发光二极管和用于制造发光二极管的方法技术

提出一种发光二极管(100)，所述发光二极管具有光电子半导体芯片(1)，所述光电子半导体芯片具有辐射侧(16)、与辐射侧(16)相对置的接触侧(12)和横向于辐射侧(16)伸展的侧面(15)。在接触侧(12)上安置有用于外部电接触半导体芯片(1)的第一接触元件(10)。此外，发光二极管(100)包括透明的实心体(2)以及覆盖元件(3)。在正常运行中，半导体芯片(1)经由辐射侧(16)沿着横向于辐射侧(16)伸展的主发射方向(17)发射电磁辐射。在此，半导体芯片(1)嵌入到实心体(2)中，其中侧面(15)和辐射侧(16)由实心体(2)形状配合地覆盖。实心体(2)沿着主发射方向(17)扩宽。覆盖元件(3)沿主发射方向(17)设置在实心体(2)的下游，并且直接地施加到实心体(2)上。覆盖元件(3)的背离实心体(2)的一侧构成为发光二极管(100)的辐射出射面(30)。第一接触元件(10)在发光二极管(100)的未安装和/或未接触的状态下露出。

Light emitting diodes and methods for making light-emitting diodes

A light-emitting diode (100) is proposed, which has a photoelectron semiconductor chip (1), and the photoelectron semiconductor chip has a radiation side (16), a contact side (12) opposite to the radiation side (16) and a lateral side (15) transverse to the radiation side (16). A first contact element (10) is placed on the contact side (12) for an external electrical contact semiconductor chip (1). In addition, the light emitting diode (100) includes a transparent solid body (2) and a covering element (3). In normal operation, the semiconductor chip (1) emits electromagnetic radiation via the radiation side (16) along the main emission direction (17) stretching laterally at the radiation side (16). Here, the semiconductor chip (1) is embedded in a solid body (2), in which the side (15) and the radiation side (16) are covered in a solid body (2) shape. The solid body (2) broadens along the main emission direction (17). The cover element (3) is set down the downstream of the solid body (2) along the main emission direction (17) and is directly applied to the solid body (2). One side of the detachment solid body (2) of the cover element (3) consists of a radiated ejection surface (30) of a light emitting diode (100). The first contact element (10) is exposed in an uninstalled and / or untouched state of the light emitting diode (100).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光二极管和用于制造发光二极管的方法
提出一种发光二极管。此外，提出一种用于制造发光二极管的方法。
技术实现思路
要实现的目的在于：提出一种发光二极管，所述发光二极管被尤其好地保护免受外部影响、例如湿气进入，并且所述发光二极管的放射特性和放射功率是有效的。另一要实现的目的在于：提出一种用于制造这种发光二极管的方法。所述目的还通过独立权利要求的设备和方法来实现。有利的改进形式和设计方案是从属权利要求的主题。根据至少一个实施方式，发光二极管具有光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片具有辐射侧和与辐射侧相对置的接触侧。辐射侧和/或接触侧例如形成主侧，即具有半导体芯片的最大的横向扩展的侧。此外，半导体芯片具有横向于辐射侧或接触侧伸展的侧面，所述侧面将接触侧和辐射侧彼此连接。在半导体芯片的接触侧上安置有用于外部电接触半导体芯片的第一接触元件。第一接触元件例如具有金属或由其构成。半导体芯片能够具有辅助载体，在所述辅助载体上施加有半导体层序列。