发光半导体器件和用于制造发光半导体器件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发射辐射的半导体器件以及一种用于制造发射辐射的半导体器件的方法。
【背景技术】
[0002]在手持电子设备、例如移动式无线电设备中通常应用液晶显示器，也能够将LED用于所述手持电子设备的背光照明。然而，随着这种设备的结构高度的进一步降低，也提高对LED的结构高度的要求，使得所述要求不再能够借助常规的结构形式容易地达到。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提出一种发射辐射的半导体器件，所述半导体器件在结构高度小的情况下提供足以用于设备应用的光流。此外，应提出一种方法，借助所述方法能够简单地且成本适宜地制造这种发射辐射的半导体器件。
[0004]所述目的还通过根据独立权利要求的发射辐射的半导体器件或方法来实现。其他的设计方案和有利方案是从属权利要求的主题。
[0005]根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体器件具有至少一个具有半导体层序列的半导体芯片。半导体层序列具有设置用于产生辐射的有源区域。有源区域尤其设置用于产生可见、紫外或红外光谱范围中的辐射。半导体层序列例如具有第一传导类型的第一半导体层和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层。有源区域设置在第一半导体层和第二半导体层之间。为了半导体芯片的电接触，半导体芯片适当地具有第一连接面和第二连接面。
[0006]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有安装面，在所述安装面上构成有用于外部电接触半导体芯片的至少一个电接触部。安装面尤其平行于半导体层序列的半导体层的主延伸平面伸展。术语“平行”也包括半导体层序列的主延伸平面和安装面的相对设置方式，其中受生产条件限制地安装面和主延伸平面围成小的角度、例如最高10°的角度。半导体器件在竖直方向上在半导体器件的前侧和安装面之间延伸。将竖直方向理解为垂直于安装面伸展的方向。相应地，将横向方向理解为平行于安装面伸展的方向。
[0007]特别地，在安装面上构成第一电接触部和第二电接触部。
[0008]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有辐射出射面，所述辐射出射面倾斜于或垂直于安装面伸展。例如，辐射出射面与安装面围成60°和120°之间的、尤其85°和95°之间的角度，其中包括边界值。辐射出射面构成在半导体器件的在横向方向上对半导体器件限界的侧面上。辐射出射面尤其在横向方向上与半导体芯片隔开。特别地，半导体器件具有刚好一个辐射出射面。换而言之，半导体器件的其余的侧面和半导体器件的前侧没有辐射出射面。发射辐射的半导体器件的主放射方向尤其平行于安装面伸展。
[0009]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有辐射引导层。辐射引导层尤其设置在半导体芯片和辐射出射面之间的光路中。辐射引导层是对于在半导体芯片的有源区域中产生的辐射透明的或至少半透明的。特别地，辐射引导层连续地从半导体芯片延伸至辐射出射面。这就是说，辐射引导层邻接于半导体芯片并且形成辐射出射面。辐射引导层因此局部地形成半导体器件的侧面。
[0010]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有反射器本体。反射器本体尤其局部地邻接于辐射引导层。反射器本体设置用于将在辐射引导层中引导的且沿朝反射器本体的方向伸展的辐射反射回到辐射引导层中。反射器本体能够漫反射地和/或定向反射地构成。例如，反射器本体包含塑料，所述塑料掺有提高反射率的颗粒。例如硅树脂的聚合物材料例如适合用于反射器本体。例如氧化钛适合用于颗粒。
[0011]在半导体器件的俯视图中，反射器本体至少局部地、优选完全地遮盖半导体芯片。借助于反射器本体避免将通过半导体芯片的前侧射出的辐射沿竖直方向从发射辐射的半导体器件中射出。特别地，辐射能够向回反射到辐射引导层中并且随后穿过侧向的辐射出射面射出。
[0012]在发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式中，半导体器件具有:至少一个具有半导体层序列的半导体芯片，所述半导体层序列具有设置用于产生辐射的有源区域。发射辐射的半导体器件包括安装面，将用于外部接触半导体芯片的至少一个电接触部构成在所述安装面上，其中安装面平行于半导体层序列的主延伸平面伸展。辐射出射面倾斜于或垂直于安装面伸展。此外，发射辐射的半导体器件包括辐射引导层，所述辐射引导层设置在半导体芯片和辐射出射面之间的光路中。此外，发射辐射的半导体器件包括反射器本体，所述反射器本体局部地邻接于辐射引导层并且在半导体器件的俯视图中遮盖半导体芯片。
