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    关 键 词:
    光电子 器件
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    摘要
    申请专利号:

    CN201380050797.X

    申请日:

    2013.09.19

    公开号:

    CN104685625A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 25/075申请日:20130919|||公开
    IPC分类号: H01L25/075; H01L33/50; H01L33/54 主分类号: H01L25/075
    申请人: 欧司朗光电半导体有限公司
    发明人: 于尔根·莫斯布格尔
    地址: 德国雷根斯堡
    优先权: 102012217521.0 2012.09.27 DE
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司11227 代理人: 丁永凡; 高少蔚
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201380050797.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.07.28|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种光电子器件。器件具有:载体(140);设置在载体(140)上的第一光电子半导体芯片(101);设置在第一半导体芯片(101)上的第一转换元件(110),以用于转换从第一半导体芯片(101)输出的光辐射;设置在载体(140)上的第二光电子半导体芯片(102);和设置在第二半导体芯片(102)上的第二转换元件(120),以用于转换从第二半导体芯片(102)输出的光辐射。光电子器件还具有设置在载体(140)上的绝缘材料(150),所述绝缘材料包围第一和第二半导体芯片(101;102)和第一和第二转换元件(110;120)。第一转换元件(110)阶梯形地构成并且具有第一和第二部段(111;112),其中第一部段(111)侧向地超过第二部段(112)突出。本发明还涉及用于制造这样的器件的方法。

    权利要求书

    权利要求书1.  一种光电子器件,所述光电子器件具有: 载体(140); 设置在所述载体(140)上的第一光电子半导体芯片(101); 设置在所述第一半导体芯片(101)上的第一转换元件(110),以 用于转换由所述第一半导体芯片(101)输出的光辐射; 设置在所述载体(140)上的第二光电子半导体芯片(102); 设置在所述第二半导体芯片(102)上的第二转换元件(120)以用 于转换由所述第二半导体芯片(102)输出的光辐射;和 设置在所述载体(140)上的绝缘材料(150),所述绝缘材料包围 所述第一和第二半导体芯片(101;102)和所述第一和第二转换元件 (110;120), 其中所述第一转换元件(110)阶梯形地构成并且具有第一部段和 第二部段(111;112),其中所述第一部段(111)侧向地超过所述第二 部段(112)突出。 2.  根据权利要求1所述的光电子器件, 其中所述第一转换元件和第二转换元件(110;120)具有不同的厚 度。 3.  根据权利要求1或2所述的光电子器件, 其中所述第一转换元件具有位于所述第二部段的正面边缘处的棱 边和位于所述第一部段的正面边缘处的附加的棱边(115),并且所述绝 缘材料在所述第一半导体芯片的区域中在所述附加的棱边处中止。 4.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 其中所述第二部段(112)的侧面不具有所述绝缘材料。 5.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 其中所述第一转换元件(110)的所述第一部段(111)在所述第一 转换元件(110)的整个环周之上侧向地超过所述第二部段(112)突出。 6.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 其中所述绝缘材料(150)是白色的硅酮。 7.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 其中所述第一半导体芯片和第二半导体芯片(101;102)分别具有 至少一个正面接触部(105),并且其中所述光电子器件具有设置在所述 绝缘材料(150)上的接触结构(160),所述接触结构延伸至至少一个 正面接触部(105)。 8.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 其中所述第一半导体芯片和第二半导体芯片(101;102)构成为, 用于产生在蓝色光谱范围中的光辐射, 其中所述两个转换元件(110;120)中的一个构成为,将由半导体 芯片(101;102)产生的所述光辐射的一部分转换为在绿色光谱范围中 的光辐射, 并且其中所述两个转换元件(110;120)中的另一个构成为,将由 半导体芯片(101;102)产生的所述光辐射转换为在红色光谱范围中的 光辐射。 9.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 所述光电子器件具有多个第一半导体芯片(101)以及设置在其上 的第一转换元件(110)和/或多个第二半导体芯片(102)以及设置在其 上的第二转换元件(120)。 10.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 所述光电子器件还具有设置在所述载体(140)上的另一半导体芯 片(103)和设置在所述另一半导体芯片(103)上的辐射能穿透的元件 (130)。 11.  根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件, 其中所述第一和第二转换元件(110;120)是陶瓷的转换元件。 12.  一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件 的方法,所述方法包括下述步骤: 将第一光电子器件和第二光电子器件(101;102)设置在载体(140) 上; 将第一转换元件(110)设置在所述第一半导体芯片(101)上以用 于转换由所述第一半导体芯片(101)输出的光辐射; 将第二转换元件(120)设置在所述第二半导体芯片(102)上以用 于转换由所述第二半导体芯片(102)输出的光辐射;以及 将绝缘材料(150)施加到所述载体(140)上,使得所述绝缘材料 (150)包围所述第一半导体芯片和第二半导体芯片(101;102)和所 述第一转换元件和第二转换元件(110;120), 其中设置在所述第一半导体芯片(101)上的第一转换元件(110) 阶梯形地构成并且具有第一部段和第二部段(111;112),其中所述第 一部段(111)侧向地超过所述第二部段(112)突出。 13.  根据权利要求12所述的方法, 其中所述第一转换元件(110)通过执行两级的结构化方法由初始 元件(170)产生。 14.  根据权利要求12或13所述的方法, 其中所述第一半导体芯片和第二半导体芯片(101;102)分别具有 至少一个正面接触部(105),其中施加到所述载体(140)上的所述绝 缘材料(150)覆盖所述正面接触部(105), 其中延伸到正面接触部(105)处的凹陷部(155)在所述绝缘材料 (150)中构成, 并且其中在构成所述凹陷部(155)之后将金属材料通过填充所述 凹陷部(155)施加到所述绝缘材料(150)上以便构成接触结构(160)。 15.  根据权利要求12至14中任一项所述的方法, 其中制造根据权利要求1至11中任一项所述的光电子器件。

    说明书

    说明书光电子器件
    技术领域
