光电子器件、光电子器件复合件和制造光电子器件的方法技术

本发明专利技术涉及一种光电子器件(100)，所述光电子器件具有：半导体芯片(1)，所述半导体芯片设计用于至少经由辐射主面(11)发射辐射(5)；转换元件(2)，所述转换元件设置在半导体芯片(1)的光路中；封装元件(3)，所述封装元件具有覆盖元件(31)和侧部元件(32)，并且形成用于转换元件(2)免受环境影响的至少一个封闭部，其中覆盖元件(31)设置在转换元件(31)之上，并且侧部元件(32)在横截面中相对于半导体芯片(1)和转换元件(2)横向地设置，并且包围半导体芯片(1)，其中侧部元件(32)和覆盖元件(31)至少局部地直接接触，其中侧部元件(32)具有至少一种金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子器件、光电子器件复合件和制造光电子器件的方法
本专利技术涉及一种光电子器件。本专利技术还涉及一种光电子器件的复合件。此外，本专利技术涉及一种用于制造光电子器件的方法。
技术介绍
光电子器件通常具有转换元件，所述转换元件例如能够将由半导体芯片发射的辐射转换成具有改变的波长的辐射。所述转换元件当然通常是湿气敏感的、氧气敏感的和/或温度敏感的。因此，，所述转换元件必须相对于环境影响和/或高温影响受到保护。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种稳定的光电子器件。特别地，本专利技术的目的是：提供一种具有转换元件的光电子器件，所述转换元件相对于环境影响和/或温度影响受到保护。此外，本专利技术的目的是：提供一种稳定的光电子器件的复合件。此外，本专利技术的目的是：提供一种用于制造稳定的光电子器件的方法。所述目的通过根据独立权利要求1的光电子器件来实现。本专利技术的有利的设计方案和改进形式是从属权利要求的主题。此外，所述目的通过根据权利要求11的光电子器件的复合件来实现。复合件的有利的设计方案是从属权利要求12的主题。此外，所述目的通过根据独立权利要求13的用于制造光电子器件的方法来实现。方法的有利的设计方案和改进形式是从属权利要求14和15的主题。在至少一个实施方式中，光电子器件具有半导体芯片。半导体芯片设计用于至少经由半导体芯片的辐射主面发射辐射。光电子器件具有转换元件。转换元件设置在半导体芯片的光路中。转换元件尤其相对于环境影响和/或温度影响是敏感的。光电子器件具有封装元件。封装元件具有覆盖元件和侧部元件。封装元件形成用于转换元件免受环境影响的至少一个封闭部。附加地，封装元件能够至少相对于温度、尤其超过80℃的高温保护转换元件，使得防止转换元件的退化。覆盖元件设置在转换元件之上。侧部元件在横截面中相对于半导体芯片和转换元件横向地设置。特别地，侧部元件直接包围半导体芯片。侧部元件和覆盖元件至少局部彼此接触。特别地，侧部元件和覆盖元件至少局部直接彼此接触。侧部元件具有至少一种金属。替选地或附加地，侧部元件在横向方向上直接与转换元件接触。根据至少一个实施方式，器件具有半导体芯片。半导体芯片包括半导体层序列。半导体芯片的半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料优选为氮化物化合物半导体材料，，如AlnIn1-n-mGamN，或者也是磷化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamP，其中分别有0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。同样地，半导体材料能够是AlxGa1-xAs，其中0≤x≤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。半导体层序列包含具有至少一个pn结和/或一个或多个量子阱结构的有源层。在半导体芯片运行时，在有源层中产生电磁辐射。半导体芯片因此设计用于发射辐射。特别地，经由半导体芯片的辐射主面发射辐射。特别地，辐射主面垂直于光电子器件的半导体层序列的生长方向定向。辐射的波长或辐射的波长最大值优选位于紫外和/或可见和/或红外光谱范围中，尤其处于在420nm和800nm之间、例如在440nm和480nm之间的波长中，其中包括边界值。根据至少一个实施方式，半导体芯片是发光二极管，简称LED。半导体芯片于是优选设计用于发射蓝光、绿光、红光或白光。根据至少一个实施方式，器件具有转换元件。转换元件设置在半导体芯片的光路中。特别地，转换元件与半导体芯片直接机械和/或电和/或热接触地设置。特别地，转换元件直接设置在半导体芯片的辐射主面上。替选地，转换元件也能够与半导体芯片的辐射主面间隔开。例如，在转换元件和辐射主面之间能够设有另外的层，例如粘胶层。“直接邻接”或“直接地”在此能够表示一个器件与另一器件的间接的电的、机械的和/或热的接触。在此，于是例如能够在侧部元件和转换元件之间存在另外的元件，如封装部、中间层或气隙。替选地，“直接邻接”或“直接地”在此能够表示一个器件与另一器件的直接的电的、机械的和/或热的接触。在此，于是至少局部地在两个元件之间不存在另外的元件。根据至少一个实施方式，转换元件相对于环境影响是敏感的。附加地，转换元件能够相对于温度、尤其高温、例如至少80℃、例如95℃的温度是敏感的。高温例如能够在光电子器件运行时产生。环境影响在此尤其表示潮湿的气氛，例如由水、氧气和/或硫化氢构成的气氛。特别地，转换元件在与环境影响接触时和/或在高温下退化。因此，尤其为了避免退化能够使用封装元件。封装元件能够形成相对于环境影响的封闭部。此外，封装元件能够至少导出在转换元件中形成的热量或形成的高温。转换元件中的温度提高能够引起无辐射的弛豫并且引起斯托克斯位移。封装元件尤其设计用于：导出在转换元件中形成的热量，进而避免转换材料的、尤其量子点的热淬灭和/或热退化。