在此，辅助载体能够形成半导体芯片的用于稳定的部件，使得半导体芯片是自承的且机械稳定的。因此不需要除辅助载体之外的其他稳定措施。辅助载体能够是用于半导体层序列的生长衬底。替选地，辅助载体也能够与生长衬底不同，在该情况下，生长衬底能够移除。例如，辅助载体基于Si、SiC、Ge、蓝宝石、GaN、GaAs、塑料、半导体材料或金属。半导体层序列例如基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamN，或是磷化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamP，或也是砷化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamAs，其中分别有0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，半导体层序列能够具有掺杂物以及附加的组成部分。然而，为了简单性仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使这些主要组成部分能够部分地由少量的其他物质替代和/或补充时也如此。优选地，半导体层序列基于AlInGaN或AlInGaAs。根据至少一个实施方式，在正常运行中，半导体芯片设计用于：产生电磁辐射并且经由辐射侧沿着横向于或垂直于辐射侧伸展的主发射方向发射电磁辐射。主发射方向例如从接触侧超过辐射侧指出半导体芯片。为了产生辐射，半导体层序列例如能够具有有源层。有源层尤其包括至少一个pn结和/或呈单量子阱、简称SQW形式的或呈多量子阱结构、简称MQW形式的量子阱结构。在正常运行中，有源层例如产生在蓝色光谱范围中和/或在紫外范围中和/或在可见光谱范围中的辐射。根据至少一个实施方式，发光二极管具有透明的、尤其透视的实心体。实心体优选构成为是实心的和/或一件式的。根据至少一个实施方式，发光二极管具有覆盖元件，其中覆盖元件例如能够具有下述材料中的一种或多种或由下述材料中的一种或多种构成：玻璃、硅酮、尤其透明硅酮、塑料、转换材料。特别地，覆盖元件对于由半导体芯片发射的辐射能够是透明的和/或透视的。替选地或附加地，覆盖元件能够部分地或完全地吸收半导体芯片的辐射并且转换成另一波长范围的辐射。从覆盖元件中射出的、至少部分转换的辐射于是例如能够是可见范围中的光、尤其白光。根据至少一个实施方式，半导体芯片嵌入到实心体中，其中侧面和辐射侧由实心体形状配合地覆盖。特别地，实心体在此与半导体芯片直接接触，并且围绕半导体芯片成形。侧面和/或辐射侧在此能够分别完全地或仅部分地由实心体覆盖，例如覆盖其至少60％或80％或90％。实心体和/或半导体芯片于是例如是发光二极管的用于稳定的部件，使得发光二极管是机械自承的。因此为了稳定不需要其他稳定措施、例如用于发光二极管的附加的载体。根据至少一个实施方式，实心体沿着主发射方向扩宽。在此，实心体能够连续地和/或持续地和/或单调地扩宽。实心体中的台阶也是可行的。例如，实心体具有非球形的几何形状，例如椭圆区段的形状。但是也可行的还有：球形的几何形状，例如球区段的几何形状，或截锥的或截棱锥的几何形状。优选地，半导体芯片在实心体中居中地或在中央设置，使得实心体的平行于主发射方向伸展的对称轴线与半导体芯片的对称轴线重合。实心体的扩宽的形状尤其能够用于将从辐射侧中射出的光束扩宽。根据至少一个实施方式，覆盖元件沿主发射方向设置在实心体的下游，并且直接地施加到实心体上。因此，从半导体芯片中沿主发射方向的方向发射的辐射首先横穿实心体，并且随后射到覆盖元件上，随后经由所述覆盖元件从发光二极管中耦合输出辐射。根据至少一个实施方式，覆盖元件的背离实心体的一侧构成为发光二极管的辐射出射面。由半导体芯片发射的辐射的至少一部分、例如大部分、如至少50％或80％或90％或99％于是经由辐射出射面从发光二极管中耦合输出。根据至少一个实施方式，第一接触元件在发光二极管的未安装的和/或未电接触的状态下露出。发光二极管于是例如能够适合于：以接触侧向前施加、例如焊接到载体、如接触载体上，其中第一接触元件与载体导电地连接。在至少一个实施方式中，发光二极管具有光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片具有辐射侧、与辐射侧相对置的接触侧和横向于辐射侧伸展的侧面，其中在接触侧上安置有用于外部电接触半导体芯片的第一接触元件。此外，发光二极管包括透明的实心体以及覆盖元件。半导体芯片在正常运行中经由辐射侧沿着横向于辐射侧伸展的主发射方向发射电磁辐射。在此，半导体芯片嵌入到实心体中，其中侧面和辐射侧由实心体形状配合地覆盖。实心体沿着主发射方向扩宽。在此，覆盖元件沿主发射方向设置在实心体的下游并且直接地施加到实心体上。覆盖元件的背离实心体的一侧构成为发光二极管的辐射出射面。第一接触元件在发光二极管的未安装和/或未接触的状态下露出。在此描述的专利技术尤其基于如下知识：半导体芯片通常由外部影响、即例如湿气进入损坏，进而更快地老化。通过使用实心体，能够降低这种影响，在所述实心体中形状配合地封入半导体芯片。实心体的沿远离辐射侧扩宽的特殊的几何形状在此正面地作用于发光二极管的放射功率或放射特性。特别地，以该方式能够引起发射的射束的扩宽。此外，囊封体的扩宽的几何形状能够具有偏转辐射的作用。由半导体芯片发射的辐射在囊封体的外面或侧表面上部分地全反射，进而朝覆盖元件的方向偏转。此外，囊封体的封装作用具有的优点是：也能够将灵敏的转换材料、例如量子点用作为囊封体或半导体芯片之内的转换材料。根据至少一个实施方式，实心体具有一个或多个横向于辐射侧伸展的侧表面。在此，侧表面是囊封体的外面。