    本发明涉及一种光电子器件和一种用于制造这样的器件的方法。光 电子器件具有:载体;设置在载体上的光电子半导体芯片;和设置在半 导体芯片上的转换元件。在载体上还设置有绝缘材料,所述绝缘材料包 围半导体芯片和转换元件。
    背景技术
    光电子器件在不同的实施方式中已知。对于照明应用使用所谓的 SSL光学引擎(Solid State Lighting固态照明),所述光学引擎能够包括 多个设置在载体或印刷电路板上的LED芯片(发光二极管) (Chip-on-Board板上封装)。在半导体芯片上能够设置有小板状的转换 元件(磷光体)以用于转换从半导体芯片输出的光辐射。
    在制造这样的器件的范围中,载体在设置半导体芯片和转换元件之 后通常用白色的绝缘材料囊封。这用于覆盖位于载体上的金属的面。以 这种方式能够避免,沿朝载体的方向反射的、例如通过在器件的透镜上 的反射而引起的光部分在金属面上被吸收。
    在囊封时,绝缘材料以液态的或粘稠的形式施加到载体上,并且在 半导体芯片之间的区域和围绕所述区域周围用绝缘材料填充。为了在所 述工艺中,绝缘材料不超过转换元件伸展并且不覆盖所述转换元件,将 转换元件在具有明确限定的棱边的正面的边缘处构成。在前棱边处,能 够基于表面张力停止绝缘材料。
    根据待产生的光辐射能够构成具有不同的转换元件的光电子器件, 所述转换元件将由半导体芯片输出的光辐射转换为不同颜色或波长范 围的光辐射。根据制造,不同的转换元件能够具有不同的厚度。这能够 引起:在设置在载体上的半导体芯片中,不同的转换元件的正面进而在 此存在的棱边位于关于载体的不同的高度上。因此,在用绝缘材料囊封 时出现的问题是:绝缘材料朝转换元件升高至较高的前棱边,然而不由 较低的棱边停止,进而流过所属的转换元件的较低的表面。由此的结果 是器件的降低的光发射。所述问题尤其能够在相对紧密地设置的半导体 芯片中出现。
    发明内容
    本发明的目的在于,提出一种改进的光电子器件的解决方案。
    所述目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的其他的有利的 实施方式在从属权利要求中给出。
    根据本发明的一个方面,提出一种光电子器件。光电子器件具有: 载体;设置在载体上的第一光电子半导体芯片;设置在第一半导体芯片 上的第一转换元件,以用于转换由第一半导体芯片输出的光辐射;设置 在载体上的第二光电子半导体芯片;和设置在第二半导体芯片上的第二 转换元件,以用于转换由第二半导体芯片输出的光辐射。光电子器件还 具有设置在载体上的绝缘材料,所述绝缘材料包围第一和第二半导体芯 片和(部分的)第一和第二转换元件。第一转换元件阶梯形地构成并且 具有第一和第二部段。第一部段侧向地超过第二部段突出。
    第一转换元件能够设置在第一半导体芯片上,使得第一部段与第一 半导体芯片相对置。由于具有侧向地超过第二部段伸出的第一部段的阶 梯形的设计方案,第一转换元件能够侧向地在边缘处具有两个彼此错开 的棱边或棱边结构。在此,其为位于第二部段的端侧的或正面的边缘的 棱边,和位于第一部段的正面边缘处的其他的、更低的棱边。第一转换 元件的附加的棱边能够在器件的制造的范围中引起停止以液态的或粘 稠的形式通过囊封施加到载体上的绝缘材料,由此能够防止第二转换元 件的覆盖。尤其,第二部段的侧面能够不具有绝缘材料。第二转换元件 能够不具有阶梯形状,进而仅由位于正面的边缘处的棱边或棱边结构构 成。
    通过第一转换元件的阶梯形状,在载体和第一转换元件的正面之间 具有比在载体和第二转换元件的正面之间更大的距离的器件的设计方 案是可行的。就此而言,第一转换元件的附加的棱边能够位于与第二转 换元件的正面棱边相同的或基本上相同的高度上。以这种方式,用绝缘 材料填充不仅在第一半导体芯片的区域中而且在第二半导体芯片的区 域中在相同的或基本上相同的高度处停止。在第一半导体芯片的区域中 能够进行在第一转换元件的附加的棱边处的停止,并且在第二半导体芯 片的区域中能够进行在第二转换元件的前棱边处的停止。施加到载体上 的绝缘材料能够包围半导体芯片进而部分地包围转换元件,使得不出现 第二转换元件的正面的覆盖。此外,第一转换元件的第二部段能够在剖 视图中完全地从绝缘材料中伸出。
    光电子器件能够尤其是发光二极管或LED芯片。此外,第一和第 二半导体芯片能够具有相同的或一致的结构。就此而言,术语“第一” 和“第二”半导体芯片涉及所属的第一和第二转换元件的分配。然而也 可行的是,第一和第二半导体芯片不同地构成,并且具有彼此不同的形 状和/或结构。
    光电子器件尤其能够构成有多个第一半导体芯片和其上设置的阶 梯形的第一转换元件和/或多个第二半导体芯片和其上设置的没有阶梯 形状的第二转换元件。在此,附加的、位于第一转换元件上的停止棱边 能够在绝缘材料的囊封的范围中以上述方式阻止第二转换元件的正面 由绝缘材料覆盖。由此,半导体芯片在载体上的以相对小的间距,例如 在几十微米范围中的、例如五十微米的间距的定位是可行的。第一和第 二半导体芯片能够如上文所描述的具有相同的或一致的结构,以及构成 为用于输出相同的光谱范围的光辐射。第一和第二转换元件能够由不同 的转换材料构成。以便将由半导体芯片输出的光辐射转换为不同的波长 范围的光辐射。
    在下文中所描述的设计方案中,能够以相同的方式应用器件的这样 的“复数的”实施方式。
    在另一实施方式中,第一和第二转换元件具有不同的厚度。例如能 够由用不同的转换材料制造转换元件造成不同厚度的存在。虽然厚度不 同,第一转换元件的阶梯形的设计方案提供以上述方式可靠地阻止第二 转换元件的覆盖。因此,转换元件能够彼此独立地,并且鉴于预设的光 学特性构成并且优化。
    第一转换元件的阶梯形状的有利的作用不能仅在存在转换元件的 不同的厚度时实施。例如,(附加地或替选地)第一和第二半导体芯片 能够具有不同的厚度。对于所述情况而言,第一转换元件的附加的棱边 同样能够防止用绝缘材料覆盖第二转换元件。
    在另一实施方式中,第一转换元件的第一部段在第一转换元件的整 个环周之上侧向地超过第二部段突出。由此,第一转换元件能够具有环 绕整个环周的、并且包括多个棱边部段的棱边或棱边结构,所述棱边或 棱边结构适合于停止绝缘材料。由此,以高的可靠性能够避免第二转换 元件的正面用绝缘材料覆盖。
    在另一实施方式中,绝缘材料是白色的硅酮。在此其是用适合的例 如由氧化钛构成的颗?;蛏⑸淇帕L畛涞墓柰?。通过白色的硅酮能够将 在半导体芯片之间的和围绕半导体芯片的区域进而载体的位于所述区 域中的金属面覆盖,使得能够避免被反射的光部分的吸收。代替其,能 够所述光部分在白色的硅酮上向回反射。硅酮的应用能够实现载体的可 靠的囊封。
    代替白色的硅酮必要时能够应用其他的反射的绝缘或囊封材料???行的示例是环氧化物材料、所述环氧化物材料能够以相同的方式用适合 的颗粒填充。
    绝缘材料还能够用作用于接触半导体芯片的接触结构的载体。就此 而言,根据另一实施方式提出,第一和第二半导体芯片分别具有至少一 个正面接触部。在器件中,正面接触部由绝缘材料覆盖。器件还具有设 置在绝缘材料上的接触结构,所述接触结构延伸至至少一个正面接触 部。在此,接触结构部分地嵌入绝缘材料中。
    借助于这样的接触结构,例如能够将正面接触部连接到载体的接触 面上,其中在器件中能够存在多个所述接触结构。在此,相关的接触结 构不仅穿过绝缘材料延伸至正面接触部,而且附加地延伸至接触面。也 可行的是,两个半导体芯片的或第一和第二半导体芯片的正面接触部借 助于接触结构彼此电连接。
    在存在仅一个正面接触部时,第一和第二半导体芯片还能够分别具 有后侧接触部。具有每个半导体芯片各两个正面接触部的设计方案也是 可行的。经由接触部能够将电流施加到半导体芯片上,由此半导体芯片 输出光辐射。鉴于正面接触部,第一和第二转换元件能够与其相协调地 分别具有至少一个相应的侧面的凹陷部。
