发光半导体器件制造技术

提出一种发光半导体器件，所述发光半导体器件具有：至少一个发光半导体芯片(1)，所述发光半导体芯片具有半导体层序列、光耦合输出面(10)、与光耦合输出面(10)相对置的后侧面(11)和侧面(12)，所述侧面将光耦合输出面(10)和后侧面(11)连接；和载体本体(3)，所述载体本体具有成形体(4)，所述成形体形状配合地且直接地覆盖发光半导体芯片(1)的侧面(12)，其中载体本体(3)在发光半导体芯片(1)的光耦合输出面(10)上具有上侧(30)，在所述上侧上施加有介电镜(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参引本申请要求德国专利申请102014108295.8的优先权，其公开内容通过参考并入本文。
提出一种发光半导体器件。
技术实现思路
特定实施方式的至少一个目的是：提出一种具有发光半导体芯片的发光半导体器件。所述目的通过根据独立权利要求的主题来实现。主题的有利的实施方式和改进形式的特征在于从属权利要求并且此外从下面的描述和附图中得出。根据至少一个实施方式，发光半导体器件具有发光半导体芯片，所述发光半导体芯片具有半导体层序列，所述半导体层序列具有用于产生光的有源区域。尤其优选地，半导体层序列借助于外延法、例如借助于金属有机气相外延(MOVPE)或分子束外延(MBE)在生长衬底上生长。半导体层序列由此具有半导体层，所述半导体层沿着通过生长方向给定的设置方向相叠地设置。半导体层序列的层垂直于设置方向具有主延伸平面。下面，将平行于半导体层的主延伸平面的方向称作为横向方向。发光半导体芯片尤其具有两个主表面，所述主表面垂直于生长方向设置。主表面中的一个构成为光耦合输出面，在半导体器件运行时产生的光经由所述光耦合输出面放射。此外，半导体芯片具有与光耦合输出面相对置的后侧面，所述后侧面形成半导体芯片的第二主表面。光耦合输出面和后侧面经由侧面彼此连接。除了通过光耦合输出面放射光之外，在运行时在有源层中产生的光也能够至少部分地经由侧面和/或后侧面放射。发光半导体芯片能够根据要产生的光而具有基于不同的半导体材料体系的半导体层序列。基于InxGayAl1-x-yAs的半导体层序列例如适合于长波的、红外的至红色的辐射，基于InxGayAl1-x-yP的半导体层序列例如适合于红色的至黄色的辐射，并且基于InxGayAl1-x-yN的半导体层序列例如适合于短波的、可见的、即尤其适合于绿色的至蓝色的辐射和/或适合于UV辐射，其中分别适用的是：0≤x≤1和0≤y≤1。此外，基于锑化物、例如InSb、GaSb、AlSb或其组合的半导体层序列适合于长波的红外辐射。发光半导体芯片的半导体层序列能够具有用于产生光的有源区域，例如常规的pn结、双异质结构、单量子系统结构(SQW结构)或多重量子系统结构(MQW结构)。半导体层序列除了有源区域之外能够包括其他的功能层和功能区域，例如p型或n型掺杂的载流子传输层、未掺杂的或者p型或n型掺杂的限域层、包覆层或波导层、势垒层、平坦化层、缓冲层、保护层和/或电极以及其组合。特别地，发光半导体芯片为了电接触能够在光耦合输出面和后侧面上分别具有电接触元件，例如呈大面积的或结构化的电极层的形式的电接触元件。涉及有源区域或其他功能层和区域的在此描述的结构对本领技术人员而言尤其在结构、功能和构造方面是已知的，进而关于此点不详细阐述。生长衬底能够包括或者是绝缘体材料或半导体材料、例如上述化合物半导体材料体系。特别地，生长衬底能够包括蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、InP、SiC、Si和/或Ge或者由这种材料构成。生长工艺尤其能够在晶片复合件中进行。换言之，以晶片的形式提供生长衬底，在所述晶片上大面积地生长半导体层序列。生长的半导体层序列在另一方法步骤中能够分割成各个半导体芯片，其中通过分割能够形成半导体芯片的侧面。此外，半导体层序列在分割之前能够转移到载体衬底上并且能够打薄生长衬底，即至少部分地或完全地移除生长衬底。根据另一实施方式，发光半导体器件具有载体本体，所述载体本体承载发光半导体芯片。对此，载体本体能够具有成形体，所述成形体形状配合地和直接地覆盖半导体芯片的侧面。成形体尤其模制到发光半导体芯片上并且在横向方向上包围发光半导体芯片。换言之，成形体在半导体芯片的光耦合输出面的俯视图中围绕半导体芯片设置并且尤其模制到发光半导体芯片的全部侧面上。特别地，成形体能够构成为，使得不覆盖发光半导体芯片的光耦合输出面。发光半导体芯片的侧面能够完全地或从后侧面起观察朝光耦合输出面的方向覆盖至一定高度，使得成形体具有例如相对于光耦合输出面缩回的上侧。尤其优选地，能够完全地覆盖侧面，使得成形体具有与光耦合输出面齐平的上侧。此外，后侧面、即尤其电接触层的与半导体层序列相对置的面不具有成形体。此外，成形体的上侧也能够超出光耦合输出面，而不遮盖光耦合输出面。由此，能够提高载体本体的机械稳定性。成形体尤其能够具有塑料材料，尤其硅酮、环氧树脂、环氧树脂硅酮杂化材料、聚酯、低熔点玻璃或低熔点玻璃陶瓷。在此，用“低熔点”表示如下玻璃或玻璃陶瓷，所述玻璃或玻璃陶瓷能够在成形工艺中在不损坏半导体芯片的温度下加工。此外，成形体能够具有附加材料，即例如塑料材料中的颗粒。例如，成形体能够具有用颗粒、如SiO2颗粒填充的环氧化物或由其构成。特别地，成形体能够形成机械稳定的元件，所述元件主要引起载体本体的稳定性。