例如，侧表面朝外露出，即不由发光二极管的任何其他元件覆盖并且形成发光二极管的外面。例如，侧表面在发光二极管的安装和/或未安装的状态下外部环绕地完全地由气体、如空气包围。囊封体的材料和围绕囊封体的材料之间的高的折射率突变引起囊封体之内的高度的全反射。但是替选地也可行的是：在囊封体的侧表面上施加有覆层，所述覆层的厚度例如为最高20μm或10μm或5μm或1μm。在该情况下，覆层优选形成发光二极管的外面。因此，覆层于是外部环绕地例如由气体、如空气完全包围并且不由发光二极管的任何其他元件覆盖。覆层尤其能够具有镜层和/或第一钝化层和/或第二钝化层或由其构成。根据至少一个实施方式，囊封体的一个或多个或全部侧表面用镜层包覆。镜层在此能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管(100)，所述发光二极管具有：‑光电子半导体芯片(1)，所述光电子半导体芯片具有辐射侧(16)、与所述辐射侧(16)相对置的接触侧(12)和横向于所述辐射侧(16)伸展的侧面(15)，其中在所述接触侧(12)上安置有用于外部电接触所述半导体芯片(1)的第一接触元件(10)，‑透明的实心体(2)，‑覆盖元件(3)，其中‑所述半导体芯片(1)在正常运行中经由所述辐射侧(16)沿着横向于所述辐射侧(16)伸展的主发射方向(17)发射电磁辐射，‑所述半导体芯片(1)嵌入所述实心体(2)中，其中所述侧面(15)和所述辐射侧(16)由所述实心体(2)形状配合地覆盖，‑所述实心体(2)沿着所述主发射方向(17)扩宽，‑所述覆盖元件(3)沿所述主发射方向设置在所述实心体(2)的下游，并且直接地施加到所述实心体(2)上，‑所述覆盖元件(3)的背离所述实心体(2)的一侧构成为所述发光二极管(100)的辐射出射面(30)，‑所述第一接触元件(10)在所述发光二极管(100)的未安装的和/或未接触的状态下露出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 DE 102015109852.01.一种发光二极管(100)，所述发光二极管具有：-光电子半导体芯片(1)，所述光电子半导体芯片具有辐射侧(16)、与所述辐射侧(16)相对置的接触侧(12)和横向于所述辐射侧(16)伸展的侧面(15)，其中在所述接触侧(12)上安置有用于外部电接触所述半导体芯片(1)的第一接触元件(10)，-透明的实心体(2)，-覆盖元件(3)，其中-所述半导体芯片(1)在正常运行中经由所述辐射侧(16)沿着横向于所述辐射侧(16)伸展的主发射方向(17)发射电磁辐射，-所述半导体芯片(1)嵌入所述实心体(2)中，其中所述侧面(15)和所述辐射侧(16)由所述实心体(2)形状配合地覆盖，-所述实心体(2)沿着所述主发射方向(17)扩宽，-所述覆盖元件(3)沿所述主发射方向设置在所述实心体(2)的下游，并且直接地施加到所述实心体(2)上，-所述覆盖元件(3)的背离所述实心体(2)的一侧构成为所述发光二极管(100)的辐射出射面(30)，-所述第一接触元件(10)在所述发光二极管(100)的未安装的和/或未接触的状态下露出。2.根据权利要求1所述的发光二极管(100)，其中-所述实心体(2)具有一个或多个横向于所述辐射侧(16)伸展的侧表面(25)，-所述侧表面(25)用镜层(4)包覆，-所述镜层(4)对于由所述半导体芯片(1)发射的辐射具有至少80％的反射率。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管(100)，其中-所述实心体(2)具有下述材料中的一种或多种或由下述材料中的一种或多种构成：塑料、硅酮、透明硅酮、硅氧烷、丙烯酸酯、聚对二甲苯、Omocer、玻璃，-所述实心体(2)严密地封装所述半导体芯片(1)。4.根据至少权利要求2所述的发光二极管(100)，其中-第一钝化层(40)设置在所述实心体(2)和所述镜层(4)之间，-所述第一钝化层(40)在-20℃至+100℃的整个范围中具有位于所述实心体(2)的热膨胀系数和所述镜层(4)的热膨胀系数之间的热膨胀系数，其中数值包括边界值，-第二钝化层(41)施加在所述镜层(4)的外侧上。5.根据上述权利要求中任一项所述的发光二极管(100)，其中在所述接触侧(12)上安置有用于外部电接触所述半导体本体(1)的第二接触元件(11)。6.根据至少权利要求2和5所述的发光二极管(100)，其中-将所述镜层(4)引导直至所述接触侧(12)上，并且与所述第一接触元件(10)导电连接，-所述镜层(4)与所述第二接触元件(11)导电连接，-所述镜层(4)沿着缝隙(4)中断，使得在运行中在所述第一接触元件(10)和所述第二接触元件(11)之间不出现短路，-所述缝隙(44)具有最高10μm的宽度。7.根据权利要求5所述的发光二极管(100)，其中-将所述镜层(4)引导直至所接触侧(12)上，并且与所述第二接触元件(11)导电连接，-所述第一接触元件(10)和所述第二接触元件(11)上下相叠，使得在所述接触侧(12)的区域中，所述第二接触元件(11)设置在所述半导体芯片(1)和所述第一接触元件(10)之间，-所述第一接触元件(10)形成另一镜，所述另一镜在所述接触侧(12)的俯视图中完全地遮盖所述半导体芯片(1)。8.根据至少权利要求2所述的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：西格弗里德·赫尔曼，
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