    光电子器件例如能够是白光源。就此而言,根据另一实施方式提出, 第一和第二半导体芯片构成为,用于产生在蓝色波长范围中的光辐射。 两个转换元件中的一个(第一或第二转换元件)构成为,用于将由半导 体芯片产生的蓝色光辐射的一部分转换为在绿色光谱范围中的光辐射。 蓝色的和绿色的光辐射能够共同得出薄荷色的光辐射。两个转换元件中 的另一个(第二或第一转换元件)构成为,用于将由半导体芯片产生的 蓝色光辐射转换为在红色光谱范围中的光辐射。薄荷色的和红色的光辐 射能够叠加为白色的或暖白色的光辐射。
    白光源尤其能够借助于多个这样的由半导体芯片和转换元件构成 的发光单元构成用于产生薄荷色和红色的光辐射。以这种方式,相关的 器件能够产生具有在暖白色范围中的色温并且具有高的显色指数 (CRI,Colour Rendering Index)的光辐射。为了所述目的,不同的发 光单元能够相对近地,并且以适合的方式分布地设置在载体上。
    对于光电子器件还能够考虑具有(至少)一个半导体芯片的设计方 案,其光辐射不经受转换。就此而言,根据另一实施方式提出,光电子 器件具有设置在载体上的其他的半导体芯片和设置在其他的半导体芯 片上的辐射能穿透的元件。辐射能穿透的元件用作间隔保持件,以便防 止在囊封绝缘材料时在所述区域中的覆盖。为此,辐射能穿透的元件例 如能够具有与第二转换元件相同的厚度。其他的半导体芯片能够具有与 第一和第二半导体芯片相同的或一致的结构。然而,还可行的是,具有 不同的形状或结构的半导体芯片的设计方案。
    在另一实施方式中,第一和第二转换元件是陶瓷的转换元件。以这 种方式,能够在光电子器件运行中实现有效的散热。另一可行的优点在 于,能够(尽可行地)避免光散射。
    根据本发明的另一方面,提出用于制造光电子器件的方法。器件能 够根据上文所述的实施方式制造。所述方法包括将第一和第二光电子半 导体芯片设置在载体上;将第一转换元件设置在第一半导体芯片上以用 于转换从第一半导体芯片输出的光辐射;以及将第二转换元件设置在第 二半导体芯片上以用于转换从第二半导体芯片输出的光辐射?;固岢鼋?绝缘材料施加到载体上,使得绝缘材料包围第一和第二半导体芯片和第 一和第二转换元件。设置在第一半导体芯片上的第一转换元件阶梯形地 构成并且具有第一和第二部段。第一部段侧向地超过第二部段突出。
    通过具有侧向地相对于第二部段突出的第一部段的阶梯形的设计 方式,第一转换元件能够除了位于第二部段的边缘处的前棱边以外具有 与此高度错开地或更低的附加的、在第一部段的正面边缘处的棱边。在 附加的棱边处,绝缘材料能够当在施加到载体上的范围中执行的囊封时 停止。由此可行的是,在存在转换元件的正面关于载体的不同的高度或 间距时防止第二转换元件的正面的覆盖。
    绝缘材料的原本的到载体上的施加能够如上文所表明的那样以液 态的(粘稠的)方式通过囊封或填充进行。紧随其后,能够执行绝缘材 料的干燥或硬化。这能够在相应的温度、例如150℃下进行。
    第一转换元件能够通过执行两级的结构化方法由初始元件产生。在 第一级中,第二部段的结构能够构成在初始元件上或其中。在随后的第 二级中不仅能够构成第一部段的结构,而且能够将整个第一转换元件分 离。各个结构化工艺例如能够包括锯割工艺或激光工艺。
    在另一实施方式中,第一和第二半导体芯片分别具有至少一个正面 接触部。在此正面接触部由施加到载体上的绝缘材料覆盖。为了能够实 现正面接触部的接触,在绝缘材料中构成到达正面接触部的凹陷部。在 构成凹陷部之后,金属的材料在填满凹陷部的情况下施加到绝缘材料 上,以便构成接触结构。
    对于制造方法而言,能够以相同方式考虑针对光电子器件说明的实 施方式和方面。
    本发明的上文所阐述的和/或在从属权利要求中描述的有利的构成 方案和改进方案能够——除了例如在明确的相关性或不一致的替选方 案的情况下——单独地或然而也以相互间任意组合形式应用。
    附图说明
    本发明的如上文所述的特性、特征和优点及其如何实现的方式和方 法结合实施例的结合示意的附图详细阐述的下文的描述而变得能更加 清楚和显而易见。附图示出:
    图1至4分别以示意侧视图示出用于制造光电子器件的方法,所述 光电子器件包括光电子半导体芯片和设置在半导体芯片上的具有和不 具有阶梯形状的转换元件;
    图5示出用于制造光电子器件的方法的所属的流程图;
    图6至图8分别以示意立体图示出用于制造阶梯形的转换元件的方 法;
    图9示出具有厚度不同的半导体芯片的光电子器件的示意侧视图;
    图10示出其中半导体芯片的正面和后侧接触部电连接的光电子器 件的示意侧视图;
    图11示出具有正面接触部、后侧接触部和通孔的光电子半导体芯片 的示意侧视图;
    图12示出光电子器件的示意侧视图,其中以交替的方式将半导体 芯片的各正面接触部和各后侧接触部电连接;
    图13示出具有正面和后侧接触部的光电子半导体芯片的示意侧视 图;
    图14示出包括具有两个正面接触部的半导体芯片的光电子器件的 示意侧视图,其中半导体芯片的正面接触部电连接;
    图15示出具有两个正面接触部和通孔的光电子半导体芯片的示意 侧视图;
    图16示出由光电子器件的半导体芯片和转换元件构成的装置的示 意俯视图;
    图17示出具有设置在半导体芯片上的阶梯形的转换元件的光电子 半导体芯片的示意俯视图;以及
    图18示出光电子器件的示意侧视图,所述光电子器件包括具有设 置在其上的转换元件的半导体芯片和具有设置在其上的辐射能穿透的 元件的另一半导体芯片。
    具体实施方式
    基于下述示意图描述光电子器件的和用于制造的所属的方法的实 施方式。要表明的是,附图不是合乎比例的,使得在此示出的部件和结 构为了更好的理解能够过大地或缩小地示出。所阐述的器件具有多个光 电子半导体芯片和设置在其上的转换元件以用于转换由半导体芯片输 出的光辐射。能够用于照明应用的器件,也能够称作为芯片???、SSL 光学引擎或多芯片光学引擎,构成为防止转换元件的正面在囊封绝缘材 料时的覆盖。器件能够以白光源的形式实现,所述白光源在运行时输出 具有高的显色指数的白色的、尤其暖白色的光辐射。
    在制造的范围中,能够执行从半导体技术中和从光电子器件的制造 中已知的工艺以及使用常用的材料,使得对此仅部分地进行讨论。此外 指出的是,除了所示出的和所描述的工艺以外必要时能够执行用于完成 器件的其他的方法步骤。以相同的方式,所阐述的器件除了所示出的和 所描述的结构以外能够包括其他的结构,结构元件和/或层。
    根据图1至4描述第一光电子器件201的制造。在所述方法中执行 的方法步骤补充地在图5的流程图中概括,在下文中同样参考所述流程 图。
    在方法中,在步骤301中(参见图5)首先提供器件201的在图1 中示出的组成部分。其中包括光电子半导体芯片101、102,用于设置在 半导体芯片101、102上的转换元件110、120,和载体140。在图1中, 并且也在下面的图2至4中,仅示出两个半导体芯片101、102和所属 的转换元件110、120。所述器件为了能够实现更好的分配和区分在下文 中也称作第一半导体芯片101和第二半导体芯片102,以及称作第一转 换元件110和第二转换元件120。
    可行的是,实现具有多个第一半导体芯片101和第一转换元件110 和/或具有多个第二半导体芯片102和第二转换元件120的光电子器件 201(对此参见图16中示出的实施方式)。就此而言,图1至4仅能够 涉及待制造的器件201的局部。因此,下面的根据所示出的两个半导体 芯片101、102和转换元件110、120的描述能够以相同的方式适用于“复 数的”设计方案。
    光电子半导体芯片101、102尤其能够是发光二极管或LED芯片。 半导体芯片101、102构成为,在运行中在施加电流时输出光辐射。鉴 于器件201的作为白光源的设计方案,半导体芯片101、102能够构成 用于输出在蓝色波长范围中的光辐射。为了所述目的,半导体芯片101、 102例如能够具有基于III/V族化合物半导体材料,例如InGaN或GaN 的半导体层序列??尚械氖?,半导体芯片101、102具有相同的或类似 的结构以及,如在图1中表明的,具有相同的高度或厚度。
