專利名稱：光電子器件和用于制造光電子器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種具有用于發(fā)射電磁輻射的半導體芯片的光電子器件，以及ー種具有至少ー個這種光電子器件的發(fā)光裝置。此外，提出ー種用于制造光電子器件的方法。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)中已知光電子器件和具有所述光電子器件的發(fā)光裝置。因此，文獻W02009/135620A1公開ー種具有發(fā)射電磁福射的發(fā)光機構(gòu)的發(fā)光裝置。發(fā)光機構(gòu)的ー個擴展方案能夠是光電子器件。通過與顆粒之間的相互作用使電磁輻射部分地偏轉(zhuǎn)，并且部分 地使電磁輻射相關(guān)于其波長改變。電磁輻射的偏轉(zhuǎn)能夠通過顆粒密度的梯度達到。然而，顆粒密度的梯度的調(diào)節(jié)在制造中是極其耗費的、難以復現(xiàn)的和昂貴的。例如在文獻DE102005003460A1中公開，光電子器件具有施加在載體上的、光學活性的外延層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種光電子器件以及ー種具有至少ー個這種光電子器件的發(fā)光裝置，所述光電子器件具有在介質(zhì)中的顆粒，使得將電磁輻射偏轉(zhuǎn)到優(yōu)選方向上，即水平于載體。此外，在發(fā)光裝置中均勻的光分布在沒有耗費的耦合輸出結(jié)構(gòu)的情況下應當是可能的。所述目的通過下述來實現(xiàn)-根據(jù)權(quán)利要求I的光電子器件，-根據(jù)權(quán)利要求15的用于制造光電子器件的方法，或者-根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置。光電子器件或發(fā)光裝置的改進方案和有利的擴展方案在從屬權(quán)利要求中說明。不同實施形式具有帶有載體和至少ー個半導體芯片的光電子器件。半導體芯片設(shè)置在載體上，并且發(fā)射初級輻射。此外，器件具有至少部分包圍半導體芯片的并且至少部分透明的介質(zhì)。介質(zhì)具有在載體上的高度和沿著載體的寬度。將用于與初級輻射相互作用的顆粒引入介質(zhì)中。介質(zhì)的高度與寬度之比(縱橫比)大于I。由此保證，將電磁輻射偏轉(zhuǎn)到優(yōu)選方向上、即水平于載體。通常，半導體芯片具有有源區(qū)，所述有源區(qū)發(fā)射初級輻射。有源區(qū)能夠是pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)或單量子阱結(jié)構(gòu)(SQW)。量子阱結(jié)構(gòu)表示量子阱(3維)、量子線(2維)和量子點(I維)。介質(zhì)例如能夠具有硅樹脂、環(huán)氧樹脂、玻璃或陶瓷。介質(zhì)應該盡可能是耐光的，并且對于初級輻射是至少部分透明的。光電子器件應當將電磁輻射偏轉(zhuǎn)到優(yōu)選方向上，即水平于載體。此外，在發(fā)光裝置中均勻的光分布在沒有耗費的耦合輸出結(jié)構(gòu)的情況下應當是可能的。這通過具縱橫比大于I的顆粒的介質(zhì)來實現(xiàn)。電磁輻射的所述水平的偏轉(zhuǎn)例如對于將電磁輻射耦合輸入到光導體中是尤其有利的。本發(fā)明的核心思想是，設(shè)置ー種散射介質(zhì)，所述散射介質(zhì)以簡單和有效的方式將LED芯片的正面發(fā)射的光橫向地轉(zhuǎn)向。因此，能夠簡化或首先實現(xiàn)在平面光導體中的應用。為了最佳的效率和側(cè)面發(fā)射，顆粒的濃度和縱橫比必須互相協(xié)調(diào)。在光電子器件的ー個優(yōu)選實施形式中，顆粒均勻地分布在介質(zhì)中。這是有利的，因為能夠尤其簡單地形成均勻的分布，并且實現(xiàn)均勻放射電磁輻射。在光電子器件的ー個優(yōu)選實施形式中，顆粒具有發(fā)光材料顆粒，所述顆粒設(shè)計用于吸收初級輻射和發(fā)射次級輻射的第一部分。發(fā)光材料顆粒能夠由發(fā)磷光的材料構(gòu)成。在一個優(yōu)選的實施例中，能夠使用5至15重量百分比的濃度的釔鋁石榴石作為發(fā)磷光的材料，所述釔鋁石榴石將藍色的初級光轉(zhuǎn)化成黃色的光。在介質(zhì)中的釔鋁石榴石的濃度為5重量百分比的情況下，得到藍白色的次級輻射。在15重量百分比的更高的濃度情況下，得 到黃白色的次級輻射。在光電子器件的ー個優(yōu)選實施形式中，顆粒具有散射顆粒，所述散射顆粒設(shè)計用于散射初級輻射，并且在此提供次級輻射的第二部分。在電磁輻射和散射顆粒相互作用的情況下，不改變電磁輻射的波長。術(shù)語散射顆粒和反射顆粒在本發(fā)明申請中同義。