半导体芯片尤其嵌入成形体进而嵌入载体本体。成形体尤其能够以模制工艺(“moldingprocess”)实现，例如借助于喷射、浇注、压制、层压薄膜等实现。尤其优选地，成形体能够通过注塑工艺(“transfermolding”，转送成形)、例如薄膜注塑工艺，或模压工艺(“compressionmolding”，压缩成形)来形成。如果发光半导体器件具有多个发光半导体芯片，那么，所述发光半导体芯片能够嵌入共同的载体本体进而借助共同的成形体在一个方法步骤中环绕成形。用于制造在此描述的成形体的方法例如在出版物WO2011/015449A1中描述，其公开内容关于此点通过参考完全地并入本文。根据另一实施方式，成形体至少部分地构成为是透射光的。此外也可行的是：成形体至少部分地构成为是光学反射的。这例如能够通过如下方式实现：光学反射的颗粒引入到成形体的基体材料中、尤其引入到用于成形体的上述材料中的一种中。在发光半导体芯片的侧面上射出的光于是能够至少部分地由成形体反射。根据另一实施方式，在发光半导体芯片的光耦合输出面上设置有波长转换元件。在此，波长转换元件能够在借助成形体对半导体芯片环绕成形之前或之后设置在光耦合输出面上，并且尤其通过具有一种或多种波长转换材料的层形成。在载体本体中存在多个发光半导体芯片的情况下，能够将共同的波长转换元件设置在半导体芯片的下游，或替选于此，将自身的所分配的波长转换元件设置在每个半导体芯片的下游。波长转换元件尤其具有至少一种或多种波长转换材料，所述波长转换材料适合于：将由发光半导体芯片或多个发光半导体芯片发射的光至少部分地转换成具有其他波长的光，使得发光半导体器件能够放射由半导体芯片发射的初级光和转换的次级光构成的混合光。例如，发光半导体芯片能够发射蓝光，所述蓝光由波长转换元件至少部分地转换成绿色的和红色的和/或黄色的光，使得半导体器件在运行时能够放射白光。波长转换元件例如能够以颗粒的形式施加，所述颗粒嵌入基体材料、例如嵌入塑料、如硅酮、或陶瓷中。在此，波长转换元件例如能够作为薄膜施加。此外，也可行的是：波长转换元件作为陶瓷小板施加，所述陶瓷小板包含波长转换材料或由陶瓷的波长转换材料构成。此外，波长转换元件也能够具有扩散材料，例如散射颗粒，以便调节光学的或电子光学的特性。波长转换元件尤其能够直接地施加到光耦合输出面上。根据另一实施方式，载体本体在半导体芯片的光耦合输出面上具有上侧，在所述上侧上施加有介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光半导体器件，所述发光半导体器件具有：至少一个发光半导体芯片(1)，所述发光半导体芯片具有半导体层序列、光耦合输出面(10)、与所述光耦合输出面(10)相对置的后侧面(11)和侧面(12)，所述侧面将所述光耦合输出面(10)和所述后侧面(11)连接；和载体本体(3)，所述载体本体具有成形体(4)，所述成形体形状配合地且直接地覆盖所述发光半导体芯片(1)的所述侧面(12)，其中所述载体本体(3)在所述发光半导体芯片(1)的所述光耦合输出面(10)上具有上侧(30)，在所述上侧上施加有介电镜(5)，其中所述光耦合输出面(10)至少部分地未被所述介电镜(5)覆盖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.12 DE 102014108295.81.一种发光半导体器件，所述发光半导体器件具有：至少一个发光半导体芯片(1)，所述发光半导体芯片具有半导体层序列、光耦合输出面(10)、与所述光耦合输出面(10)相对置的后侧面(11)和侧面(12)，所述侧面将所述光耦合输出面(10)和所述后侧面(11)连接；和载体本体(3)，所述载体本体具有成形体(4)，所述成形体形状配合地且直接地覆盖所述发光半导体芯片(1)的所述侧面(12)，其中所述载体本体(3)在所述发光半导体芯片(1)的所述光耦合输出面(10)上具有上侧(30)，在所述上侧上施加有介电镜(5)，其中所述光耦合输出面(10)至少部分地未被所述介电镜(5)覆盖。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述介电镜(5)具有至少一种无机介电材料。3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中所述介电镜(5)构成为具有至少两个折射率不同的介电层(50，51)的周期序列的布拉格镜。4.根据上述权利要求中任一项所述的半导体器件，其中在所述发光半导体芯片(1)旁边在所述载体本体(3)中设置有电的半导体构件(6)，所述电的半导体构件具有侧面(62)，所述成形体(4)形状配合地且直接地连接到所述侧面上。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述电的半导体构件(6)是保护二极管。6.根据权利要求4或5所述的半导体器件，其中所述电的半导体构件(6)设置在所述介电镜(5)下方，并且由所述介电镜(5)覆盖。7.根据权利要求4至6中任一项所述的半导体器件，其中在所述载体本体(3)的上侧(30)上设置有电连接元件(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·莱雷尔，马库斯·毛特，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE