具有无线接触的光电子器件制造技术

根据本发明专利技术的光电子器件包括半导体芯片（１）和载体（１０），它们配备有透明的电绝缘封装层（３），其中封装层（３）具有用于露出接触面（６）和载体的接线区（８）的两个空隙（１１、１２），并且导电层（１４）从接触面（６）经由封装层（３）的部分区域通到载体（１０）的电接线区（８），以便将接触面（６）和电接线区（８）相互电连接。由半导体芯片（１）在主辐射方向（１３）上所发射的辐射通过封装层（３）耦合输出，该封装层有利地包含用于转换所发射的辐射的波长的发光转换材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利申请要求德国专利申请102004047680.2和102004050371.0的优先权，其公开内容就此通过反引用予以采纳。本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的光电子器件、一种根据权利要求12的前序部分所述的用于制造光电子器件的方法和一种根据权利要求25所述的照明装置。例如像发光二极管(LED)的所述类型的光电子器件一般具有两个相对的接触面，其中第一接触面通常被安装在导电承载上，例如被安装在芯片外壳的配备有金属化层的区域上。通常半导体芯片的相对的第二接触面的电接触很难形成，因为该第二接触面一般不与载体的所设置的第二接线区(Anschluβbereich)相邻。这种第二接触传统上采用接合线来制造。为在接合线与用于接触的芯片表面之间产生导电连接，芯片表面的区域被配备金属层、所谓的接合焊盘(Bondpad)。但该金属层的缺点是，所述金属层在光学上是不透明的并由此在芯片中所产生的光的一部分被吸收。然而降低接合焊盘的面积在技术上只能有限做到并提高了制造耗费。为减少光电子器件的为辐射耦合输出所设置的表面的一部分的遮蔽问题，从JP 09283801 A中公知，使布置在半导体芯片的表面上的电极与由氧化铟锡(ITO)制成的导电透明层无线接触。在此，半导体芯片的侧面通过SiO2的绝缘层与导电透明层电绝缘。从WO 98/12757中公知，将以常规方式与接合线接触的光电子半导体芯片嵌入包含发光转换材料的填料中，以便将由半导体芯片发射的辐射的至少一部分向更大的波长转换。通过这种方式，例如可以利用发射蓝或者紫外光的半导体芯片产生混合色光或者白光。本专利技术所基于的任务在于，提供一种具有无线接触的改进的光电子器件，其中半导体芯片不受可能转换所发射的辐射的波长的环境影响且制造耗费较低。此外应该提供一种用于制造这种光电子器件的有利方法。该任务通过按权利要求1所述的光电子器件和按权利要求12所述的方法以及通过按权利要求25所述的照明装置得以解决。本专利技术的有利扩展和改进为从属权利要求的主题。在根据本专利技术的光电子器件中，所述光电子器件在主辐射方向上发射辐射，具有半导体芯片，所述半导体芯片具有第一主面、第一接触面和与第一主面相对的具有第二接触面的第二主面，以及具有载体，所述载体具有两个彼此电绝缘的接线区，其中半导体芯片用第一主面固定在载体上和第一接触面与第一接线区导电连接，半导体芯片和载体配备有透明的电绝缘封装层。在此，在主辐射方向上发射的辐射通过封装层被耦合输出。此外，导电层从第二接触面经由封装层的部分区域通到载体的第二电接线区，该导电层将第二接触面与第二接线区导电连接。电绝缘的封装层在根据本专利技术的光电子器件中有利地满足多种功能。因为封装层是电绝缘的，所以它防止通过所施加的导电层产生短路。这例如是这种情况，即半导体芯片的pn结通过在半导体芯片的侧面上施加导电层而短路或者载体的两个接线区通过导电层而相互连接。此外，封装层保护半导体芯片不受环境影响，特别是防止污物和潮湿。因为由光电子器件在主辐射方向上发射的辐射通过封装层被耦合输出，所以封装层有利地也可以包括发光转换材料，以便例如利用发射紫外或者蓝辐射的半导体芯片产生白光。例如像YAG:Ce(Y3Al5O12:Ce3+)的适用的发光转换材料由WO 98/12757公知，其内容为此通过反引用而被采纳。