B2 ) Anordnen der ersten StrahlungsemittierendenBl) applying a continuous connection layer (4) on the main surface (10), B2) arranging the first radiation-emitting elements
Schichtenfolge (2) und der zweitenLayer sequence (2) and the second
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge (3) auf derRadiation emitting layer sequence (3) on the
Verbindungsschicht (4) , B3 ) Herstellen einer Stoffschlüssigen Verbindung zwischen derConnecting layer (4), B3) producing a cohesive connection between the
Verbindungsschicht (4) und der ersten und zweitenConnecting layer (4) and the first and second
Strahlungsemittierenden Schichtenfolge (2, 3) und B4) Erwärmen der VerbindungsSchicht (4) zum zumindest teilweisen Verflüssigen der VerbindungsSchicht (4) und zum Herstellen einer gewölbten VerbindungsSchicht (4) , so dass die erste aktive Schicht (21) und die zweite aktive Schicht (31) zueinander verkippt werden. Radiation-emitting layer sequence (2, 3) and B4) heating the bonding layer (4) to at least partially liquefy the bonding layer (4) and to form a domed bonding layer (4) such that the first active layer (21) and the second active layer (31) are tilted toward each other.
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