專利名稱：發(fā)射輻射的器件和用于制造發(fā)射輻射的器件的方法
技術領域：
本申請涉及發(fā)射輻射的器件以及用于制造發(fā)射輻射的器件的方法。
背景技術：
該專利申請要求德國專利申請10 2010 032 041. 2的優(yōu)先權，其公開內容通過回
引結合于此。例如對于諸如液晶顯示器(LCD)的顯示裝置的后照明或者到光導中的耦合輸入有益的是，由發(fā)射輻射的器件發(fā)射的輻射在側向上、也即平行于器件的安裝層面地被輻射。為此經(jīng)常使用比較復雜化的外部光學系統(tǒng)，其適當?shù)厥拱l(fā)射輻射的器件的輻射偏轉。

發(fā)明內容
任務是說明一種發(fā)射輻射的器件，所述發(fā)射輻射的器件在側向上發(fā)射輻射并且緊湊地被構造。此外將說明一種可以用于簡化地和可靠地制造發(fā)射輻射的器件的方法。所述任務通過獨立權利要求的主題來解決。其他擴展方案和適宜性是從屬權利要求的主題。發(fā)射輻射的器件根據(jù)一種實施方式具有半導體芯片，所述半導體芯片具有第一主面、與第一主面相對的第二主面和用于產生輻射所設置的活性區(qū)。該器件此外包括載體，在所述載體處在第二主面?zhèn)裙潭ò雽w芯片。在半導體芯片的第一主面上布置耦合輸出層。耦合輸出層構成在橫向上與半導體芯片相間隔的、用于從器件耦合輸出輻射所設置的側耦合輸出面，其中在耦合輸出層中構造朝向半導體芯片逐漸變細的凹槽，所述凹槽使在器件運行中從第一主面射出的輻射在側耦合輸出面的方向上偏轉。因此借助于耦合輸出層中的凹槽實現(xiàn)輻射向橫向上的偏轉。在本申請的范圍中將橫向理解為平行于半導體芯片的活性區(qū)的主延伸層面伸展的方向。在橫向上，耦合輸出層適宜地通過側耦合輸出面來限制。凹槽優(yōu)選地與耦合輸出面相間隔。在發(fā)射輻射的器件的俯視圖中，凹槽優(yōu)選地與半導體芯片重疊。半導體芯片的第一主面對于半導體芯片優(yōu)選地構成主輻射出射面。也就是說，優(yōu)選地在半導體芯片中產生的輻射的至少50%通過第一主面從半導體芯片射出。從第一主面射出的輻射的分量越高，借助于凹槽有針對性地在橫向上偏轉和隨后可以從側耦合輸出面射出的輻射分量就越大。已經(jīng)表明，利用主要在豎直方向上、也即在與活性區(qū)的主延伸層面垂直地伸展的方向上發(fā)射的半導體芯片可以在橫向上簡化地和可靠地以可控制的方式實現(xiàn)率禹合輸出。在一種優(yōu)選擴展方案中，半導體芯片在橫向上至少局部地、優(yōu)選沿著整個周邊由反射層包圍。借助于該反射層可以在很大程度上提高從半導體芯片的第一主面射出的輻射分量。此外， 在耦合輸出層中伸展的輻射可以在反射層處被反射并且隨后從耦合輸出面從器件中射出。
此外，反射層優(yōu)選地是電絕緣的。半導體芯片的電短路的危險由此在最大程度上得以減少。尤其是，反射層可以至少局部地或者在很大程度上沿著整個周邊直接地與半導體芯片、尤其是與活性區(qū)鄰接。在另一優(yōu)選的擴展方案中，在耦合輸出層的背離反射層的側上布置另一反射層。耦合輸出層在該情況下因此布置在兩個反射層之間。借助于反射層可以避免耦合輸入到耦合輸出層中的輻射在豎直方向上、也即在與橫向垂直地伸展的方向上從器件射出。反射層和/或另一反射層例如可以包含塑料，所述塑料被構造為反射性的。優(yōu)選地，塑料配備有用于升高反射率的顆粒。例如，用顆粒填充、例如用二氧化鈦顆粒填充的硅樹脂適用。替換地或補充地，反射層也可以包含具有金屬性質的層。將金屬性質以不肯定的方式理解為所述層具有金屬或金屬合金并且此外具有與輻射的入射角在很大程度上角度無關的聞反射率。此外優(yōu)選地，反射層和另一反射層至少局部地、尤其是在凹槽外的區(qū)域中彼此平行地伸展。輻射在側耦合輸出面的方向上的引導因此被簡化。在另一優(yōu)選的擴展方案中在耦合輸出層上構造第一接觸結構，所述第一接觸結構穿過耦合輸出層中的凹槽在第一主面?zhèn)入娊佑|半導體芯片。第一接觸結構用于從外部電接觸器件。第一接觸結構也可以被構造為多層的。尤其是，第一接觸結構的朝向半導體芯片的層可以構成另一反射層。第一接觸結構在背離半導體芯片的側上優(yōu)選地具有層，其中對于該層可以簡化地制造焊接連接。例如對此適用的是諸如金、鎳或錫的金屬或具有至少一種上述材料的金屬