在发光转换的效率方面，如果封装层直接与半导体芯片的为辐射耦合输出所设置的表面邻接，则是特别有利的。优选地，光电子器件包含由III-V化合物半导体材料、特别是由氮化合物半导体材料制成的发射辐射的半导体芯片。封装层例如是塑料层。优选地，封装层是硅树脂层，因为硅树脂的特征在于特别是对UV光的高耐辐射性。特别优选地，封装层是玻璃层。由玻璃制成的封装层的优点是，玻璃具有一般比在塑料情况下更好地与半导体芯片匹配的热膨胀系数。由此有利地减少可能导致封装层中的裂纹或者甚至导致封装层脱落的温度引起的机械应力。通过温度应力引起的导电层从封装层脱落同样得以避免。此外，玻璃的特征在于与塑料相比更低的吸潮性。此外，在由玻璃制成的封装层情况下对紫外辐射的耐抗性也非常高。半导体芯片的第一主面可以同时是第一接触面，以及半导体芯片可以在该接触面固定在载体的第一接线区上。例如，半导体芯片的第一接触面可以是衬底的优选地具有金属化的背面，而至载体的第一接线区的电连接利用焊接连接或者导电粘合剂来实现。但是可替代地也可能的是，不仅第一而且第二接触面均处于半导体芯片的第二主面上，并且两个接触面利用彼此绝缘的导电层与载体的两个接线区的分别一个连接。这在包含绝缘衬底(例如蓝宝石衬底(Saphirsubstrat))的半导体材料情况下是有利的。绝缘蓝宝石衬底例如经常基于氮化合物半导体的半导体芯片情况下被使用。导电层例如是结构化的金属层。该金属层优选地如此被结构化，使得该金属层仅仅覆盖半导体芯片的第二主面的一小部分，以减少在金属层中对由光电子器件发射的辐射的吸收。金属层的结构化例如可以借助光刻法进行。特别优选地，导电层是对所发射的辐射透明的层。这尤其对降低制造耗费有利，因为透明层不必从绝缘层的为辐射耦合输出所设置的区域去除并因此无需结构化。导电层例如可以包含透明的导电氧化物(TCO)，特别是氧化铟锡(ITO)。如果期望光电子器件的无电位的(potentialfrei)表面，那么有利地将绝缘覆盖层、例如漆层施加在导电层上。在用于制造光电子器件的本专利技术方法中，所述光电子器件在主辐射方向上发射辐射，具有半导体芯片，所述半导体芯片具有第一主面、第一接触面和与第一主面相对的具有第二接触面的第二主面，以及具有载体，所述载体具有两个彼此电绝缘的接线区，将半导体芯片利用第一主面安装在载体上，随后将透明的绝缘封装层施加在半导体芯片和载体上，在封装层中产生第一空隙用于至少部分地露出半导体芯片的第二接触面并在封装层中产生第二空隙用于至少部分地露出载体的第二接线区。随后施加导电层用于在半导体芯片的第二接触面与载体的第二接线区之间建立导电连接。封装层优选地是塑料层。该封装层例如可以通过对塑料薄膜的层压、通过加印或者喷溅聚合溶液来施加。在根据本专利技术的方法一种特别优选的方案中，首先在半导体芯片和载体上例如借助溶胶凝胶(Sol-Gel)方法通过蒸发或者通过离心涂布(Spincoating(旋涂))悬浮液来施加前驱层。通过第一温度处理随后去除前驱层的有机成分。这样产生的层随后利用第二温度处理进行压缩，以产生玻璃层形式的封装层。封装层中的第一和第二空隙优选地通过以下方式制造，即封装层在这些区域内借助激光照射剥蚀。导电层有利地利用PVD方法例如借助溅射施加并随后借助电沉积加厚。代替地也可以利用印刷方法、特别是丝网印刷法施加导电层。此外，导电层也可以利用喷溅(Aufspnühen)或者离心涂布方法(Spincoating)产生。根据本法明的光电子器件特别有利地适合于在照明装置、尤其是在例如像探照灯的大功率照明装置中使用。在此，光电子器件或者照明装置根据一种适用的实施形式具有多个半导体芯片。特别是光电子器件可以被用在机动车的前探照灯中或者作为光源被用在投影应用(例如图像和/或视频投影仪)中。照明装置有利地具有至少一个光学元件。优选地为光电子器件的每个半导体芯片分配至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