[0013]借助于辐射引导层和反射器本体以简单的方式实现半导体器件，所述半导体器件的特征能够在于特别小的结构高度，并且通过辐射出射面、尤其仅通过刚好一个侧向的辐射出射面在运行中发射辐射。半导体器件的特征还在于与常规的侧向发射的半导体器件相比更好的散热，在所述常规的侧向发射的半导体器件中将半导体芯片安置在预制的壳体中。此外，半导体器件能够特别成本适宜地以晶圆级来制造。
[0014]发射福射的半导体器件尤其构成为可表面安装的器件(Surface MountedDevice, SMD)。
[0015]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，辐射引导层包含辐射转换材料。辐射转换材料设置用于:将具有第一峰值波长的、在半导体芯片中、尤其在有源区域中产生的初级辐射至少部分地转换成具有与第一峰值波长不同的第二峰值波长的次级辐射。辐射转换材料能够完全地或仅部分地转换在半导体芯片中产生的初级辐射。半导体器件例如发射混合光、尤其对于人眼显现白色的光。例如，由半导体器件总共放射的辐射包含红色、绿色和蓝色光谱范围中的辐射份额。这种半导体器件是对于显示设备、例如液晶显示器的背光照明特别适合的。
[0016]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，辐射引导层形成辐射出射面。反射器本体在侧视图中沿着整个环周围绕辐射出射面。因此，反射器本体对辐射出射面限界并且防止辐射从辐射出射面的侧面射出。
[0017]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体芯片借助于接触带与接触部连接。例如，接触带局部地设置在辐射引导层和反射器层之间。接触带尤其能够局部地不仅邻接于辐射引导层而且邻接于反射器层。接触带例如构成为施加在辐射引导层上的覆层。替选地，接触带例如能够通过线键合连接形成。
[0018]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，在半导体器件的俯视图中辐射引导层完全地、尤其在有源区域的高度上围绕半导体芯片。特别地，半导体芯片的侧面完全地用辐射引导层覆盖。例如，辐射引导层模制到半导体芯片上。
[0019]根据半导体器件的至少一个实施方式，辐射引导层在横向方向上设置在半导体芯片和辐射出射面之间。因此，在横向方向上从半导体芯片中射出的辐射直接地耦合输入到辐射引导层中。在竖直方向上，辐射出射面位于与半导体芯片相同的高度上。
[0020]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，在半导体器件的俯视图中半导体芯片的前侧没有辐射引导层。特别地，辐射引导层从安装面起观察在竖直方向上不延伸超出半导体芯片或仅稍微延伸超出半导体芯片，即超出最大竖直扩展的最高10%。因此，辐射引导层在竖直方向上不引起放射的辐射的扩宽。由此简化到扁平的光导体中的耦合输入。
[0021]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，辐射引导层具有至少一个留空部，半导体芯片通过所述留空部与接触部导电地连接。留空部尤其在竖直方向上完全地延伸穿过辐射引导层。特别地，留空部设置在半导体芯片和辐射出射面之间的直接的光路之夕卜。因此，从半导体芯片的朝向辐射出射面的侧面中沿朝辐射出射面的方向放射的辐射不能够在没有之前进行反射的情况下射到留空部上。为了建立半导体芯片和接触部之间的导电的连接，留空部适当地用导电材料、例如金属填充。
[0022]根据半导体器件的至少一个实施方式，辐射引导层在竖直方向上设置在半导体芯片和反射器本体之间。因此，通过半导体芯片的前侧放射的辐射耦合输入到辐射引导层中。沿竖直方向从半导体芯片中放射的辐射借助于反射器本体沿朝辐射出射面的方向偏转。在竖直方向上，辐射出射面从安装面起观察位于半导体芯片之上。该设计方案尤其适合于构成为表面发射器的半导体芯片，即适合于其中仅小部分福射、例如最多30%的福射从侧面射出的半导体芯片。在该设计方案中，辐射出射面的竖直扩展在制造时能够与半导体芯片的竖直扩展无关地借助于辐射引导层的竖直扩展来调节。
[0023]在一个设计变型形式中，反射器本体在横向方向上完全地围绕半导体芯片。因此，借助于反射器本体避免半导体芯片的侧向的放射，使得通过半导体芯片的前侧完全地或至少至80%或更高地进行到辐射引导层中的耦合输入。
[0024]在一个替选的设计变型形式中，辐射引导层完全地或至少部分地覆盖半导体芯片的前侧还有半导体芯片的至少一个侧面、尤其全部侧面。因此，到辐射引导层中的辐射耦合输入能够在半导体芯片的相对大的表面之上进行。
[0025]根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体芯片在至少两个外面上具有镜层。特别地，半导体芯片除在朝向辐射出射面的侧面