光电器件和用于制造光电器件的方法
【技术领域】
[0001]说明了一种光电器件。除此之外，说明了一种用于制造光电器件的方法。
【发明内容】
[0002]本申请要解决的任务是说明一种特别高效和低成本的光电器件。另外，本申请要解决的任务是给出一种用于制造特别高效和低成本的光电器件的方法。
[0003]该任务通过具有权利要求1的特征的光电器件和通过具有权利要求11和13的特征的方法来解决。
[0004]根据一方面，该器件具有至少一个第一半导体芯片。该器件可以具有第二、第三、第四或者还有另外的半导体芯片。第一半导体芯片优选地是基于III 一 V族半导体材料的半导体芯片。第一半导体芯片适于发射电磁辐射。第一半导体芯片例如发射光。但是第一半导体芯片也可以发射紫外(UV)或红外(IR)辐射。第一半导体芯片优选地是LED芯片。
[0005]第一半导体芯片可以是高功率半导体芯片。也就是说，第一半导体芯片可以具有至少1W、尤其是至少3W的功耗。第一半导体芯片可以被构造为直接照明。例如，第一半导体芯片可以被用作用于相机的闪光功能的发光芯片。该半导体芯片也可以特别好地在不良光条件下用于显示器的背光。第一半导体芯片也可以针对手机的闪光功能或者作为距离传感器的发射器而发射IR福射。
[0006]可替代地，第一半导体芯片可以是低能半导体芯片。在这种情况下，该半导体芯片也可以充当距离传感器的IR发射器。可替代地，该半导体芯片可以被构造为进行不同颜色的发射。该半导体芯片例如可以发射彩色、多色或白色光。
[0007]该器件的所有半导体芯片一一即第一、第二、第三、第四以及每个另外的半导体芯片一一可以是相同构造的。可替代地可能的是，该器件包含不同类型的、尤其是也基于不同半导体材料的半导体芯片，所述半导体芯片优选地被构造为在不同光谱范围中进行发射。在此，可以针对不同功能、例如针对直接照明或者针对间接照明设置不同半导体芯片。
[0008]该器件还具有壳体。该器件优选地是表面安装器件(SMD或surface mounteddevice)。该器件的壳体尤其是可表面安装的。该壳体被构造为容纳第一半导体芯片。该壳体被构造为保护半导体芯片免受外部影响。该壳体具有至少一个第一凹槽。该凹槽被构造成壳体的基体中的缺口、凹陷或空穴。原理上可以设想该凹槽的每种任意形状。例如，该凹槽的开口在凹槽的俯视图中可以具有圆形、多角形或椭圆形的形状。该凹槽优选地被构造为漏斗形或圆锥形。第一半导体芯片布置在第一凹槽中。第一半导体芯片优选地固定在凹槽的底部上。例如，半导体芯片被接合、即尤其是焊接或导电地粘接到底部上。在此，在该凹槽底部可以露出连接导体或连接位置，通过所述连接导体或连接位置可以电连接半导体芯片。
[0009]第一凹槽至少局部地、尤其是完全地被构造成第一反射器。第一凹槽或第一反射器被构造为反射在第一半导体芯片的运行中所生成的辐射。第一凹槽或第一反射器具有表面。该表面被布置围绕第一半导体芯片。该表面被构造为反射性的。该表面被构造为有针对性地调整由第一半导体芯片在运行中发射的辐射的辐射特性。
[0010]通过有针对性地构造第一反射器的表面以及尤其是通过有针对性地选择表面的特征，该器件可以准确地与为了其确定应用所需的条件相匹配。
[0011]例如，表面可以至少局部地、尤其是完全地被构造为使得由该器件发射的辐射被定向地或镜面地反射。该表面尤其是可以被构造为使得其聚焦由半导体芯片发射的辐射。在该上下文中，聚焦或定向反射是指，入射辐射在与表面法线相差小于或等于+/- 15°的情况下被散射。这在该器件被设置为发射IR辐射时可被证明是特别有利的。IR辐射不能被用户、例如手机所有者察觉，使得发射IR的器件(其例如针对手机的IR闪光功能与IR相机一起使用)不被发觉是令人不快的、眩目的或者干扰性的。
[0012]可替代于此地，表面可以至少局部地、尤其是完全地被构造为使得由该器件发射的辐射被漫射地、即在多个方向上被散射和/或反射。在该上下文中，漫射散射和/或反射是指，入射辐射在与表面法线相差直至+/_ 60°的情况下被散射。这例如在该器件被设置为生成可见辐射时特别有利于不因过于强烈聚焦的辐射而使用户感到眩目或不快。
[0013]可替代于此地，该表面可以被构造为使得其既可以定向地或聚焦地、又可以漫射地反射由该器件发射的辐射。也就是说，在该表面的不同位置或不同区域处可以以不同方式来构造该表面。
[0014]通过有针对性地构造该表面，因此可以根据对器件的光学要求有针对性地调整器件的辐射特性。通过这种方式，提供特别有效的器件。由于为了调整辐射特性仅仅相应地构造表面而不需要另外的部件、例如透镜，因此该器件是特别低成本的。