光电子器件，其在主辐射方向（１３）上发射辐射，具有半导体芯片（１），所述半导体芯片具有第一主面（２）、第一接触面（４）和与第一主面（２）相对的具有第二接触面（６）的第二主面（５），以及具有载体（１０），所述载体具有两个彼此绝缘的电接线区（７、８），其中半导体芯片（１）利用第一主面（２）固定在载体（１０）上和第一接触面（４）与第一接线区（７）导电连接，其特征在于，－半导体芯片（１）和载体（１０）配备有透明的电绝缘封装层（３），－在主辐射方向（１３）上所发射的辐射 通过封装层（３）耦合输出，－导电层（１４）从第二接触面（６）经由封装层（３）的部分区域通到载体（１０）的第二电接线区（８），该导电层将第二接触面（６）与第二接线区（８）导电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-9-30 102004047680.2;DE 2004-10-15 102004051.光电子器件，其在主辐射方向(13)上发射辐射，具有半导体芯片(1)，所述半导体芯片具有第一主面(2)、第一接触面(4)和与第一主面(2)相对的具有第二接触面(6)的第二主面(5)，以及具有载体(10)，所述载体具有两个彼此绝缘的电接线区(7、8)，其中半导体芯片(1)利用第一主面(2)固定在载体(10)上和第一接触面(4)与第一接线区(7)导电连接，其特征在于，-半导体芯片(1)和载体(10)配备有透明的电绝缘封装层(3)，-在主辐射方向(13)上所发射的辐射通过封装层(3)耦合输出，-导电层(14)从第二接触面(6)经由封装层(3)的部分区域通到载体(10)的第二电接线区(8)，该导电层将第二接触面(6)与第二接线区(8)导电连接。2.按权利要求1所述的光电子器件，其特征在于，封装区(3)包含发光转换材料。3.按权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，封装层(3)是塑料层。4.按权利要求3所述的光电子器件，其特征在于，封装层(3)包含硅树脂。5.按权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，封装层(3)是玻璃层。6.按前述权利要求之一所述的光电子器件，其特征在于，第一接触面(4)布置在半导体芯片的第一主面(2)上，其中半导体芯片(1)利用第一接触面(4)借助导电连接安装在第一接线区(7)上。7.按权利要求1至5之一所述的光电子器件，其特征在于，第一接触面布置在半导体芯片(1)的第二主面(5)上，以及另一导电层从第一接触面经由封装层(3)的部分区域通到载体(10)的第一电接线区(7)，该另一导电层将第一接触面与第一接线区(7)导电连接。8.按前述权利要求之一所述的光电子器件，其特征在于，导电层(14)是对所发射的辐射透明的层。9.按权利要求8所述的光电子器件，其特征在于，导电层(14)包含透明的导电氧化物、优选地是氧化铟锡。10.按权利要求1至7之一所述的光电子器件，其特征在于，导电层(14)是结构化的金属层。11.按前述权利要求之一所述的光电子器件，其特征在于，绝缘覆盖层(15)施加在导电层(14)上。12.按权利要求11所述的光电子器件，其特征在于，覆盖层(15)是玻璃层。13.用于制造光电子器件的方法，所述光电子器件在主辐射方向(13)上发射辐射，具有半导体芯片(1)，所述半导体芯片具有第一主面(2)、第一接触面(4)和与第一主面(2)相对的具有第二接触面(6)的第二主面(5)，以及具有载体(10)，所述载体具有两个彼此电绝缘的接线区(7、8)，其特征在于方法步骤-将半导体芯片(1)利用第一主面(2)安装在载体(10)上，-将透明的电绝缘封装层(3)施加在半导体芯片(1)和载体(10)上，-...

【专利技术属性】
技术研发人员：EKM古恩瑟，JE索格，N斯塔思，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]