光電子半導(dǎo)體器件和用于制造光電子半導(dǎo)體器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種具有光電子半導(dǎo)體芯片的光電子半導(dǎo)體器件。光電子半導(dǎo)體器件尤其是發(fā)射輻射的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件構(gòu)成為側(cè)向發(fā)射器。
[0002]此外，提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體器件的方法。尤其該方法以所謂的CiF技術(shù)(CiF, uChip in a Frame”，芯片在框架中)為基礎(chǔ)，其中光電子半導(dǎo)體芯片部分地嵌入到用作載體的成型體中。
【背景技術(shù)】

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本申請(qǐng)的目的是，提供一種機(jī)械穩(wěn)定的光電子半導(dǎo)體器件，所述光電子半導(dǎo)體器件適合用于側(cè)向地發(fā)射輻射或吸收輻射。另一目的是，提供一種用于制造機(jī)械穩(wěn)定的光電子半導(dǎo)體器件的方法，所述光電子半導(dǎo)體器件適合用于側(cè)向地發(fā)射輻射或吸收輻射。
[0004]通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法和裝置實(shí)現(xiàn)該目的。方法和裝置的有利的改進(jìn)方案和實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中給出并且從下列描述和附圖中得知。
[0005]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，光電子半導(dǎo)體器件包括具有透射輻射面、多個(gè)側(cè)面、以及與透射輻射面相對(duì)置地設(shè)置的后側(cè)表面的光電子半導(dǎo)體芯片，所述側(cè)面橫向于透射輻射面設(shè)置。尤其透射輻射面的特征在于，大部分的例如在運(yùn)行中由光電子半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的輻射透射穿過所述透射輻射面。半導(dǎo)體芯片的透射輻射面尤其形成半導(dǎo)體器件的透射輻射側(cè)的表面的一部分。半導(dǎo)體器件優(yōu)選在透射輻射側(cè)上通過透射輻射側(cè)的表面向外限界。
[0006]光電子半導(dǎo)體器件優(yōu)選包括成型體，所述成型體由模塑料形成。模塑料能夠包含塑料材料，例如熱固性材料，如環(huán)氧化物或硅酮。此外，模塑料能夠具有填充材料，例如無定形的二氧化硅、氮化硼或氧化鋁。填充材料計(jì)占模塑料的份額尤其為至少50重量百分比。此夕卜，模塑料能夠包含添加劑、如白色顏料或煙煤，所述添加劑給予成型體特有的顏色、如白色或黑色。添加劑計(jì)占模塑料的份額尤其為10至15重量百分比。
[0007]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，光電子半導(dǎo)體芯片部分地嵌入到成型體中，其中模塑料至少部分地覆蓋半導(dǎo)體芯片的至少兩個(gè)側(cè)面和后側(cè)表面。尤其被覆蓋的側(cè)面相對(duì)置地設(shè)置。成型體有利地形成用于光電子半導(dǎo)體器件的載體。成型體因此有助于光電子半導(dǎo)體器件的機(jī)械穩(wěn)定性。成型體能夠具有透射輻射側(cè)的主面、后側(cè)的主面和多個(gè)側(cè)面。尤其成型體在半導(dǎo)體器件的透射輻射面上通過透射輻射側(cè)的主面限界，在后側(cè)上通過后側(cè)的主面限界并且在環(huán)周側(cè)通過側(cè)面限界。成型體的透射輻射側(cè)的主面尤其形成半導(dǎo)體器件的透射輻射側(cè)的表面的一部分。
[0008]此外，光電子半導(dǎo)體器件能夠具有第一接觸層和第二接觸層，所述第一和第二接觸層設(shè)置在成型體上并且設(shè)置用于半導(dǎo)體芯片的電連接。光電子半導(dǎo)體芯片尤其能夠具有第一電接觸部和第二電接觸部，所述第一和第二電接觸部設(shè)置用于半導(dǎo)體芯片的電連接，其中第一電接觸部與第一接觸層連接并且第二電接觸部與第二接觸層連接。接觸層尤其實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片的無線的接觸。