[0015]根据该器件的至少一个实施方式，该表面具有至少一个第一区域和至少一个第二区域。第一区域可以具有与第二区域的伸展相对应的伸展。可替代于此地，第一区域也可以比第二区域更大，或者相反。该表面的第一区域例如可以布置在凹槽的如下片段中:该片段布置在半导体芯片附近、即凹槽的底部附近。第二区域可以布置在凹槽的与半导体芯片相距更远、即例如处于器件的输出耦合面区域中的片段中。原理上，第一和第二区域在凹槽中的每种空间布置都是可能的。
[0016]该表面的第一区域被构造为漫射地反射和/或散射由第一半导体芯片发射的辐射。在此，第一区域尤其是可以光学地展宽辐射。该表面的第二区域被构造为与第一区域相比更加定向地反射由第一半导体芯片发射的辐射。尤其是该表面的第二区域被构造为聚焦由半导体芯片发射的辐射。换言之，根据该表面的辐射射到上面的区域，辐射要么被漫射地、要么被定向地反射。射到第一区域上的辐射例如在所有方向上被(漫射地)散射，并且因此至少部分地、肯定也射到第二区域上，通过该第二区域，该辐射然后被定向地进一步反射。这使得能够有针对性地按照对器件提出的光学要求来调整器件的辐射特性。
[0017]根据该器件的至少一个实施方式，表面的第一区域与该表面的第二区域相比具有更高的表面粗糙度。第一区域的表面粗糙度以及尤其是粗糙度测量的绝对值的算术平均优选地大于或等于由第一半导体芯片发射的辐射的波长。在此，表面粗糙度越大，则射上的辐射就被第一区域越漫射地反射。
[0018]第一区域的表面粗糙度以及尤其是粗糙度测量的绝对值的算术平均、即平均粗糙度值Ra优选地像由第一半导体芯片发射的辐射的波长的1.0至2.0倍那么大。在可见范围(λ =0.4 μπι至0.8 μπι)中发射福射的半导体芯片的第一区域的平均粗糙度值Ra优选地处于I ym和2 μ??之间、例如为1.5 μπι。在IR范围(λ =大约I μπι)中发射福射的半导体芯片的第一区域的平均粗糙度值Ra优选地大于或等于2 μm、例如为2.5 μπι。在这些平均粗糙度值的情况下，由半导体芯片发射的辐射被第一区域漫射地反射。
[0019]第二区域的表面粗糙度以及尤其是粗糙度测量的绝对值的算术平均优选地小于由第一半导体芯片发射的辐射的波长。第二区域的表面粗糙度越小，则射到第二区域上的辐射就被越定向地反射。第二区域的表面粗糙度以及尤其是粗糙度测量的绝对值的算术平均优选地像由第一半导体芯片发射的辐射的波长的0.1至0.9倍那么大。针对发射IR辐射的半导体芯片(λ =大致I ym)，第二区域的平均粗糙度值Ra优选地小于或等于0.1 μπκ例如0.09 μπι,以便通过第二区域实现由半导体芯片发射的辐射的镜面反射。针对发射可见辐射的半导体芯片(λ =0.4 μπι至0.8 y m)，第二区域的平均粗糙度值Ra优选地小于或等于0.08 μπι、例如0.04 μπι或0.01 μπι,以便通过第二区域实现由半导体芯片发射的福射的镜面反射。
[0020]根据该器件的至少一个实施方式，该壳体具有至少一个第二凹槽。第二凹槽尤其是被构造成第二反射器。该壳体还可以具有被构造成反射器的第三、第四或另外的凹槽。第二或每个另外的凹槽可以与第一凹槽被相同地构造。第二和/或每个另外的凹槽尤其是可以与第一凹槽具有相同的其背向底面的开口的直径和/或相同的深度。第二和/或每个另外的凹槽可以与第一凹槽具有相同的形状。可替代于此地，第二和/或每个另外的凹槽可以与第一凹槽具有不同的大小。例如，第二和/或每个另外的凹槽可以比第一凹槽具有更小的大小或更小的直径。同样，第二和/或每个另外的凹槽可以被构造为比第一凹槽更浅。第二和/或每个另外的凹槽可以与第一凹槽具有不同的形状。第二和/或每个另外的凹槽优选地被成形为椭圆或圆形的。
[0021]第二半导体芯片布置在第二凹槽中。第二半导体芯片优选地被接合、即尤其是焊接或导电地粘接到第二凹槽的底部上。第一反射器以及尤其是第一反射器的表面被构造为至少主要漫射地反射由第一半导体芯片发射的辐射。第二反射器以及尤其是第二反射器的表面被构造为主要定向地反射由第二半导体芯片发射的辐射。第二反射器尤其是被构造为与第一反射器反射由第一半导体芯片发射的辐射相比更加定向地反射由第二半导体芯片发射的辐射。
[0022]该构型特别有利于在器件中例如将发射IR的半导体芯片和发射可见辐射的半导体芯片相组合。在此，由发射IR的半导体芯片发射的辐射优选地可以被定向地反射(第二半导体芯片)。另一(第一)半导体芯片的可见辐射于是优选漫射地被散射和/或反射。在不同光谱范围中进行发射的多个半导体芯片的组合因此可在一个器件中实现。
[0023]根据该器件的至少一个实施方式，第一反射器的表面粗糙度大于第二反射器的表面粗糙度。第一反射器的表面