    为了施加电流,在图1中示出的半导体芯片101、102不仅能够在 正面上而且能够在与正面相反的后侧上接触。在正面的区域中,半导体 芯片101、102分别具有金属的接触部105。能够以接触面的形式存在的 正面接触部105设置在半导体芯片101、102的边缘处(或角部上,参 见图16)。此外,经由正面反射(光出射侧)由半导体芯片101、102 产生的光辐射。在后侧上,半导体芯片101、102具有金属的后侧接触 部(在图1中未示出)。
    与半导体芯片101、102相关的转换元件110、120用于转换由半导 体芯片101、102输出的光辐射。转换元件110、120构成为,将由半导 体芯片101、102经由其正面输出的初级光辐射(分别)转换为不同的 波长范围的次级光辐射。在此,不同的转换元件110、120的次级辐射 的光谱范围彼此不同。
    鉴于器件201的作为白光源的设计方案能够提出,第一半导体芯片 101的蓝色的初级辐射的一部分借助于第一转换元件110转换为绿色波 长范围中的次级辐射(部分转换)。蓝色的和绿色的光辐射能够共同得 出薄荷色的光辐射。关于第二半导体芯片102能够提出,第二转换元件 120基本上将所有的蓝色初级辐射转换为红色波长范围中的次级光辐射 (完全转换)。薄荷色的和红色的光辐射能够,尤其在存在多个由半导 体芯片101和转换元件110构成的发光单元和由半导体芯片102和转换 元件120构成的发光单元时,叠加为白色的或暖白色的光辐射。也可行 的是,相反的设计方案,即第一转换元件110构成为用于产生红色光辐 射,并且第二转换元件120构成为用于产生绿色光辐射。
    将半导体芯片101、102的初级辐射转换为不同的次级辐射的转换 元件110、120由不同的材料构成。这能够与制造相关,尤其鉴于相应 的转换元件110、120的优化的制造而造成存在转换元件110、120的不 同的厚度。如在图1中示出,第一转换元件110具有比第二转换元件120 更大的厚度。转换元件110、120的厚度例如能够位于几十至几百微米 的范围中。
    为了尽管具有不同的厚度,但是防止通过在之后的方法阶段中施加 的绝缘材料150覆盖较薄的第二转换元件120,将较厚的第一转换元件 110在横截面中阶梯形地构成。第一转换元件110如在图1中所示出的 那样具有第一部段111和横向尺寸相对于第一部段111更小的第二部段 112。第一部段111以这种方式侧向地超过第二部段112突出,其中借助 于所述第一部段将第一转换元件110与第一半导体芯片101连接。在之 后施加绝缘材料时,第二部段的侧面保持不具有绝缘材料。
    以这种方式,第一转换元件110具有位于第二部段112的正面边缘 处的棱边结构116,并且与相对于其错开地或更深的方式具有位于第一 部段111的正面边缘处的棱边结构115。具有侧向地超过第二部段或上 部段112突出的第一或下部部段111的第一转换元件110的阶梯形的设 计方案位于第一转换元件110的整个环周之上。由此,两个棱边结构115、 116分别环绕阶梯形的转换元件110的整个环周。
    两个棱边结构115、116能够,从上侧方观察,由多个彼此邻接的棱 边部段组成(参见图17中示出的具有每个棱边结构115、116四个直的 部段和一个弯曲的部段的实施方式)。在此,棱边结构116相对于棱边 结构115横向向内地错开。根据图1变得清楚的是,第一转换元件110 在两个棱边结构115、116的区域中分别具有矩形的横截面形状。
    在第二半导体芯片102上使用的第二转换元件120相反地(在横截 面中)不具有阶梯形状。因此,第二转换元件在边缘处在正面上具有仅 一个环周侧环绕的棱边结构125,所述棱边结构从上方观察同样能够由 多个彼此邻接的棱边部段组成(参见图16)。在棱边结构125的区域中, 如在图1中示出,同样存在矩形的横截面形状。第一和第二转换元件 110、120的棱边结构115、116、125在下文中以缩写形式也仅以术语“棱 边”表示。
    转换元件110、120例如能够是陶瓷的转换元件。以这种方式,能够 在光电子器件201的运行中实现有效的散热的优点。另一优点在于,没 有出现或出现仅相对小的光散射。以陶瓷形式存在的转换元件110、120 的制造能够包括首先烧结以粉末状存在的转换材料。
    为了将蓝色光辐射转换为绿色光辐射,作为转换材料例如能够使用 铈掺杂的石榴石,例如YAG(钇铝石榴石)或LuAG(镥铝石榴石)。 还可行的是具有在钇和镥之间的混合比例的LuYAG??裳〉?,镓或钆 的添加是可行的,并且铝能够通过镁替代。此外,能够代替铈提出用铕 进行掺杂。其他的考虑的材料是分别用铕掺杂的SrSiON或BaSiON。
    为了将蓝色的光辐射转换为红色的光辐射,例如能够使用铕掺杂的 CaAlSiN?;箍尚械氖抢珙鸩粼拥?EA)2Si5N8的使用,其中EA 表示碱土金属例如Sr、Ba、Ca或其混合物。
    为了绿色转换,陶瓷的转换元件的厚度或层厚度例如位于30或600 微米之间的范围中。为了红色转换,厚度例如位于在30和300微米之 间的范围中。
    替选地,也能够考虑转换元件110、120的其他的实施方式。例如可 行的是,转换元件110、120由硅构成,其中硅用转换材料的颗粒填充。 颗粒例如能够由上文提出的转换材料构成。由颗粒填充的硅酮构成的转 换元件能够具有在例如20至300、例如30至80微米的范围中的厚度。
    设为用于承载半导体芯片101、102的载体140能够构成有用于半 导体芯片101、102的(未示出的)连接或接触结构。例如,载体140 能够包括与半导体芯片102、102的后侧接触部相协调的金属的配合接 触部。载体140例如还能够以陶瓷载体的形式构成。替选地,能够考虑 另一设计方式。例如,载体140能够具有(未示出的)金属的热沉,其 中热沉,以及相应的连接或接触结构部分地由塑料材料包围(预制载 体)。
    在提供(步骤301)之后,待制造的器件201的各个组成部分在下 一步骤302中对应于图1示出的设置方式进行组装。在此,半导体芯片 101、102设置在载体140上,并且转换元件110、120设置在半导体芯 片101、102上。在此,首先能够执行将芯片101、102设置在载体140 上,然后执行将转换元件110、120设置在芯片101、102上。
    将半导体芯片101、102设置在载体140上例如能够通过使用焊剂 来焊接进行。以这种方式,半导体芯片101、102的后侧接触部和载体 140的配合接触部能够电地且机械地连接。
    半导体芯片101、102如在图1中所示出的那样以彼此间的间距310 设置在载体140上。间距310能够相对小,并且例如为五十微米。鉴于 器件201的“复数的”设计方案能够在所有的半导体芯片101、102之 间一致地存在相同的间距310,并且所述半导体芯片能够以适合的方式 分布地设置在载体140上(参见图16的实施方式)。
    半导体芯片101、102还能够以相应的取向设置在载体140上,所 述取向与芯片101、102的在之后的方法阶段中制造的电接触相协调。 在图1中示出的两个半导体芯片101、102中提出,正面接触部105彼 此电连接。为此,半导体芯片101、102能够如在图1中示出的那样以 具有接触部105的芯片区域或芯片侧彼此朝向。然而,也可行的是其他 的芯片取向。
    转换元件110、120如在图1中所示出的利用透明的胶粘剂151与半 导体芯片101、102连接。作为胶粘剂151例如考虑使用硅酮胶粘剂。 转换元件110、120定位在半导体芯片101、102上或其正面上,使得露 出正面接触部105。就此而言,转换元件110、120具有与半导体芯片 101、102相协调的、具有位于边缘处的凹陷部的形状。从上侧观察,转 换元件110、120尤其能够具有带有在角部处的凹陷部的基本上矩形的 或正方形的基本形状(参见图16)。关于阶梯形的第一转换元件110, 其两个部段111、112具有类似的轮廓(即带有这样的凹陷部),使得如 上文所述的阶梯形状能够在第一转换元件110的整个环周之上存在(参 见图17)。
    在载体140上施加的半导体芯片101、102和设置在其上的转换元 件110、120彼此协调为,使得第一转换元件110的附加的棱边115,如 在图1中根据虚线表明的那样,关于载体140能够位于与第二转换元件 120的正面的棱边125相同的或基本上相同的高度上。必要时,根据公 差能够存在小的、例如在几微米范围内(例如十微米)的高度错位。