[0009]此外，光電子半導(dǎo)體器件能夠具有安裝面，所述安裝面橫向于半導(dǎo)體芯片的透射輻射面設(shè)置并且設(shè)置用于半導(dǎo)體器件的安裝。由此，當(dāng)半導(dǎo)體芯片是發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片時(shí)，半導(dǎo)體器件尤其構(gòu)成為側(cè)向發(fā)射器。這種側(cè)向發(fā)射器尤其適合于側(cè)向地光耦合輸入到顯示器的光導(dǎo)體中。
[0010]例如，光電子半導(dǎo)體器件能夠借助安裝面設(shè)置在連接載體上。為了固定半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件能夠沿著安裝面的棱邊設(shè)有連接機(jī)構(gòu)、尤其焊料。連接機(jī)構(gòu)能夠設(shè)置在光電子半導(dǎo)體器件的透射輻射側(cè)的表面、兩個(gè)相對(duì)置的側(cè)面和后側(cè)表面上，所述側(cè)面尤其橫向于連接載體設(shè)置。此外，連接機(jī)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在安裝面和連接載體之間。優(yōu)選連接機(jī)構(gòu)至少部分地覆蓋接觸層，使得所述接觸層通過連接機(jī)構(gòu)與連接載體電連接。接觸層尤其沿著所述面從透射輻射側(cè)的表面開始，經(jīng)由側(cè)面延伸至光電子半導(dǎo)體器件的后側(cè)表面。此外，接觸層能夠延伸至安裝面處，使得半導(dǎo)體器件也能夠電連接在安裝面上。
[0011]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，成型體包括凸出的子區(qū)域，所述子區(qū)域設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的側(cè)面上并且具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一和第二尺寸分別大于半導(dǎo)體芯片的最小尺寸。成型體尤其具有另一凸出的子區(qū)域，所述另一凸出的子區(qū)域與其他的子區(qū)域相對(duì)置地設(shè)置并且位于半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)面上。有利地，另一子區(qū)域也具有第一尺寸和第二尺寸，所述第一和第二尺寸分別大于半導(dǎo)體芯片的最小尺寸。子區(qū)域的第一尺寸和第二尺寸尤其沿著第一主延伸方向和第二主延伸方向確定，其中通過兩個(gè)主延伸方向展開一個(gè)平面，在所述平面中設(shè)置安裝面。光電子半導(dǎo)體器件能夠借助這兩個(gè)子區(qū)域支撐在安裝面上。
[0012]根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施方式，凸出的子區(qū)域的第一尺寸和第二尺寸至少為半導(dǎo)體芯片的最小尺寸的兩倍大。這也優(yōu)選適合于其他子區(qū)域。例如半導(dǎo)體芯片的最小尺寸能夠是半導(dǎo)體芯片的平行于第一主延伸方向測(cè)量的厚度，所述厚度尤其在0.1mm和0.2mm之間。此外，凸出的子區(qū)域的第一尺寸能夠在0.2mm和2mm之間。此外，第二尺寸能夠在0.3mm和3mm之間。
[0013]此外，在凸出的子區(qū)域的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，第一尺寸和第二尺寸最多為半導(dǎo)體芯片的最大尺寸那樣大。例如半導(dǎo)體芯片在第二主延伸方向上能夠具有最大尺寸。
[0014]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，第一接觸層從透射輻射側(cè)的主面延伸至成型體的側(cè)面上，其中側(cè)面橫向于安裝面設(shè)置。此外，第二接觸層能夠從透射輻射側(cè)的主面延伸至成型體的另一側(cè)面上，其中另一側(cè)面也橫向于安裝面設(shè)置。此外，第一接觸層和第二接觸層能夠經(jīng)由相應(yīng)的側(cè)面延伸直至成型體的后側(cè)主面。側(cè)面尤其完全地由相應(yīng)的接觸層覆蓋。