I=1-Wl O適宜地，該器件此外具有用于電接觸半導體芯片的第二接觸結構。載流子可以在器件運行中經(jīng)由第一接觸結構和第二接觸接口從不同的側被注射到活性區(qū)中并且在那里在發(fā)射輻射的情況下被重新組合。尤其是，可以設置用于在第二主面?zhèn)入娊佑|半導體芯片的第二接觸結構。在該情況下，第一接觸結構和第二接觸結構優(yōu)選地在豎直方向上與器件端接。在一種優(yōu)選的擴展方案中，在器件的俯視圖中，凹槽被構造為漏斗狀的。尤其是，凹槽可以被構造為旋轉對稱的或者至少在很大程度上被構造為旋轉對稱的。此外，凹槽可以布置在半導體芯片的中心?！霸谥行摹痹谏舷挛闹幸馕吨疾鄣脑谪Q直方向上伸展的軸穿過半導體芯片的重心或者至少在圍繞重心的區(qū)域內伸展，所述區(qū)域具有半導體芯片的最大橫向伸展的至多10%的半徑。通過這種方式簡化地實現(xiàn)，器件在橫向上具有均勻的空間輻射特性。在一種優(yōu)選的改進方案中，在器件的俯視圖中，側耦合輸出面至少局部地彎曲，優(yōu)選地從外部看凸狀地彎曲。尤其是，耦合輸出面可以被構造為橢圓形的或圓形的。圓形的耦合輸出面尤其是與在器件的俯視圖中漏斗狀地和在半導體芯片的中心布置的凹槽相結合地適用于器件的橫向均勻的輻射。器件也可以具有多于僅一個的半導體芯片。在該情況下，優(yōu)選地給每個半導體芯片分配至少一個凹槽，所述凹槽在相應的半導體芯片的方向上逐漸變細。此外，多個具有至少一個上述特征的器件可以構成器件裝置。
根據(jù)第一擴展變型方案，至少一個第一器件和第二器件在豎直方向上相疊地布置。在第一改進方案中，第一器件和第二器件分別在相應稱合輸出層的背離半導體芯片的側上具有第一接觸結構并且在器件的與第一接觸結構相對的側上具有第二接觸結構，其中第一器件的第一接觸結構此外優(yōu)選地與第二器件的第二接觸結構導電連接。第一器件和第二器件因此可以彼此電串聯(lián)。在替換的改進方案中，第一和第二器件分別具有第一接觸結構和第二接觸結構，它們被設置用于從相反的方向將載流子注射到活性區(qū)中，其中第一接觸結構和第二接觸結構在豎直方向上分別穿過載體和穿過耦合輸出層延伸。尤其是，第一接觸結構和/或第二接觸結構可以分別在豎直方向上完全地穿過相應的器件延伸。接觸結構因此可以分別在器件的相對側上提供外部電接觸部。借助于這樣構造的接觸結構可以使相疊布置的器件簡化地彼此電并聯(lián)。根據(jù)替換的擴展替代方案，至少一個第一器件和第二器件在橫向上并排地布置。該器件裝置優(yōu)選地具有接觸軌道，所述接觸軌道布置在器件的相對側上并且使器件至少部分地彼此電并聯(lián)。在一種優(yōu)選的擴展方案中，器件布置在兩個板之間，其中優(yōu)選地所述板中的至少一個對于在器件中所產生的輻射是透明的或至少是半透明的。通過器件的相應耦合輸出面射出的輻射可以被耦合輸入到所述板中的至少一個中并且隨后大面積地從該板中 射出。該板因此構成平面輻射器。在另一優(yōu)選的擴展方案中，在板之間布置填充材料，所述填充材料至少局部地包圍器件。借助于填充材料可以提高由器件發(fā)射的并且被耦合輸入到板中的輻射分量。在另一優(yōu)選的擴展方案中，板的至少一個側面被鏡面化(verspiegeln)。在半導體芯片運行中所產生的輻射因此可以在板的鏡面化的側面處被反射并且通過其它側面之一射出。在用于制造多個發(fā)射輻射的器件的方法中，根據(jù)一種實施方式在載體上布置多個半導體芯片。將反射層施加到半導體芯片之間的中間空間中。構造耦合輸出層，其中耦合輸出層具有凹槽，在所述凹槽中分別使半導體芯片暴露并且所述凹槽朝向半導體芯片逐漸變細。為了分離成多個器件，將耦合輸出層分開并且每個器件具有至少一個半導體芯片和耦合輸出層中的凹槽。該方法優(yōu)選地以上面列舉的順序被執(zhí)行。但是也可以設想擴展方案，在所述擴展方案中制造步驟的不同順序是適宜的。借助于反射層可以使具有半導體芯片的載體至少部分地平坦。耦合輸出層因此至少在很大程度上在一個層面中伸展。在一種擴展方案中，凹槽借助于相干輻射來構造。激光輻射尤其適用。替換地或補充地也可以應用蝕刻方法。在替換的擴展方案中，已經(jīng)如此施加耦合輸出層，使得所述耦合輸出層具有凹槽。這例如可以借助于與凹槽相應地成型的鑄模來進行。該鑄模例如可以借助于澆鑄方法、注塑方法或壓鑄方法來填充。凹槽優(yōu)選地構成側面，在所述側面處反射在器件中所產生的輻射。
