光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法_2

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,90%的或更多的全反射的辐射、特别优选大于95%、例如98%的被全反射的辐射在转向元件的上侧上耦合输出。借此,器件的光产出得到提升。避免由于侧向地从半导体芯片和/或转向元件射出的辐射造成的辐射损耗。
[0031]根据至少一个实施方式,半导体芯片具有背离载体的上侧。半导体芯片构成为,使得由半导体芯片发射的辐射的其他部分、尤其沿半导体芯片的主发射方向放射的辐射在半导体芯片的上侧上耦合输出。优选地,半导体芯片的上侧具有结构化部。半导体芯片的上侧例如可以借助于刻蚀、刷理、研磨或喷砂而粗糙化。上侧尤其比半导体芯片的侧面和下侧更粗糙。
[0032]优选地,80%,90%或更多的、特别优选95%、98%或99%的没有通过半导体芯片的侧面射出的辐射在半导体芯片的上侧上从半导体芯片耦合输出。由此,提供特别高效的器件。
[0033]根据至少一个实施方式,器件具有至少一个波长转换元件。波长转换元件构成为用于将从半导体芯片的上侧射出的辐射至少部分地转换成电磁次级辐射。此外,波长转换元件构成和设置成用于将从转向元件的上侧射出的辐射至少部分地转换成电磁次级辐射。
[0034]波长转换元件沿放射方向设置在转向元件和半导体芯片下游。波长转换元件可以与转向元件和半导体芯片在此间隔开地设置。对此替选地,波长转换元件但是也可以直接地或间接地邻接于转向元件和半导体芯片设置。
[0035]波长转换元件的横向伸展优选对应于转换元件的和半导体芯片一起的总横向伸展。因此,所有从转换元件的上侧和半导体芯片的上侧射出的辐射射到波长转换元件上并且通过所述波长转换元件转换成次级辐射。
[0036]通过由半导体芯片发射的并且通过侧面射出的辐射借助于转向元件向上导向到上侧,通常侧向损耗的光也可以有助于转换。附加的沿半导体芯片的侧面的延长部设置的波长转换元件是多余的。
[0037]根据至少一个实施方式,转向元件直接地邻接于半导体芯片的侧面设置。换言之,转向元件的第一侧面直接邻接于半导体芯片的侧面设置。在该情况下,在转向元件和半导体芯片之间不存在连接材料并且优选也不存在空气间隙。通过边界面折射造成的辐射损耗因此可以避免并且器件的构造保持得非常简单。
[0038]根据至少一个实施方式,在转向元件和半导体芯片之间设置有连接层。转向元件的第一侧面在该情况下直接邻接于连接层。此外,半导体芯片的侧面也邻接于连接层。连接层例如可以是粘接层。连接层用于,将转向元件和半导体固定地并且优选持久地连接。借此,可以提供非常稳定的器件。
[0039]连接层具有下述材料,所述材料的折射率小于或等于半导体芯片的材料的折射率。连接层例如可以由至少一种下述材料形成或者由一种下述材料构成:低折射率的硅树脂粘接剂、Si02、A10N、Al2O3' AIN、SiN、ZnO、ZrO20
[0040]连接层的材料的折射率优选小于转向元件的材料的折射率。此外,连接层的材料的折射率可以大于、小于或等于半导体芯片的所邻接的材料。如果连接层的折射率大致等于半导体芯片的所邻接的材料的折射率,那么在辐射从半导体芯片转移到连接层中时,辐射由于材料的近似相等的折射率不会折射或远离入射地点地折射。在辐射从连接层转移到转向元件中时,辐射朝向入射地点折射。射入到转向元件中的辐射射到第二侧面上的角度由此增大。因此,在第二侧面上全反射的程度增大并且器件的效率进一步提高。此外,通过连接层,在第二侧面上的反射概率可以更进一步提高,对于小于全反射的临界角的入射角也如此。
[0041]根据至少一个实施方式,转向元件具有朝向载体的下侧。在转向元件的下侧和载体之间设置有镜层。镜层优选粘贴和/或蒸镀和/或溅镀在载体和/或转向元件上。镜层可以附加地或替选地也位于转向元件的第二侧面上。镜层因此例如可以沿着转向元件的整个下侧和整个第二侧面延伸。
[0042]镜层用于,将射在转向元件的下侧上的散射光朝向转向元件的第二侧面或上侧反射并进而提高器件的光产出。
[0043]根据至少一个实施方式,半导体芯片具有氮化镓(GaN)。转向元件例如可以具有二氧化钛(T12)、二氧化碲、高折射率的硅树脂或铟镓氮化物(InGaN)。
[0044]这些材料的特征在于高的机械稳定性。此外,用于转向元件的材料具有非常高的折射率,所述折射率尤其对于为发射的辐射的波长的预设值而言与GaN的折射率相比分别更高。由于转向元件的和半导体芯片的材料的折射率的差异,通过半导体芯片发射的辐射的侧向的耦合输出可以减小或防止。