[0015]在光電子半導(dǎo)體器件的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，成型體具有開口，所述開口從光電子半導(dǎo)體芯片的后側(cè)表面延伸直至成型體的后側(cè)主面。開口實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片在其后側(cè)表面上電接觸。
[0016]開口例如能夠從成型體的后側(cè)主面開始直至光電子半導(dǎo)體器件的后側(cè)表面漸縮。也就是說，開口的橫截面從成型體的后側(cè)主面開始直至光電子半導(dǎo)體芯片的后側(cè)表面變小。
[0017]優(yōu)選地，開口在其下側(cè)通過半導(dǎo)體芯片的后側(cè)表面限界和在環(huán)周側(cè)至少部分地通過成型體的至少一個(gè)內(nèi)面限界。開口例如能夠通過閉合的內(nèi)面限界。在此，開口在環(huán)周側(cè)完全由成型體包圍。此外，可考慮的是，開口從第一側(cè)面、例如安裝面延伸直至與第一側(cè)面相對(duì)置的第二側(cè)面，所述第二側(cè)面例如與安裝面相對(duì)置。然后，開口不通過閉合的內(nèi)面限界，而是例如通過兩個(gè)未連接的內(nèi)面限界。
[0018]在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，第一接觸層從成型體的后側(cè)主面延伸至開口中。第一接觸層尤其從透射輻射側(cè)的主面經(jīng)由橫向于安裝面設(shè)置的側(cè)面并且經(jīng)由后側(cè)主面延伸至開口中。優(yōu)選地，接觸層施加到成型體的內(nèi)面和光電子半導(dǎo)體芯片的后側(cè)表面上。
[0019]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，填充物設(shè)置在開口中。填充物例如能夠由相同的模塑料、如成型體構(gòu)成。半導(dǎo)體器件通過填充物獲得進(jìn)一步的穩(wěn)定性。第一接觸層優(yōu)選設(shè)置在填充物和成型體之間。此外，第一接觸層設(shè)置在半導(dǎo)體芯片和填充物之間。
[0020]根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施方式，成型體構(gòu)成為是單層的。也就是說尤其，在成型體之內(nèi)沒有出現(xiàn)邊界面。
[0021]替選地，成型體能夠構(gòu)成為是雙層的。也就是說尤其，在成型體之內(nèi)構(gòu)成邊界面，所述邊界面將成型體的第一層與第二層分開。第一層和第二層尤其通過相同的模塑料形成。然而，也可考慮的是，對(duì)于這兩個(gè)層使用不同的模塑料。在有利的設(shè)計(jì)方案中，半導(dǎo)體器件具有第三接觸層，所述第三接觸層設(shè)置在第一層和第二層之間。第三接觸層形成成型體的第一層和第二層之間的邊界面。優(yōu)選地，第一接觸層和半導(dǎo)體芯片的后側(cè)表面借助第三接觸層相互連接。尤其第一接觸層和半導(dǎo)體芯片的后側(cè)表面借助第三接觸層機(jī)械地和電地相互連接。
[0022]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體器件的安裝面的至少一部分通過成型體的側(cè)面形成。此外，半導(dǎo)體器件的安裝面的一部分通過光電子半導(dǎo)體芯片的側(cè)面形成。如果光電子半導(dǎo)體芯片的側(cè)面以模塑料覆蓋，那么半導(dǎo)體器件的安裝面優(yōu)選僅通過成型體的側(cè)面形成。此外，安裝面的一部分能夠通過這兩個(gè)接觸層的至少一個(gè)形成，所述接觸層延伸至安裝面上。尤其這兩個(gè)接觸層的至少一個(gè)能夠延伸至成型體的形成安裝面的至少一部分的側(cè)面。
[0023]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，對(duì)于光電子半導(dǎo)體器件使用光電子半導(dǎo)體芯片，所述光電子半導(dǎo)體芯片具有帶有有源區(qū)的且優(yōu)選帶有其他功能層的半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列能夠借助外延方法、例如借助金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)或