側面的傾斜角相對于橫向層面優(yōu)選地在30°與60°之間、含30°和60°。所述的方法特別適用于制造上面所述的器件。就器件或器件裝置而言所描述的特征因此也可以被考慮用于該方法或者反之亦然。


其他特征、擴展方案和適宜性從結合附圖對實施例的以下描述中得出。圖1A和IB以示意性俯視圖(圖1B)和所屬的剖面圖(圖1A)示出發(fā)射電路的器件的第一實施例；
圖2示出發(fā)射輻射的器件的半導體芯片的實施例；
圖3以示意性俯視圖示出發(fā)射輻射的器件的第二實施例；
圖4以示意性剖面圖示出發(fā)射輻射的器件的第三實施例；
圖5A和5B以示意性俯視圖(圖5B)和所屬的剖面圖(圖5A)示出發(fā)射輻射的器件的第四實施例；
圖6以示意性剖面圖示出器件裝 置的第一實施例；
圖7以示意性剖面圖示出器件裝置的第二實施例；
圖8以示意性剖面圖示出器件裝置的第三實施例；
圖9以示意性剖面圖示出器件裝置的第四實施例；和
圖1OA至IOF示出用于根據(jù)示意性地在透視圖中所示的中間步驟制造發(fā)射輻射的器件的方法的實施例。
具體實施例方式相同的、相同類型的或相同地起作用的元件在所述圖中配備有相同的附圖標記。所述圖和圖中所示的元件彼此間的大小關系不應被看作是按比例的。更確切地，各個元件、尤其是層厚為了更好地可表示和/或為了更好地理解可以夸大地示出。發(fā)射輻射的器件I的在圖1A中(沿著線AA’的剖面圖)和IB中所示的第一實施例具有半導體芯片2，所述半導體芯片布置在載體5上。半導體芯片2借助于安裝層52固定在載體5的安裝面51上。尤其是焊接層或粘接層適用于安裝層。半導體芯片2具有第一主面25和與第一主面相對的第二主面26。在第一主面25和第二主面26之間構造用于產生輻射所設置的活性區(qū)23。在橫向上、也即在沿著活性區(qū)23的主延伸層面伸展的方向上，半導體芯片2完全由反射層31包圍。反射層31直接與半導體層2鄰接并且在制造時在該半導體芯片2處被豐旲制。借助于反射層31，在活性區(qū)23中在運行中所產生的輻射被反射回半導體芯片2中并且隨后可以從半導體芯片的第一主面25射出，其中所述輻射在橫向上被輻射并且會從半導體芯片2在橫向上射出。借助于反射層31因此可以提高總計從半導體芯片的第一主面25中射出的輻射功率。反射層31的厚度、也即反射層在豎直方向上的伸展被構造為使得反射層31至少覆蓋活性區(qū)23。但是，反射層不必一定在豎直方向上與半導體芯片2的第一主面25齊平地端接。反射層31優(yōu)選地被構造為電絕緣的。尤其是，反射層可以包含塑料，所述塑料為了反射率的升高而可以配備有填充顆粒。例如，反射層31可以是用二氧化鈦顆粒填充的硅樹脂層。這樣的反射層可以在可見光譜范圍中具有85%或者更多、例如95%的反射率。在半導體芯片2的第一主面25上構造I禹合輸出層4。在橫向上,I禹合輸出層4延伸超過半導體芯片2并且也覆蓋反射層31。在橫向上,I禹合輸出層由側I禹合輸出面40限制,該側I禹合輸出面40被設置用于從器件I中耦合輸出在活性區(qū)23中所產生的輻射。此外，側耦合輸出面在橫向上在該實施例中在豎直方向上完全限制器件I。該側耦合輸出層可以在橫向上、但是也可以僅局部地限制器件I。例如，載體5可以在橫向上超出側I禹合輸出層。在耦合輸出層4中構造凹槽45，所述凹槽在豎直方向上穿過耦合輸出層延伸。凹槽45具有側面450，其相對于橫向層面傾斜。在所述側面處，在活性區(qū)23中所產生的和從半導體芯片2的第一主面25射出的福射可以在側I禹合輸出面40的方向上偏轉。側面450與半導體芯片鄰接。從半導體芯片2射出的輻射因此直接地被耦合輸入到耦合輸出層4中并且在那里在射到凹 槽45上時被偏轉。側面450與第一主面25優(yōu)選地包圍在30°與60°之間、含30°和60°的，優(yōu)選地在35°與55°之間、含35°和55°的角度。