发射辐射的器件的制作方法
【技术领域】
[0001]提出一种发射辐射的器件。特别地，发射辐射的器件适合于用于产生单色光。
【发明内容】
[0002]待实现的目的在于，提出一种发射辐射的器件，所述器件具有提高的光密度。此夕卜，待实现的目的在于，提出一种发射辐射的器件，所述器件具有用于产生单色光的改进的效率并且能够成本适宜地制造。此外，发射辐射的器件能够产生混合色。
[0003]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，发射辐射的器件包括至少一个发射辐射的半导体芯片。
[0004]发射辐射的器件例如能够是发光二极管，简称LED。也就是说，发射辐射的器件在运行时发射不相干的辐射。
[0005]发射辐射的半导体芯片尤其能够基于氮化物化合物半导体材料。“基于氮化物化合物半导体材料”在本文中意味着，发射辐射的半导体芯片的半导体层序列或至少其一部分，特别优选至少一个有源区和/或生长衬底晶片具有氮化物化合物半导体材料，优选AlnGamlnl-n-mN或由其构成，其中O < η < 1、0 ^ m ^ I并且n+m ^ I。在此，所述材料在数学上不强制性地具有根据上式的精确的组成部分。更确切地说，所述材料例如能够具有一种或多种掺杂物以及附加的组成部分。然而，为了简单性，上式仅包含晶格(Al，Ga，In，N)的主要组成部分，即使所述组成部分能够部分地由少量其他物质替代和/或补充时也如此。
[0006]特别地，发射辐射的半导体芯片在运行时产生蓝光或UV辐射。
[0007]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，发射辐射的器件包括至少一个发射辐射的半导体芯片，其中每个所述发射辐射的半导体芯片具有辐射出射面，所述辐射出射面包括至少一个发射辐射的半导体芯片的侧面和主面。在本文中“主面”理解为具有最大的横向延展的外面。换言之，矩形的发射辐射的半导体芯片的顶面和底面能够是发射辐射的半导体芯片的相应的主面。尤其，每个发射辐射的半导体芯片的沿横向方向的主面能够比每个发射辐射的半导体芯片的沿竖直方向的侧面大数倍地构成。在此，竖直方向尤其平行于发射辐射的半导体芯片的外延生长的半导体层序列的生长方向伸展。横向方向横向于生长方向伸展并且例如在发射辐射的半导体芯片的主面的平面中伸展。
[0008]芯片的侧面能够将顶面与底面连接。在此，侧面尤其横向于、优选垂直于主面伸展。
[0009]发射辐射的器件能够包括一个或多个发射辐射的半导体芯片。在此，发射辐射的器件的所有半导体芯片能够是结构相同的。
[0010]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，发射辐射的器件包括至少一个转换元件，其中每个转换元件具有辐射出射面，所述辐射出射面包括转换元件的至少一个侧面和主面。尤其，每个转换元件的沿横向方向的主面能够比每个转换元件的沿竖直方向的侧面大数倍地构成。上文所述的关于每个发射辐射的半导体芯片的侧面和主面的特征方面所描述的特性类似地适用于每个在此所描述的转换元件。
[0011]发射辐射的器件能够包括一个或多个转换元件。在此，发射辐射的器件的所有的转换元件能够是结构相同的。
[0012]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，转换元件包括至少一种转换材料或由转换材料构成。例如，转换材料嵌入在例如硅酮的基体材料中。转换材料尤其能够包括YAG或基于LuAG的发光材料或由陶瓷磷光体构成。例如，转换材料能够是YAG: Ce3+或LuAG:Ce3+，其中所述转换材料能够包含稀土元素和尤其Gd、Ga或Sc。转换材料还能够包括至少一个下述转换材料或由所述转换材料构成:SrS1N:Eu2+、(Sr, Ba, Ca)2Si5N8:Eu2+、(Sr, Ca) AlSiN3:Eu2+、CaSiA10N:Eu2+o
[0013]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，发射辐射的器件包括至少一个转换元件和至少一个设置在发射辐射的半导体芯片下游的第一反射元件。“设置在下游”在本文中理解为，半导体芯片的在运行时所产生的电磁辐射能够射到第一反射元件上。例如，可行的是，发射辐射的器件的在运行时所产生的电磁辐射仅能够通过第一反射元件向外射出。尤其，第一反射元件能够设置在下游，使得在辐射射到第一反射元件上之前，电磁辐射首先经由光导体或另一反射元件导向第一反射元件。例如，能够将根据覆盖件的类型的第一反射元件遮盖至少一个半导体芯片并且向外封闭和/或朝向外部限界。第一反射元件能够波长选择性地构成。也就是说，第一反射元件反射第一光谱范围的电磁辐射，而将第二光谱范围的电磁辐射透过。