根据至少一个实施方式，转换元件具有量子点(英文：quantumdots)作为转换材料或由其构成。替选地，转换元件能够具有转换材料，如YAG发光材料、石榴石、正硅酸盐或焙砂(Calsine)，，或由其构成。特别地，所提出的转换材料是氧气、湿气和/或温度敏感的。具有量子点的转换材料与常规的发光材料相比具有的优点是：所述转换材料具有更窄的光谱带宽。此外，能够更容易地设定和改变波长最大值。用量子点在此表示纳米材料结构。特别地，纳米材料结构能够由半导体材料、如InGaAs、CdSe或GaInP/InP构成或包括所述半导体材料。特别地，量子点能够具有不同的大小。转换元件能够具有基体材料，例如基于硅树脂的和/或基于环氧化物的聚合物和/或丙烯酸酯和/或光刻胶。转换材料、如量子点能够在基体材料中均匀地分布。替选地，转换材料、如量子点能够在基体材料中具有浓度梯度。转换材料能够在基体材料中具有至少60重量％、例如70重量％、80重量％、90重量％或96重量％的份额。转换元件尤其设计用于：将由半导体芯片发射的辐射吸收，并且转换成尤其其他波长的辐射。转换元件能够完全地转换由半导体芯片发射的辐射。替选地，转换元件能够至少部分地转换由半导体芯片发射的辐射，其中由半导体芯片发射的辐射的一部分在没有通过转换元件转换的情况下射出。得到混合辐射，所述混合辐射包括由半导体芯片发射的辐射和由转换元件转换的辐射。根据至少一个实施方式，量子点具有不同的大小。大小能够为2nm至12nm。借此，能够单独地调整由量子点发射的光谱范围。特别地，具有量子点的转换材料能够用于所谓的固态照明和显示屏背光照明。根据至少一个实施方式，转换元件作为层厚度在100nm和1500nm之间的层成型，其中包括边界值。根据至少一个实施方式，器件具有封装元件。封装元件具有覆盖元件和侧部元件或由其构成。封装元件设计用于：至少保护转换元件免受环境影响和/或温度影响。根据至少一个实施方式，封装元件至少封装转换元件和半导体芯片。换言之，转换元件不单独地封装，而是在器件之内与半导体芯片和转换元件共同地封装。特别地，封装元件是气密密封的，即相对于环境影响、如氧气、水和/或硫化氢是扩散密封的。根据至少一个实施方式，覆盖元件设置在半导体芯片的光路中。覆盖元件设置在转换元件之上。覆盖元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子器件(100)，所述光电子器件具有：‑半导体芯片(1)，所述半导体芯片设计用于至少经由辐射主面(11)发射辐射(5)，‑转换元件(2)，所述转换元件设置在所述半导体芯片(1)的光路中，‑封装元件(3)，所述封装元件具有覆盖元件(31)和侧部元件(32)，并且形成用于所述转换元件(2)免受环境影响的至少一个封闭部，其中所述覆盖元件(31)设置在所述转换元件(31)之上，并且所述侧部元件(32)在横截面中相对于所述半导体芯片(1)和所述转换元件(2)横向地设置，并且包围所述半导体芯片(1)，其中所述侧部元件(32)和所述覆盖元件(31)至少局部地直接接触，其中所述侧部元件(32)具有至少一种金属，并且在横向方向上直接与所述转换元件(2)接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 DE 102015111910.21.一种光电子器件(100)，所述光电子器件具有：-半导体芯片(1)，所述半导体芯片设计用于至少经由辐射主面(11)发射辐射(5)，-转换元件(2)，所述转换元件设置在所述半导体芯片(1)的光路中，-封装元件(3)，所述封装元件具有覆盖元件(31)和侧部元件(32)，并且形成用于所述转换元件(2)免受环境影响的至少一个封闭部，其中所述覆盖元件(31)设置在所述转换元件(31)之上，并且所述侧部元件(32)在横截面中相对于所述半导体芯片(1)和所述转换元件(2)横向地设置，并且包围所述半导体芯片(1)，其中所述侧部元件(32)和所述覆盖元件(31)至少局部地直接接触，其中所述侧部元件(32)具有至少一种金属，并且在横向方向上直接与所述转换元件(2)接触。2.根据权利要求1所述的光电子器件(100)，其中所述侧部元件(32)由至少一种电镀金属构成，并且所述覆盖元件(31)具有与所述侧部元件(32)不同的材料，并且所述覆盖元件对于由所述半导体芯片(1)发射的辐射而言是透明的，其中所述侧部元件(32)具有小于50μm的厚度。3.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中所述转换元件(2)具有量子点。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中所述侧部元件(32)成型为所述半导体芯片(1)的电连接接触部。5.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中至少所述侧部元件(32)设置在所述载体(4)上，使得所述侧部元件(32)设计为用于所述转换元件(2)和/或所述半导体芯片(1)的热沉，并且至少防止所述转换元件(2)的退化。6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中所述侧部元件(32)反射性地成型。7.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，所述光电子器件具有种子层(6)，所述种子层完全直接地覆盖所述转换元件(2)的侧面(21)并且至少局部直接地覆盖所述半导体芯片(1)的侧面(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·欧布里安，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