在耦合輸出層4的背離半導體芯片2的側上布置另一反射層32。該另一反射層32至少覆蓋凹槽45的側面450并且用于在側耦合輸出面40的方向上的改善的輻射偏轉。在與耦合輸出面40鄰接的區(qū)域中，反射層31和另一反射層32彼此平行地伸展。在該實施例中，另一反射層32在凹槽45的區(qū)域中與半導體芯片2鄰接。在另一反射層32的背離半導體芯片2的側上布置第一接觸結構61，所述第一接觸結構構成器件I的外部電接觸部。在與第一接觸結構相對的側上構造第二接觸結構62。在發(fā)射輻射的器件運行中，載流子可以經(jīng)由第一接觸結構61和第二接觸結構62從不同的側被注射到半導體芯片2的活性區(qū)23中并且在那里在發(fā)射輻射的條件下被重新組合。在該實施例中，另一反射層32被構造為能導電的。優(yōu)選地，另一反射層具有金屬性質并且包含金屬或具有至少一種對于活性區(qū)要產生的輻射具有高反射率的金屬的金屬合金。在可見光譜范圍中，例如鋁、銀、銠、鈀和鉻具有高反射率。例如金適用于紅外光譜范圍。第一接觸結構61和第二接觸結構62至少在背離半導體芯片2的側上分別如此被構造，使得器件可以簡化地從外部被電接觸，例如借助于焊接連接。優(yōu)選地，第一接觸結構和第二接觸結構包含例如銀、鋁、鈀、鎳、鉬、金或鈦的金屬或具有上述材料中的至少一種的
金屬合金。在該實施例中穿過載體5實現(xiàn)半導體芯片在第二主面26側的電接觸。載體5優(yōu)選地具有高的電導率和此外高的熱導率。尤其是，載體可以包含金屬、例如銅，或者由金屬組成。載體5可以例如由金屬板、例如銅板制造。載體可以完全不被結構化并且從而可以特別簡單地和成本低地被制造。與所示的實施例不同地，載體5可以被設置用于直接外部接觸，使得載體5本身可以構成第二接觸結構。用于構造第二接觸結構的附加層在該情況下是不需要的。
在器件I的俯視圖中，凹槽45被構造為漏斗狀的，其中漏斗被設計為旋轉對稱的。此外，凹槽45布置在半導體芯片2的中心。因此可以實現(xiàn)輻射通過側耦合輸出面40的在橫向上均勻的出射。在橫向層面中在每個反向上、也即在圍繞半導體芯片的360°中進行輻射。但是視器件的預先給定的輻射特性而定，相對于半導體芯片2的其他定位和/或凹槽45的與旋轉對稱不同的設計也可以是適宜的。所述的器件I尤其是由于其側向輻射和緊湊的結構形式而特別適用于例如LCD(液晶顯示器)的顯示裝置的直接后照明或者適用于到光導中的耦合輸入。在圖2中以示意性剖面圖示出半導體芯片2的實施例，所述半導體芯片特別適用于前述的和隨后所述的器件。半導體芯片2具有帶有半導體層序列的半導體本體20。構成半導體本體20的半導體層序列包括第一半導體區(qū)域21和第二半導體區(qū)域22，它們適宜地具有彼此不同的傳導類型。在第一半導體區(qū)域和第二半導體區(qū)域之間構造用于產生輻射所設置的活性區(qū)23。半導體本體20布置在襯底27上。襯底與半導體本體20的半導體層序列的生長襯底不同。襯底27尤其是用于半導體本體20的機械穩(wěn)定化。半導體層序列的生長襯底為此不再需要。半導體芯片2因此無生長襯底。襯底例如可以包含半導體材料，例如硅、鍺或者砷化鎵,或者由半導體材料組成。其中去除了生長襯底的半導體芯片也稱為薄膜半導體芯片。薄膜半導體芯片、例如薄膜發(fā)光二極管芯片此外在本申請的范圍中可以通過以下特征性特征中的至少一個來表征
-在包括具有活性區(qū)的半導體層序列的半導體本體的轉向載體元件、例如襯底27的第一主面處、尤其是外延層序列處施加鏡層，或者例如作為布拉格鏡集成在半導體層序列中地被構造，所述鏡層將 在半導體層序列中所產生的輻射的至少一部分反射回到該半導體層序列中；
-半導體層序列具有在20 μ m或更少的范圍中、尤其是在10 μ m的范圍中的厚度；和/或-半導體層序列包含至少一個具有至少一個面的半導體層，所述面具有混合結構，所述混合結構在理想情況下導致光在半導體層序列中的近似遍歷的分布，也即所述面具有盡可能遍歷地隨機的散射特性。薄膜發(fā)光二極管芯片的基本原理例如在1. Schnitzer等人的Appl. Phys. Lett.63(16)，1993年10月18日，2174-2176中得以描述，其公開內容就此而言特此通過回引被結合到本申請中。在襯底27和半導體本體20之間布置連接層28，利用所述連接層將半導體本體固定在襯底27處。此外，在半導體本體20和襯底27之間構造具有優(yōu)選金屬性質的鏡層29，所述鏡層被設置用于將在活性區(qū)23中產生的和在襯底27的方向上輻射的輻射朝向第一主面偏轉。薄膜半導體芯片的特征尤其是，主要的輻射分量在第一主面?zhèn)壬涑觯布此椛涞妮椛涞闹辽?0%。但是與所述的實施例不同地，例如也可以應用如下半導體芯片，在所述半導體芯片情況下半導體本體的半導體層序列的生長襯底構成襯底。在襯底27和半導體本體20之間的連接層在該情況下是不需要的。
為了電接觸，半導體芯片2具有第一端子24a，該第一端子構成半導體芯片的第一主面。在與第一端子24a相對的側上，在半導體芯片的第二主面26上布置第二端子24b。半導體芯片因此可以從相對的側從外部被電接觸。半導體芯片2、尤其是活性區(qū)23優(yōu)選地包含II1-V族半導體材料。II1-V族半導體材料特別適用于在紫外的
(AlX Iny Gai x y N)經(jīng)由可見的(Alx IIiy Ge1....x...y N,尤其是對于藍色
至綠色輻射，或者AlIny Gai^^v P,尤其是對于黃色至紅色輻射)直至到紅外
的(Alx Inv Gai > y As)光譜范圍中的輻射產生。在此情況下，分別適用的是
O ^ X ^ I, O ^ y ^ I和x + y< I，尤其是其中l(wèi),y^ Ι,χ古O和/或y古O。利用尤其是來自所述材料系統(tǒng)的II1-V族半導體材料，此外可以在輻射產生時實現(xiàn)高的內部量子效率。發(fā)射輻射的器件的第二實施例在圖3中根據(jù)示意性俯視圖示出。該第二實施例基本上對應于與圖1A和IB相關聯(lián)地描述的第一實施例。與此不同地，在俯視圖中側耦合輸出面40被構造為圓形的。通過這種方式實現(xiàn)，在凹槽45處在徑向方向上反射的輻射全面地垂直地入射到側耦合輸出面40上并且從而可以以高效率從器件I被耦合輸出。載體5在這樣的圓形側I禹合輸出面40的情況下優(yōu)選地具有與側I禹合輸出面不同的形狀，在該實施例中在俯視圖中具有規(guī)則六邊形的形狀。通過這種方式實現(xiàn)，器件I在制造時盡管有彎曲的側耦合輸出面40也仍然具有帶有直分段的邊界。由于這樣的直分段，器件在制造時可以簡化地被分離，例如以機械方式，諸如借助于鋸、剖開或折斷。

為了在橫向上繼續(xù)提高輻射特性的均勻性，附加地可以在俯視圖中旋轉對稱地構成半導體芯片的第一主面25，使得在活性區(qū)中產生的輻射以旋轉對稱的或至少基本上旋轉對稱的輻射密度射到耦合輸出層4中。器件的第三實施例在圖4中示意性地以剖面圖示出。該第三實施例基本上對應于結合圖1A和IB所述的第一實施例。與之不同地，第一接觸結構61在凹槽45的區(qū)域中直接與半導體芯片2鄰接。因此不穿過另一反射層32來進行半導體芯片的電接觸。因此該另一反射層也可以構造為電絕緣的，尤其是該另一反射層32可以與反射層31相同類型地來構造。耦合輸出層4從而可以在兩側至少局部地與反射層鄰接，所述反射層可以以簡單的方式、例如借助于分發(fā)器或澆鑄方法來制造。器件I的在圖5A和5B中不意性不出的第四實施例基本上對應于結合圖1A和IB所述的第一實施例。與之不同地，第一接觸結構61在載體5的背離半導體芯片2的側構成第一接觸面610。借助于該第一接觸面610和第二接觸結構62的第二接觸面620，發(fā)射輻射的器件因此可以利用兩個接觸部在下側接觸。第一接觸結構61和第二接觸結構62分別穿過載體5中的凹槽53延伸并且在第一主面25側或者在半導體芯片2的第二主面26側形成到半導體芯片的電連接。在該實施例中，載體5也可以被構造為電絕緣的。例如，載體可以包含陶瓷、例如氮化鋁或者氮化硼或者塑料或者由這樣的材料組成。借助于陶瓷可以制造載體，所述載體具有高的熱導熱率，使得在運行中所產生的熱可以有效地從半導體芯片2排出。
此外,器件不被設置用于全面地輻射,而是示例性地僅具有三個側耦合輸出面40。在另一側面41的方向上輻射的輻射借助于側反射器321在側耦合輸出面40的方向上偏轉。側反射器321在該實施例中借助于另一反射層32的區(qū)域構成，該區(qū)域穿過耦合輸出層4。借助于側反射器321的形狀可以調整器件I的輻射特性。例如，側反射器321在俯視圖中可以被實施為U形的，使得發(fā)射輻射的器件的輻射基本上僅仍通過側耦合輸出面40進行。此外與第一實施例不同地，耦合輸出層4中的凹槽45從半導體芯片2的重心看向不被設置用于輻射的另一側面41的方向推移。遠離另一側面定向的輻射由此繼續(xù)被輸送。在圖6中示出器件裝置的第一實施例，所述器件裝置具有多個發(fā)射輻射的器件1，所述發(fā)射輻射的器件分別如結合圖1A和IB所述的那樣被實施。器件裝置10示例性地具有三個發(fā)射福射的器件I，它們在豎直方向上相疊地布置。在此情況下，第一器件IA的第一接觸結構61與第二器件IB的第二接觸結構62導電連接，例如借助于連接層，例如焊料或能導電的粘合劑(未明確示出)。相疊地布置的器件1A、1B因此在無線纜連接的情況下彼此電串聯(lián)。箭頭7圖解了總體上由器件裝置10在橫向10上輻射的輻射。器件裝置的第二實施例在圖7中示意性地以剖面圖示出。該器件裝置10具有多個器件I，所述器件如在第一實施例中那樣在豎直方向上相疊地布置。器件I基本上對應于根據(jù)結合圖5A和5B所述的第四實施例的器件。與之不同地，器件I的第二接觸結構62分別具有貫通接觸部625。該貫通接觸部分別穿過耦合輸出層4延伸。因此，每個器件I提供第一接觸結構61和第二接觸結構62，它們在豎直方向上完全地穿過器件I延伸。相繼的器件I的第一接觸結構61和第二接觸結構62分別彼此導電連接，使得器件裝置10的器件I彼此電并聯(lián)。借助于接觸結構61、62的所述設計，在豎直方向上相疊地布置的器件I因此可以彼此電并聯(lián)，而為此不需要附加的外部電連接線路。在橫向上(箭頭7)總共所發(fā)射的輻射功率因此可以通過在豎直方向上堆疊尤其是相同地或至少相同類型地實施的、發(fā)射輻射的器件而得以提高。在圖8中示出器件裝置10的第三實施例，其中器件I基本上如在結合圖1A和IB所述的第一實施例那樣被實施。器件裝置10具有多個器件1，其在橫向上并排地布置。
發(fā)射輻射的器件I布置在兩個板8之間。借助于接觸軌道81，器件I彼此電并聯(lián)。接觸軌道81例如可以分別被構造為連續(xù)的、整面的透明或至少半透明的接觸層。例如，接觸軌道可以包含透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide, TC0)。替換地或補充地可以在板8上設置金屬接觸軌道，其可以如此薄使得所述金屬接觸軌道從預先給定的距離不再被人眼覺察。例如，接觸軌道可以包含銅或者由銅組成。在器件I之間布置填充材料82，所述填充材料被設置用于將從器件I發(fā)射的輻射耦合輸入到板8中。優(yōu)選地，填充材料82具有處于板的折射率范圍中的折射率。在器件裝置10運行中，由器件I產生的輻射可以經(jīng)由板8被耦合輸出，使得通過這種方式實現(xiàn)具有大面積的輻射面的器件裝置。
器件裝置的在圖9中所示的第四實施例基本上對應于結合圖8所述的第三實施例。與之不同地，該器件裝置10具有鏡83，該鏡防止通過器件裝置的側面輻射。鏡83也可以具有器件裝置10的多個側面，使得總計地從器件裝置10通過未鏡面化的面射出的輻射功率可以被提高。尤其是結合反射層31、32所述的材料適用于鏡。與所述的實施例不同，所述板中的至少一個也可以具有凹陷，在所述凹陷中布置半導體芯片。側向地從半導體芯片射出的輻射因此可以通過凹陷的側面被耦合輸入到板中。用于制造發(fā)射輻射的器件的方法的實施例由圖1OA至IOF示意性地根據(jù)透視地表示的中間步驟示出，其中為了簡化地表示僅示出在制造時器件所源自的一部分。示例性地對于具有四個半導體芯片2的器件示出制造。但是對于每個器件而言半導體芯片的數(shù)量在寬的范圍中可自由選擇。尤其是，發(fā)射輻射的器件I也可以僅恰好具有一個半導體芯片2。如在圖1OA中所示，例如以金屬板、諸如銅板的形式來提供載體5。在載體5上布置半導體芯片2 (圖10B)。在朝向載體5的側上將半導體芯片2與載體5導電連接，例如借助于焊接層或粘接層(未明確示出)。在半導體芯片2之間的中間空間55借助于成型物質填充，所述成型物質構成反射層31 (圖10C)。借助于成型物質因此使具有半導體芯片2的載體5平坦。但是反射層31不必一定地在背離載體5的側上與半導體芯片2齊平地端接。尤其是，半導體芯片的背離載體5的第一主面也可以至少局部地用反射層覆蓋。例如可以借助于分發(fā)器進行反射層31的沉積。替換地也可以應用其他方法，例如燒鑄方法、注塑方法或壓鑄方法。例如用二氧化鈦顆粒填充的硅樹脂層適合作為用于第一反射層31的材料。隨著填充度增加可以提高反射層的反射率，使得該反射率為90%或更多，優(yōu)選95%或更多。下面如在圖1OD中所示，施加耦合輸出層4。該耦合輸出層4適宜地包含對于在半導體芯片中所產生的輻射透明的或至少半透明的材料。在耦合輸出層中為了控制光譜和/或空間輻射特性也可以嵌入發(fā)光轉換材料或擴散材料。在所嵌入的發(fā)光轉換材料的情況下可以將在該材料中在運行中形成的損耗熱有效地經(jīng)由第一接觸結構61和必要時經(jīng)由另一反射層32排出。尤其是聚合物材料、例如硅樹脂、環(huán)氧樹脂或者由硅樹脂和環(huán)氧樹脂組成的混合物適用于耦合輸出層4。在耦合輸出層4中構造凹槽45，其中凹槽45分別穿過耦合輸出層4延伸到半導體芯片2。凹槽被構造為使得所述凹槽朝向半導體芯片2逐漸變細。這例如可以借助于相干輻射、例如激光輻射進行。替換地也可以應用化學方法，例如濕化學蝕刻方法。與此不同地也可以如此施加耦合輸出層4，使得所述耦合輸出層已經(jīng)具有凹槽45。為此可以使用鑄模，所述鑄模與所述凹槽相應地被成型，使得鑄模在凹槽的區(qū)域中與半導體芯片2鄰接。例如可以借助于澆鑄、注塑或壓鑄來進行鑄模的填充。如在圖1OF中所示，在耦合輸出層4上構造第一接觸結構61，例如借助于蒸鍍或濺
射。 在施加第一接觸結構61之前例如可以借助于相干輻射對半導體芯片的所暴露的表面進行清潔，使得實現(xiàn)可靠的接觸。第一接觸結構61用于從背離載體5的側來電接觸半導體芯片。第一接觸結構61也可以被構造為多層的，其中朝向耦合輸出層4的第一層可以被構造為另一反射層。例如，諸如鈦/鎳/鈀/金或鈦/鎳/金的層序列適用。如果需要可以借助于電鍍沉積方法對第一接觸結構61的與半導體芯片2鄰接的層進行增強。在制造時并排地制造多個發(fā)射輻射的器件I。例如可以以諸如借助于鋸、切割或者折斷的機械方式和/或諸如借助于蝕刻的化學方式來進行器件的分離。為了分離也可以應用相干福射。在分離時尤其是分開耦合輸出層4，其中分開面可以構成器件I的側耦合輸出面40。利用所述方法可以以特別簡單和可靠的方式制造發(fā)射輻射的器件，其在運行中在橫向上輻射輻射。在此情況下耦合輸出面的豎直擴展可以在制造時通過適當?shù)剡x擇耦合輸出層4的層厚來調整。因此，可以通過簡單的方式例如與預先給定的光導體匹配地構造發(fā)射輻射的器件I。可以放棄用于偏轉由發(fā)射輻射的器件I所輻射的輻射的單獨的光學設備。本發(fā)明不由于根據(jù)實施的說明而受到限制。更確切地說，本發(fā)明包括每個新的特征以及特征的每個組合，這尤其是包含權利要求中的特征的每個組合，即使該特征或該組合本身沒有明確地在權利要求或者實 施例中說明時也是如此。
權利要求
1.發(fā)射輻射的器件(I)，具有 -半導體芯片(2)，所述半導體芯片具有第一主面(25)、與第一主面(25)相對的第二主面(26)和為了產生輻射所設置的活性區(qū)(23)； -載體(5)，在載體處在第二主面(26)側固定半導體芯片(2)； -率禹合輸出層(4),所述f禹合輸出層布置在半導體芯片(2)的第一主面(25)上并且構成在橫向上與半導體芯片(2)相間隔的側I禹合輸出面(40),其中在f禹合輸出層(4)中構造朝向半導體芯片逐漸變細的凹槽(45)，所述凹槽使在運行中從第一主面(25)射出的輻射在側率禹合輸出面(40)的方向上偏轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)射輻射的器件，其中半導體芯片在橫向上至少局部地由反射層(31)包圍。