[0014]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，所有发射辐射的半导体芯片的辐射出射面的总和与所有的转换元件的辐射出射面的总和的比大于I。也就是说，将例如每个发射辐射的半导体芯片的所有主面和侧面相加得出一个值，所述值除以每个转换元件的所有主面和侧面的总和得出大于I的值。因此，总的来说，未经转换的初级辐射穿过比从至少一个转换元件中射出的已转换的次级辐射所穿过的面积更大的总面积而从半导体芯片中射出。换而言之，转换元件的光密度与在半导体芯片中相比更高。由此，离开至少一个转换元件的已转换的辐射或者已转换的辐射束具有比至少一个发射辐射的半导体芯片在运行时所产生的辐射更小的集光率。优选地，所有发射辐射的半导体芯片的辐射出射面的总和比所有的转换元件的辐射出射面的总和大数倍。
[0015]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，至少一个转换元件至少局部地邻接于至少一个发射辐射的半导体芯片。尤其，至少一个转换元件以其主面直接接触至少一个发射辐射的半导体芯片的主面中的一个。也就是说，在转换元件和发射辐射的半导体芯片之间尤其能够构成边界面。但是，在至少一个发射辐射的半导体芯片的和至少一个转换元件的福射出射面之间的可行的机械连接也能够由连接元件构成。在此，连接机构的竖直的延展，即厚度尤其构成为，使得连接机构的竖直延展比至少一个转换元件的和/或至少一个发射辐射的半导体芯片的竖直延展更小。这样的连接元件例如能够是辐射能穿透的、清透的或透明的塑料。尤其考虑硅酮和环氧化物作为连接机构。
[0016]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，至少一个发射辐射的半导体芯片在运行时产生初级辐射。在本文中“初级辐射”理解为尤其在发射辐射的半导体芯片运行时以至少一个第一波长发射的电磁辐射。
[0017]发射辐射的半导体芯片的初级辐射的产生优选在至少一个有源区中进行，所述有源区包含至少一个量子阱结构和/或至少一个pn结。初级辐射尤其在每个发射辐射的半导体芯片的相应的有源区中产生。
[0018]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，转换元件将初级辐射转换为次级辐射。优选地，至少一个转换元件将大部分的初级辐射转换为次级辐射。在本文中“大部分”理解为初级辐射的至少50%、优选至少75%、特别优选90%由至少一个转换元件吸收并且相应地通过至少一个转换元件发射次级辐射。也就是说，特别优选至少90%的由至少一个半导体芯片发射的初级辐射在至少一个转换元件中吸收并且作为次级辐射发射。
[0019]由发射辐射的半导体芯片发射的初级辐射尤其不是出自次级辐射的光谱范围中的辐射。在本文中，次级辐射特别优选地具有比初级辐射能量更低的辐射。由此，次级辐射的光谱范围是与初级辐射的光谱范围不同的。此外，次级辐射的光谱范围能够与初级辐射的光谱范围至少局部地重叠。
[0020]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，初级辐射和次级辐射仅穿过第一反射元件离开发射辐射的器件，其中第一反射元件反射大部分的初级辐射。如上文已经描述的，第一反射元件设置在至少一个转换元件和至少一个发射辐射的半导体芯片的下游。第一反射元件尤其能够波长选择性地构成。由转换元件转换的次级辐射大部分地穿过，其中在第一反射元件上反射大部分的初级辐射。例如，波长选择性的第一反射元件作为干涉滤波器或介电镜存在。
[0021]第一反射元件将大部分的初级辐射沿朝至少一个转换元件和/或至少一个发射辐射的半导体芯片的方向反射。在本文中“大部分的”理解为，至少50%、优选至少75%、特别优选90%的初级辐射由第一辐射元件反射。也就是说，特别优选至少90%、尤其99%的初级辐射保留在发射辐射的器件中并且初级辐射必要时在第一反射元件上反射之后射到至少一个转换元件上并且能够转换为次级辐射。
[0022]根据发射辐射的器件的至少一个实施方式，发射辐射的器件