[0045]根据另一个方面,提出一种用于制造光电子半导体器件、优选在上文中描述的光电子半导体器件的方法。尤其,在此制造的半导体器件优选对应于在此描述的半导体器件。所有对器件公开的特征因此也对方法公开并且反之亦然。方法具有下述步骤:
[0046]首先提供载体。载体适合作为用于半导体芯片和转向元件的载体结构。载体用作为用于半导体芯片和转向元件的稳定元件。
[0047]在另一个步骤中,提供至少一个半导体芯片。半导体芯片优选是LED芯片。
[0048]在另一个步骤中,提供至少一个转向元件。转向元件的材料与半导体芯片的材料相比具有更尚的折射率。
[0049]在另一个步骤中,半导体芯片和转向元件设置成,使得转向元件的第一侧面朝向半导体芯片的侧面。
[0050]在另一个可选的步骤中,可以再次移除载体。
[0051]在另一个步骤中,将波长转换元件沿放射方向设置在转向元件和半导体芯片下游。换言之,将波长转换元件跟随转向元件和半导体芯片的上侧设置。
[0052]通过半导体芯片和转向元件的特殊的布置和设计方案,从半导体芯片的侧面射出的辐射可以由转向元件转向并且在转向元件的上侧上从转向元件耦合输出。因此,由半导体芯片发射的辐射的大部分、优选多于90%、特别优选多于95%、例如98%的辐射射到波长转换元件上并进而有助于转换。辐射损耗以所述方式减小或完全避免。因此,提供特别尚效的器件。
[0053]根据至少一个实施方式,转向元件框架形地构成。尤其,转向元件优选完全包围半导体芯片。半导体芯片和转向元件固定地、优选持久地彼此连接。
[0054]为了将半导体芯片和转向元件连接,将半导体芯片引入到转向元件中,以在转向元件和半导体芯片之间建立形状配合的连接。在转向元件和半导体芯片之间的连接材料在此是多余的。因此,以简单的方式提供在上文中描述的半导体器件。
[0055]对此替选地,为了连接半导体芯片和转向元件,将半导体芯片引入到转向元件中,其中将连接层设置在转向元件和半导体芯片之间,以在转向元件和半导体芯片之间建立材料配合的连接。在将半导体芯片引入到转向元件中之前,连接层在此可以首先安置在转向元件的第一侧面和/或半导体芯片的侧面上。对此替选地,也可以将半导体芯片首先引入到转向元件中并且随后才将连接层设置在半导体芯片和转向元件之间,例如注入。以所述方式,在半导体芯片和转向元件之间产生非常稳定的连接并进而提供非常稳定的器件。
[0056]此外,可能的是,转向元件借助于光刻法来产生。在此,转向元件在制造半导体芯片期间通过覆层法、例如溅镀、CVD等施加并且随后例如与半导体芯片的辐射出射面一起结构化。以所述方式,在转向元件和半导体芯片之间得到直接的并且特别固定的连接。
【附图说明】
[0057]在下文中根据实施例和所附的附图详细阐述器件和方法。
[0058]图1示出现有技术的器件的侧视图,
[0059]图2示出器件的侧视图,
[0060]图3示出根据另一个实施例的器件的侧视图,
[0061]图4示出在此处描述的光电子半导体器件的另一个实施例的侧面上的示例性反射概率。
【具体实施方式】
[0062]相同的、相同类型的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件相互间的大小关系并不能视为符合比例的。更确切地说,为了更好的可视性和/或为了更好的理解可以夸大地示出个别元件。
[0063]在图2中示出光电子半导体器件、简称器件。器件具有半导体芯片1、例如LED芯片。半导体芯片I具有半导体材料、例如GaN。半导体芯片I具有有源区(没有详细示出),以放射电磁辐射6。优选地,半导体芯片I放射彩色的、例如蓝色的光。
[0064]半导体芯片I具有侧面4,所述侧面环绕半导体芯片I延伸。当然,在本文中,当相应的侧面4不视作为环绕的时,也可以基于半导体芯片I的四个侧面4。侧面4垂直于器件的或半导体芯片I的主延伸方向伸展。
[0065]半导体芯片I还具有上侧2和下侧3,所述上侧和下侧彼此相对置地设置。半导体芯片I的上侧2在此是半导体芯片的下述侧面,沿所述侧面的方向,电磁辐射6初级地或主要由半导体芯片I发射。换言之,上侧2是半导体芯片I的初级的耦合输出面。
[0066]上侧2是结构化的、例如是粗糙化的。这能够通过刻蚀、喷砂、刷理或研磨上侧2实现。上侧2尤其比半导体芯片I的侧面4和下侧3更粗糙。结构化在此有助于改进从半导体芯片I的光耦合输出。尤其,由
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