    一致的棱边高度在下面的方法步骤303中(参见图5)利用,在所 述方法步骤中如在图2中所示出的那样将白色的绝缘材料150施加到载 体140上,所述绝缘材料包围半导体芯片101、102并且部分地包围转 换元件110、120。绝缘材料150用于,填充在半导体芯片101、102之 间的和围绕半导体芯片101、102的区域,由此载体140的可能存在于 所述区域中的金属的结构或面能够被覆盖。以这种方式能够避免例如通 过在器件201的透镜上的反射而引起的、朝载体140的方向反射的光部 分在金属的面上被吸收。所述光部分能够在白色的绝缘材料150上向回 反射。
    以液态的或粘稠的形式施加到载体140上的并且随后在例如150℃ 的温度下变硬或变干的白色的绝缘材料150尤其能够是白色的硅酮。在 此其为用适合的例如由氧化钛或氧化铝构成的颗粒填充的硅酮。
    执行载体140的用液态的(粘稠状的)绝缘材料150的囊封,使得 绝缘材料150,如在图2中示出的那样,填充至半导体芯片101、102 之上(或其正面)的水平,并且由此正面接触部105由绝缘材料150覆 盖。这鉴于半导体芯片101、102的在之后的方法阶段中制造的电接触 来选择,所述电接触在绝缘材料150上并且部分地以嵌入的形式在绝缘 材料150中构成。
    由于第一转换元件110的阶梯形状,能够执行用绝缘材料105的填 充,使得绝缘材料105在两个半导体芯片101、102的区域中具有相同 的或基本上相同的厚度。通过第一和第二转换元件110、120的位于相 同的或基本上相同的水平上的棱边115、125而可行的是,使绝缘材料 150朝向两个棱边115、125升高,并且在棱边115、125处由于绝缘材 料150的表面张力而停止。以这种方式能够防止,绝缘材料150在囊封 载体140时流动经过第二转换元件120并且覆盖其正面?;分艿匕О?导体芯片101、102和转换元件110、120的、填充的绝缘材料150能够 如在图2中所表明的那样具有拱起的表面,也称作弯月面。能借助于阶 梯形状实现的“对称的”囊封以相同的方式在制造具有多个发光单元 101、110和102、120的器件201时出现。
    不设有这样的阶梯形状的不同的转换元件的应用能够与此相应地 引起位于更低的正面的覆盖,其中转换元件的正面进而前棱边位于不同 的水平上。在此,所使用的绝缘材料升高直至位于更高的正面(或前棱 边)能够引起构成在相的芯片之间的绝缘材料中的不对称的表面拱起结 构的构成,进而引起绝缘材料溢出较低的正面。由此,正面能够部分地 或完全地用绝缘材料覆盖。这引起相应的器件的降低的光发射。
    为了能够引起绝缘材料150在第一转换元件110的附加的停止棱边 115处的可靠的停止,第一部段111相对于第二部段112的侧向突出部 在横截面中具有适合的横向深度311(参见图1)。深度311例如能够位 于大于或等于十微米的范围中。
    除了覆盖功能以外,白色的绝缘材料150还用于将用于半导体芯片 101、102的电接触的结构160承载或嵌入。这种结构160的制造在另一 步骤304的范围中进行(参见图5),所述制造在示出的器件201中借助 于各个将两个示出的半导体芯片101、102的正面接触部105连接的接 触结构160说明。在此其能够为所谓的CPHF金属化(Compact Planar  High Flux紧凑平面型高通量)。
    在步骤304中首先如在图3中示出的那样伸到芯片101、102的正 面接触部105上的或将正面接触部105部分地露出的凹陷部155在硬化 的绝缘材料150中构成。为了所述目的,例如能够使用激光器,由此能 够相对对准确地移除绝缘材料150。紧接着,将金属材料通过填充凹陷 部155施加到绝缘材料150和正面接触部105的露出的部位上,使得如 在图4中所示出的那样,构成连接正面接触部105的接触结构160。
    金属化例如能够包括执行电镀法。在此能够提出,将胚层大面积地 施加到绝缘材料150、正面接触部105的露出的子区域和转换元件110、 120上,胚层为了确定待制造的接触结构160的(横向的)形状例如借 助于光刻胶来掩蔽,并且随后电化学地沉积金属。在此,沉积仅在胚层 上的不掩蔽的部位上进行。紧接着,能够移除掩模并且将相应的接触结 构160之外的胚层通过蚀刻剥蚀。作为用于胚层的材料和沉积的金属例 如能够考虑铜。
    在多个半导体芯片101、102中,能够在步骤304的范围中根据前 述方式以共同的方式产生多个用于半导体芯片101、102的正面接触部 105的接触的接触结构160。在此,这种接触结构160的横向的形状能 够是半导体芯片101、102的相应的取向相关的。在图4的具有彼此相 向的且具有正面接触部105的芯片区域的器件201中,示出的接触结构 160例如能够在俯视图中具有直线形状。与此不同地,其他的形状、例 如在俯视图中(部分地)围绕芯片环绕的结构是可行的。
    此外,借助于接触结构160也能够将两个第一半导体芯片101的或 两个第二半导体芯片102的正面接触部电连接。此外可行的是,接触结 构160构成为,经由所述接触结构将半导体芯片101、102的正面接触 部105连接到载体140的接触部上(参见图10)。在此,在金属化之前 将延伸到载体140的接触部上的凹陷部构成在绝缘材料150中。
    在构成接触结构160之后能够执行其他的、未示出的用于完成图4 的光电子器件201工艺。这种步骤在图5的流程图中在另一步骤305中 概括。其中例如包括器件201的(进一步)囊封,透镜的设置,用于混 合不同的光辐射(薄荷和红色)的混合元件的构成或设置等。
    在步骤301的范围中执行的阶梯形的转换元件110的提供能够基于 两级的结构化方法进行。在下文中,这根据图6至8详细描述,所述图 局部地以立体的形式图解说明制造。在此,首先如在图6中所示出的那 样,提供小板状的初始元件170。初始元件170由与待制造的转换元件 110相同的材料(陶瓷或颗粒填充的硅酮)构成。由初始元件170尤其 能够产生多个转换元件110。
    如在图7中局部地表明的,在第一结构化步骤中,凹陷结构171在 初始元件170中构成。凹陷结构171用于预设转换元件110的第二部段 112(进而还有前棱边116)的轮廓并且为了所述目的而具有与第二部段 112相协调的或环绕第二部段112的形状(未示出)。为了又初始元件 170制造多个转换元件110而存在作为连贯结构的凹陷结构171,所述 凹陷结构环绕多个第二部段112进而如在图7中根据虚线示出那样彼此 分开。
    凹陷结构171的构成能够在存在陶瓷的初始元件170时,例如通过 锯割工艺进行。在此,初始元件170能够借助于相对厚的锯片刻划。在 由颗粒填充的硅酮构成的初始元件170中能够替代地使用激光。
    紧接着,执行第二结构化步骤,在所述结构化步骤中如在图8中局 部地表明的那样,能够进行初始元件170的最终分离,进而产生多个分 开的转换元件110。在所述步骤中还确定一个或该转换元件110的第一 部段111的(进而还有环绕的停止棱边115的)轮廓。在陶瓷的初始元 件170中能够重新执行锯割工艺,在此借助于相对薄的锯片。在由颗粒 填充的硅酮构成的初始元件170中,能够借助于激光进行分离。
    根据下面的附图描述其他的光电子器件的实施方式。所述实施方式 基于前述方案构成,并且以相同的方式具有阶梯形的转换元件110和不 具阶梯形的转换元件120。指出的是,关于已经描述的关于相同类型的 或一致的部件和特征、可行的优点、用于制造的可行的步骤等的细节参 考前述实施方案。此外可行的是,鉴于下述实施方式中的一个提出的特 征和方面也能够应用在其他的在下文中所描述的实施方式中,或也在图 4的器件201中。
    阶梯形的转换元件110的有利的作用能够不仅在存在不同厚度的转 换元件110、120时充分利用。为了图解说明,图9示出另一光电子器 件202的局部,其中不仅转换元件110、120,而且附加地所使用的光电 子半导体芯片101、102也具有不同的厚度。这能够由所使用的半导体 芯片101、102的不同的结构造成。第一转换元件110的形状协调为, 使得附加的棱边115重新位于与第二转换元件120的前棱边125相同的 或基本上相同的水平上。由此能够在填充绝缘材料150时避免第二转换 元120的正面的覆盖。
    所述优点能够以类似的方式在这种实施方式中实现,其中仅各个半 导体芯片101、102具有不同的厚度,相反地所属的转换元件110、120 重新以具有阶梯形和不具有阶梯形的方式构成为具有一致的厚度(未示 出)。
    光电子器件能够构造为,使得多个或所有的半导体芯片101、102 以串联连接的方式彼此电连接。在下文中详细描述对此可行的实施方 式。
    图10示出具有串联连接的光电子芯片101、102和其上设置的具有 和没有阶梯形的转换元件110、120的另一光电子器件203的局部。半 导体芯片101、102分别具有金属的正面接触部105并且分别具有金属 的后侧接触部106。此外,(至少两个示出的)半导体芯片101、102能 够借助于具有接触部105的芯片区域在相同的方向上取向。器件203的 所属的载体140构成为有用于后侧接触部106的以金属的接触面141的 形式的配合接触部。在其上设置的半导体芯片101、102中能够例如经 由焊剂建立在后侧接触部106和接触面141之间的连接。
    如此外在图10中示出的,器件203还包括设置在绝缘材料205上 的且部分地嵌入绝缘材料150中的接触结构160,所述接触结构将示出 的第一半导体芯片101的正面接触部105与载体140的其上设置有示出 的第二半导体芯片102的接触面141连接。类似的电连接能够构成用于 其他的、未示出的半导体芯片101、102,如在图10中借助于其他的部 分示出的接触结构160所表明。
    为了电连接,载体140的接触面141构成为具有比半导体芯片101、 102更大的横向尺寸。由此,半导体芯片101、102能够,如在图10中 所示出的那样,定位在接触面141上,使得提供接触面141的侧向地相 对于半导体芯片101、102突出的子区域以用于连接接触结构160。在构 成接触结构160时,在金属化之前将延伸到接触面141的所述子区域上 的凹陷部构成在绝缘材料150中。
    在图10中还表明在半导体芯片101、102之间存在的间距310。载 体140的接触面141的经由接触结构160设有的接触能够造成大致较大 的芯片间距310,例如大于或等于250微米的芯片间距。
    在图10中示出的电串联连接能够不仅交替地分别位于第一和第二 半导体芯片101、102之间。也可行的是,将多个具有阶梯形的转换元 件110的第一半导体芯片101以及多个具有不阶梯形的转换元件120的 第二半导体芯片102以图解说明的方式连接。
    图11示出尤其能够考虑用于在图10中示出的器件203的半导体芯 片101、102的半导体芯片或LED芯片400的可行的实施方式的示意侧 视图。图11的半导体芯片400具有带有层序列的半导体本体,所述层 序列包括第一半导体层401、第二半导体层402和位于其之间的用于产 生辐射的有源区403。两个半导体层401、402具有不同的导电性和掺杂。 半导体本体设置在导电的电流扩展层404上,在所述电流扩展层上在半 导体本体的侧面设置有金属的正面接触部105。电流扩展层404能够实 现均匀的电通流。(未示出的)转换元件能够粘贴到半导体本体的正面 上或在半导体层401上。
    半导体芯片400还具有通孔接触部407。为通孔接触部407构成竖 直穿过电流扩展层404、半导体层402、有源区403和延伸进入半导体 层401中的凹部,所述凹部在边缘用绝缘层405并且用由绝缘层405包 围的导电层406填充。导电层406接触半导体层401。在通孔接触部407 之外,电流扩展层404、绝缘层505和导电层406以层堆的形式彼此叠 加地设置。导电层406还设置在导电的载体衬底408上,在所述载体衬 底上在后侧设置有金属的后侧接触部106。在导电层406和载体衬底408 之间的连接能够经由未示出的连接层建立。半导体芯片400能够构成有 多个这样的通孔接触部407。
    在半导体芯片400中将正面接触部105经由电流扩展层404与第 二半导体层402电连接。后侧接触部106经由载体衬底408、导电层406 和一个或多个通孔接触部407与第一半导体层401电连接。例如第二半 导体层402能够是p型导电的,使得正面接触部105是p型接触部。其 他的半导体层401能够与此相反地是n型导电的,使得后侧接触部106 是n型接触部。就此而言,关于图10的器件203,p型接触部105经由 接触结构106和接触面141连接到n型接触部106上。
    图12示出具有串联连接的光电子半导体芯片101、102和其上设 置的转换元件110、120的另一光电子器件204的局部。半导体芯片101、 102分别具有金属的正面接触部105并且分别具有金属的后侧接触部 106。在器件204中,以交替的方式分别将正面接触部105并且分别将 后侧接触部106由第一和第二半导体芯片101、102电连接。为了所述 目的,载体140构成有相对大的金属的接触面142。在接触面142上分 别设置有第一和第二半导体芯片101、102。在后侧接触部106和接触面 142之间的连接能够重新例如经由焊剂建立。
    在设置在共同的接触面142上的半导体芯片101、102中,后侧接 触部106经由接触面142电连接。与其他的、共同地定位在接触面142 上的半导体芯片101、102的电连接经由控制结构160建立。在此,第 一和第二半导体芯片101、102的正面接触部105分别电连接。至少在 图12中示出的半导体芯片101、102能够在此借助于具有接触部105的 芯片区域彼此相向。接触结构160设置在绝缘材料150上并且部分地嵌 入绝缘材料150中,进而延伸至相关的正面接触部105。图解示出的电 连接能够朝向其他的、未示出的半导体芯片101、102延续。
    在图12中还表明位于半导体芯片101、102之间的间距310。间 距310能够是相对小的,并且例如为五十微米。在图12中示出的串联 电连接能够不仅交替地分别位于第一和第二半导体芯片101、102之间。 还可行的是下述变型方案:具有阶梯形的转换元件110的多个第一半导 体芯片101和具有转换元件120的多个第二半导体芯片102以图解说明 的方式连接。
    在图12的器件204中,半导体芯片101的正面接触部105例如能 够是p型接触部,并且半导体芯片102的与其电连接的正面接触部105 是n型接触部。与此相对地,半导体芯片101的后侧接触部106能够是 n型接触部,并且半导体芯片102的与其连接的后侧接触部106是p型 接触部。为了所述目的例如能够为半导体芯片101应用半导体芯片400 的根据图11所阐述的实施方式。对于半导体芯片102能够使用在下文 中根据如13所描述的实施方式。
    图13示出其他的半导体芯片或LED芯片420的示意侧视图。半 导体芯片420具有层序列,其包括第一半导体层421、第二半导体层422 和位于其之间的用于产生辐射的有源区423。两个半导体层421、422 具有不同的导电性。在正面,在层序列上或半导体层421上的边缘上设 置有金属的正面接触部105。层序列还经由中间层424与导电的载体衬 底425连接,在所述载体衬底上在后侧上设置有金属的后侧接触部106。 (未示出的)转换元件能够在正面粘贴到半导体层421上。
    在半导体芯片420中,正面接触部105接触第一半导体层421。 后侧接触部106经由载体衬底425和中间层424与第二半导体层422电 连接。例如,第一半导体层421能够是n型导电的并且第二半导体层 422能够是p型导电的,使得正面接触部105,如上文关于图12的器件 204所说明的那样,是n型接触部,并且后侧接触部106是p型接触部。
    在图13中示出的芯片结构能够以相同的方式设为用于根据图10 串联连接的半导体芯片101、102(即用于所有芯片101、102)。
    图14示出具有串联连接的光电子半导体芯片101、102和其上设 置的转换元件110、120的另一光电子器件205的局部。半导体芯片101、 102分别具有两个设置在相对置的边缘侧上的金属的正面接触部105, 进而不具有后侧接触部。并排设置的半导体芯片101、102的正面接触 部105经由接触结构160电连接。在此,至少图14中示出的半导体芯 片101、102能够以具有正面接触部105的芯片区域彼此相向。接触结 构160设置在绝缘材料150上并且部分地嵌入绝缘材料150中,进而延 伸到相关的正面接触部105。示出的电连接能够朝向其他的、未示出的 半导体芯片101、102延续。
    在器件205中,半导体芯片101、102仅机械地与载体140连接。 在所述设计方案中,机械连接例如能够同样利用焊剂来建立。在此,半 导体芯片101、102和载体140能够具有彼此协调的金属层,所述金属 层经由焊剂连接(未示出)。在半导体芯片101、102中,所述层能够设 在后侧上。此外,载体140能够基本上以热沉的形式构成。
    器件205的半导体芯片101、102能够以彼此间相对小的间距310 定位在载体140上。间距310例如能够为五十微米。此外,在图14中 示出的电串联连接能够不仅交替地分别位于第一和第二半导体芯片 101、102之间。也可行的是,具有阶梯形的转换元件110的多个第一半 导体芯片101以及具有转换元件120的多个第二半导体芯片102以图解 说明的方式连接。
    在器件205的半导体芯片101、102中,接触部105分别是p型接 触部并且另一接触部105分别是n型接触部。对于这样的设计方案,半 导体芯片101、102能够根据在下文中借助于图15所描述的实施方式构 成。
    图15示出其他的半导体芯片或LED芯片440的示意侧视图。半 导体芯片440具有带有层序列的半导体本体,所述层序列包括第一半导 体层441、第二半导体层442和位于其之间的用于产生辐射的有源区 443。两个半导体层441、442具有不同的导电性和掺杂。半导体本体设 置在导电的电流扩展层444上,在所述电流扩展层上在半导体本体的层 面设置有金属的正面接触部105(图15中右侧)。(未示出的)转换元件 能够在正面粘贴到半导体本体或半导体层441上。
    半导体芯片440还具有通孔接触部447。为通孔接触部447构成 有竖直地穿过电流扩展层444、半导体层442、有源区443并且延伸到 半导体层441中的凹部,所述凹部在边缘用绝缘层445、并且用由绝缘 层445包围的导电层446填充。导电层446接触半导体层441。在通孔 接触部447之外,电流扩展层444、绝缘层445和导电层446彼此叠加 地以层堆的方式存在。另一金属的正面接触部105设置在导电层446的 子区域上的边缘处(在图15中左侧)。导电层446还经由连接层448与 绝缘的载体衬底449连接。在载体衬底449上在后侧上设置有金属层 450,所述金属层如上文所述地能够用于与载体140的金属层连接。半 导体芯片440能够构成有多个这样的通孔接触部447。
    在半导体芯片440中,右侧的正面接触部105经由电流扩展层444 与第二半导体层442电连接。左侧的另一正面接触部105经由导电层446 和/或通孔接触部447与第一半导体层441电连接。第二半导体层442 例如能够是p型导电的,使得右侧的正面接触部105是p型接触部。第 一半导体层441能够与此相对地是n型导电的,使得另一正面接触部 105是n型接触部。
    如上文所表明的,光电子器件能够包括多个半导体芯片101、102, 其中半导体芯片101、102能够以适合的方式分布地设置在载体140上。 在此,半导体芯片101、102能够相对彼此比近地定位,由此高的光密 度,和鉴于不同光谱范围的光辐射的混合,尤其如上文所描述的那样将 由薄荷色和红色的光辐射混合成白色的或暖白色的光辐射,能够实现所 得到的光辐射的高的均匀性。
    为了图解说明,图16示出光电子器件206的半导体芯片101、102 和其上设置的具有或没有阶梯形的转换元件110、120的可行的或示例 的设置方式。半导体芯片101、102在边缘处或在角部处分别具有单独 的正面接触部105。在作为白光源的设计方案中,发光单元101、110 例如能够构成为用于产生薄荷色的光辐射,并且发光单元102、120用 于产生红色的光辐射(或者相反的)。
    在器件206中,半导体芯片101、102的未示出的电接触基于上文 所述的方案、例如以图10中相应的方式实现。在此,所有的半导体芯 片101、102例如能够串联连接。替选地,例如能够考虑,设有半导体 芯片101、102的多个单独的串联连接。关于电接触还能够提出,各个 半导体芯片101、102与图16不同以其他的方式借助于正面接触部105 取向。
    根据图16中示出的芯片设置方式,还变得显而易见的是,设置在 半导体芯片101、102上的转换元件110、120——如上文所描述的那样 ——具有与半导体芯片101、102的正面接触部105相协调的侧向的凹 陷部或缩进部。由此,为了构成延伸到正面接触部105处的接触结构, 正面接触部105是可自由接近的。
    关于阶梯形的转换元件110,其可行的形状根据半导体芯片101 的在图17中示出的、放大的俯视图变得显而易见。转换元件110具有 侧向地超过第二部段112突出的第一部段111。阶梯形状,进而两个棱 边或棱边结构115、116位于转换元件110的整个环周之上。在此,部 段111、112和棱边结构115、116在俯视图中具有的类似的几何形状和 轮廓,包括与正面接触部105相协调的凹陷部。
    对于具有两个正面接触部105的半导体芯片101、102的情况(参 见图14),所使用的转换元件110、120能够以相应的方式在边缘处具有 两个与两个正面接触部105协调的凹陷部。在此,从上方观察,同样能 够存在基本上矩形的或正方形的基本形状(未示出)。在阶梯形的转换 元件110中,部段111、112和棱边结构115、116能够以相同的方式在 俯视图中具有类似的几何结构或轮廓,包括与正面接触部105协调的凹 陷部(未示出)。
    光电子器件还能够借助一个或多个附加的不具有其上设置的转换 元件的光电子半导体芯片实现,使得初级光辐射不被转换。关于白光源, 能够以所述方式将薄荷绿的、红色的和蓝色的光辐射叠加。为了防止不 具有转换元件的半导体芯片的覆盖,在这样的半导体芯片上使用透明的 间隔保持件。在图16的器件206中例如能够在半导体芯片的一个中, 例如在刚好位于中间的半导体芯片102中,代替转换元件120应用这样 的间隔保持件。
    为了示例的图解说明,图18示出另一光电子器件207的局部。器 件207具有半导体芯片101、102连同设置在其上的具有和不具有阶梯 形的转换元件110、120,和另一半导体芯片103连同设置在其上的辐射 能穿透的元件130。半导体芯片101、102、103分别具有正面接触部105 和后侧接触部106??尚械氖?,半导体芯片101、102、103具有相同的 或类似的结构以及如在图18中表明的那样,具有相同的高度或厚度。 例如,所有的半导体芯片101、102、103能够具有根据图11或13的结 构。
    辐射能穿透的元件130,类似于转换元件110、120,经由透明的 胶粘剂151(硅酮胶粘剂)在正面上与半导体芯片103连接。元件130 也具有与半导体芯片103的正面接触部105协调的具有位于边缘处或角 部处的凹陷部的形状。元件130能够在俯视图中具有与第二转换元件 120(即例如在图16中示出的)相同的横向的形状。此外,例如能够由 透明的清晰的硅酮构成的元件130具有在正面上位于边缘处的环绕的棱 边或棱边结构135。
    在器件207中,不仅转换元件的棱边115、125,而且还有辐射能 穿透的元件130的棱边135位于相同的或基本上相同的高度上。必要时, 受公差限制地,能够存在例如几微米的、例如十微米的小的高度错位。 一致的棱边高度能够重新实现,在用白色的绝缘材料150囊封载体140 时,其中半导体芯片101、102、103的正面接触部105由绝缘材料150 覆盖,绝缘材料105在棱边115、125、135处停止,进而绝缘材料150 在所有的半导体芯片101、102、103的区域中具有相同的或基本上相同 的厚度。以这种方式,避免转换元件120和元件130的覆盖。
    在如在图18中所示出的那样应用相同厚的半导体芯片101、102、 103时,辐射能穿透的元件130具有与转换元件120相同的厚度。然而 替选地,具有不同构造的半导体芯片101、102、103的、进而可能不同 的芯片厚度的器件207的设计方案是可行的。例如,半导体芯片101、 102能够是结构相同的,并且半导体芯片103能够具有与此不同的结构 和不同的厚度。为了也在这样的设计方案中进一步引起在囊封载体140 时所描述的停止作用,能够因此在芯片厚度不同时考虑元件130的和转 换元件120的不同的厚度。
    图18还图解示出半导体芯片101、102、103的可行的接触。在此, 存在与图10相应的结构,即半导体芯片101、102、103借助于后侧接 触部106设置在载体140的接触面141上,并且正面接触部105经由接 触结构160连接到接触面141上。图解说明的电连接能够朝向其他的、 未示出的半导体芯片101、102、103延续?;箍尚械氖?,具有其上设置 的元件130的多个半导体芯片103串联地电连接。
    半导体芯片103的具有辐射能穿透的元件130的根据图18所述的 使用能够考虑以类似的方式以其他的接触方式、例如在图12和14中示 出的设计方案。在此,关于图14,半导体芯片103具有两个正面接触部 105。以相同的方式,辐射能穿透的元件130能够具有与其协调的两个 凹陷部。
    根据附图所阐述的实施方式是本发明的优选的或示例的实施方 式。除了所描述的和所示出的实施方式以外,能够考虑其他的能够包括 特征的其他的变型或组合的实施方式。例如,代替上文所说明的材料而 能够使用其他的材料,并且能够通过其他的数据替代芯片间距、厚度等 的上述数据。
    可行的是,所示出的和所描述的光电子半导体芯片——尤其在图 11、13、15中示出的实施例——包括其他的或附加的结构和层(例如附 加的镜层等),以及代替给出的导电性,存在对此颠倒的导电性。此外, 光电子器件也能够以其他的或与此不同的实施方式由发光半导体芯片 或薄膜芯片构成。
    代替正面接触部105的在图16和17中示出的、部分弯曲的形状 能够考虑其他的形状,例如矩形的或正方形的形状。这也在具有每个芯 片两个接触部105的半导体芯片的设计方案中是可行的。与其协调地, 转换元件110、120和辐射能穿透的元件130能够具有其他的形状、尤 其不同成形的凹陷部,进而在俯视图中具有棱边结构115、116、125、 135的其他的轮廓。
    关于半导体芯片的接触提出如下可行性:根据图10、12、14示出 的方案必要时在器件中进行组合。
    此外可行的是,设置在绝缘材料150上的接触结构160以用于接 触串联连接的相关端部的印制导线结构的形式构成,其中所述接触结构 接触设置在串联连接的端部处的半导体芯片的正面接触部105。
    此外,指出如下可行性:接触结构160的构成不借助于电镀法, 而是基于其他的方法执行。例如,金属化能够包括施加或填充导电的或 金属的膏或焊剂。
    器件能够基于上述方案不仅以白光源的形式,而且也以用于输出 具有其他颜色的光辐射的光源的形式构成。此外,上文说明的用于初级 和次级辐射的光谱范围通过其他的光谱范围替代。例如,能够考虑应用 用于产生在紫外光谱范围中的初级辐射的半导体芯片。转换元件也能够 由与上文给出的材料不同的材料构成。用于产生黄橘色的光辐射的转换 材料的示例是用铕掺杂的CaSiAlON。
    此外能够考虑的是,将器件不仅构成有陶瓷的转换元件而且构成 有由颗粒填充的硅酮构成的转换元件。也指出如下可行性:将具有多于 两个不同类型的转换元件的器件,即用于产生多于两种不同的次级辐射 或颜色的转换元件。在这种方案中,同样能够通过转换元件的阶梯形的 设计方案实现:在囊封时防止用绝缘材料覆盖(较低的)转换元件。
    还可行的是,对于半导体芯片的串联连接附加地或替选地,设有 并联连接。必要时也能够考虑将这种接触结构连接到半导体芯片上,借 助于其,对单个或多个的半导体芯片分开的激发或通电是可行的。
    代替白色的硅酮能够应用其他的能反射的或白色的囊封材料。其 中包括适合的聚合物材料、例如环氧化物材料,所述材料同样能够用散 射颗粒填充。
    尽管详细地通过优选或示例的实施方式详细阐明和描述本发明, 但是本发明不受所公开的示例限制并且由本领域技术人员能够从中推 导其他的变型方案,而不偏离本发明的?;し段?。
    本专利申请要求德国专利申请10 2012 217 521.0的优先权,其公 开内容通过参引结合于此。
    附图标记列表
    101,102             半导体芯片
    103                  半导体芯片
    105                  正面接触部
    106                  后侧接触部
    110                  转换元件
    111,112             部段
    115,116             棱边
    120                  转换元件
    125                  棱边
    130                  辐射能穿透的元件
    135                  棱边
    140                  载体
    141,142             接触面
    150                  绝缘材料
    151                  胶粘剂
    155                  凹陷部
    160                  接触结构
    170                  初始元件
    171                  凹陷结构
    201,202             器件
    203,204             器件
    205,206         器件
    207              器件
    301,302         方法步骤
    303,304         方法步骤
    305              方法步骤
    310              间距
    311              深度
    400              半导体芯片
    401              半导体层
    402              半导体层
    403              有源区
    404              电流扩展层
    405              绝缘层
    406              导电层
    407              通孔接触部
    408              载体衬底
    420              半导体芯片
    421              半导体层
    422              半导体层
    423              有源区
    424              中间层
    425              载体衬底
    440              半导体芯片
    441              半导体层
    442              半导体层
    443              有源区
    444              电流扩展层
    445              绝缘层
    446              导电层
    447              通孔接触部
    448              连接层
    449              载体衬底
    450              金属层   内容来自专利网重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn转载请标明出处

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