3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)射輻射的器件，其中反射層是電絕緣的并且至少局部地直接與半導體芯片鄰接。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的發(fā)射輻射的器件，其中在耦合輸出層的背離反射層的側上布置另一反射層(32)。
5.根據(jù)權利要求1-4之一所述的發(fā)射輻射的器件，其中在耦合輸出層上構造第一接觸結構(61)，所述第一接觸結構穿過耦合輸出層中的凹槽在第一主面?zhèn)入娊佑|半導體芯片。
6.根據(jù)權利要求1-5之一所述的發(fā)射輻射的器件，其中在所述器件的俯視圖中，凹槽被構造為漏斗狀的并且被布置在半導體芯片的中心。
7.根據(jù)權利要求1-6之一所述的發(fā)射輻射的器件，其中在所述器件的俯視圖中，側耦合輸出面至少局部地彎曲。
8.具有多個根據(jù)權利要求1-7之一所述的器件的器件裝置，其中至少一個第一器件(1A)和第二器件(1B)在豎直方向上相疊地布置。
9.根據(jù)權利要求8所述的器件裝置，其中第一器件和第二器件分別在相應的耦合輸出層(4)的背離半導體芯片(2)的側上具有第一接觸結構(61)并且在相應器件的與第一接觸結構相對的側上具有第二接觸結構(62)，其中第一器件的第一接觸結構與第二器件的第二接觸結構導電連接。
10.根據(jù)權利要求8所述的器件裝置，其中第一器件和第二器件分別具有第一接觸結構(61)和第二接觸結構(62)，它們被設置用于從相反的方向將載流子注射到活性區(qū)(23)中，其中第一接觸結構和第二接觸結構在豎直方向上分別穿過載體(5)和穿過耦合輸出層(4)延伸。
11.具有多個根據(jù)權利要求1至7之一所述的器件的器件裝置，其中至少一個第一器件(IA)和第二器件(IB)在橫向上并排地布置，其中所述器件裝置具有接觸軌道(81)，所述接觸軌道布置在器件的相對側上并且使所述器件彼此電并聯(lián)。
12.具有多個根據(jù)權利要求1至7之一所述的器件的器件裝置，其中所述器件布置在兩個板(8)之間，其中所述板中的至少一個對于在所述器件中所產生的輻射是透明的或至少是半透明的。
13.用于制造多個發(fā)射輻射的器件(I)的方法，具有步驟 a)在載體(5)上布置多個半導體芯片(2)； b)將反射層(31)施加到所述半導體芯片之間的中間空間(55)中；C)構造具有凹槽(25)的耦合輸出層(4)，在所述凹槽中分別使半導體芯片暴露并且所述凹槽朝向半導體芯片逐漸變細；并且 d)分離成多個器件，其中將耦合輸出層分開并且每個器件具有至少一個半導體芯片和耦合輸出層中的凹槽。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中所述凹槽借助于相干輻射來構造。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的方法，其中制造根據(jù)權利要求1至7之一所述的器件。
全文摘要
說明一種發(fā)射輻射的器件，該器件具有－半導體芯片(2)，所述半導體芯片具有第一主面(25)、與所述第一主面(25)相對的第二主面(26)和為了產生輻射所設置的活性區(qū)(23)；－載體(5)，在所述載體處在第二主面(26)側固定半導體芯片；－耦合輸出層(4)，所述耦合輸出層布置在半導體芯片(2)的第一主面(25)上并且構成在橫向上與半導體芯片(2)相間隔的側耦合輸出面(40)，其中在耦合輸出層(4)中構造朝向半導體芯片(2)逐漸變細的凹槽(45)，所述凹槽使在運行中從第一主面(25)射出的輻射在側耦合輸出面(40)的方向上偏轉。此外說明一種用于制造發(fā)射輻射的器件的方法。
文檔編號H01L25/075GK103038903SQ201180036037
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者K.魏德納, J.拉姆申, A.卡爾滕巴歇爾, W.韋格萊特, B.巴赫曼, S.格魯貝爾, G.博格納 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司