在ー個優(yōu)選實施形式中，散射顆粒具有硫化鋇和/或亞硫酸鋇和/或硫酸鋇和/或ニ氧化鈦。ニ氧化鈦散射顆粒的平均大小為大約300nm。散射顆粒的濃度在2和10重量百分比之間。在濃度大于5重量百分比時，次級輻射的垂直發(fā)射的分量的強度近似于零。對于產(chǎn)生次級輻射的情況，具有散射顆粒的介質(zhì)引起藍色光和黃色光的良好混合和初級輻射的適當?shù)钠D(zhuǎn)。在ー個優(yōu)選實施形式中，介質(zhì)的高度為半導體芯片沿著載體的芯片寬度的I倍和3倍之間。這是有利的，因為在上述尺寸的情況下，特別大量的次級輻射能夠側(cè)向地從光電子器件中I禹合輸出。在ー個優(yōu)選實施形式中，設(shè)有反射的層，所述反射的層至少局部地在介質(zhì)的朝向半導體芯片的ー側(cè)上延伸。這是有利的，因為由此防止由于在載體上的吸收而使得由散射顆粒反射的和由發(fā)光材料顆粒發(fā)射的次級輻射消失。在ー個優(yōu)選實施形式中，設(shè)有部分反射的層，所述部分反射的層至少局部地設(shè)置在介質(zhì)的背離半導體芯片的ー側(cè)上。部分反射的層將電磁輻射的一部分反射回介質(zhì)中。在此，部分反射的層不選擇性地反射波長。所述層阻礙次級輻射的一部分離開介質(zhì)的背離半導體芯片的ー側(cè)。從層反射回到介質(zhì)中的次級輻射的部分能夠通過在層中的ニ氧化鈦反射顆粒含量來調(diào)節(jié)。在ー個優(yōu)選實施形式中，部分反射的層在介質(zhì)的背離半導體芯片的ー側(cè)上設(shè)置成與介質(zhì)直接接觸。這是有利的，因為制造是簡單的。在ー個優(yōu)選實施形式中，在介質(zhì)的朝向半導體芯片的ー側(cè)上的反射的層和/或在介質(zhì)的背離半導體芯片的ー側(cè)上的部分反射的層具有帶有ニ氧化鈦顆粒的硅樹脂。在ー個優(yōu)選實施形式中，光電子器件光學耦合到光導體上。在ー個優(yōu)選實施形式中，在光電子器件和光導體之間設(shè)有氣隙，所述氣隙致使更好地耦合輸入到光導體的導模中。在用于制造光電子器件的方法的一個實施形式中，在載體上提供半導體芯片。將顆粒引入到由透明的基體材料、特別是透明的硅樹脂制成的介質(zhì)中。緊接著，將介質(zhì)澆注到模具中。然后，進行介質(zhì)的熱硬化。然后，將介質(zhì)施加到半導體芯片上，使得達到大于I的縱橫比。用于制造光電子器件的替選方法能夠如下說明。介質(zhì)與顆粒以復合物的形式通過模壓(壓縮成型)同時施加到半導體芯片上。在此，放置模具，并且在壓カ下注射所述模具。緊接著，將介質(zhì)硬化。緊接著，通過替選的方法制造的光電子器件能夠光學耦合到光波導上。根據(jù)上述方法制造的光電子器件在制造中是低成本的，并且達到高的光學效率。借助于所述光電子器件的合適的橫向構(gòu)造能夠以簡單的方式產(chǎn)生面光源。在限定光電子器件的數(shù)量的同時達到均勻的光密度。這得到有效的、無邊的和自冷卻的面光源。面光源能夠極其薄地制成，并且是柔韌的。


接下來，根據(jù)附圖進ー步闡述本發(fā)明的不同實施例。圖I示出光電子器件的實施例的剖面圖；圖2示出光電子器件的實施例的剖面圖；圖3示出不同的縱橫比的光電子器件的放射特性；圖4示出作為角函數(shù)的、光電子器件的放射特性；圖5示出光電子器件的實施例的剖面圖；圖6a示出光電子器件的實施例的剖面圖；圖6b示出光電子器件的實施例的剖面圖；圖7示出具有兩個光電子器件的發(fā)光裝置的實施例的剖面圖；圖7a示出圖7中的兩個光電子器件中的一個；圖7b示出圍繞根據(jù)圖7a的光電子器件的光密度分布的模擬；圖8示出具有兩個光電子器件的發(fā)光裝置的實施例的剖面圖；圖8a示出圖8中的兩個光電子器件中的一個；圖8b示出圍繞根據(jù)圖8a的光電子器件的光密度分布的模擬；圖9示出具有多個光電子器件的發(fā)光裝置的實施例的俯視圖；圖10示出具有兩個光電子器件的發(fā)光裝置的實施例的剖面圖；圖IOa示出圖10中的兩個光電子器件中的ー個；圖IOb示出圍繞根據(jù)圖IOa的光電子器件的光密度分布的模擬；圖11示出具有兩個光電子器件的發(fā)光裝置的實施例的剖面圖；圖Ila示出圖11中的兩個光電子器件中的ー個；圖Ilb示出圍繞根據(jù)圖Ila的光電子器件的光密度分布的模擬；圖12示出具有光電子器件的發(fā)光裝置的實施例的剖面圖；圖12a示出圖12中的兩個光電子器件中的ー個；以及圖12b示出圍繞根據(jù)圖12a的光電子器件的光密度分布的模擬。
具體實施方式
相同的、同類的或起相同作用的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標記。附圖和在附圖中示出的元件相互間的大小比例不能示為是按照比例的。相反，為了更好的描述并且為了更好的理解，能夠夸大地示出各個元件。圖I示出光電子器件I。在載體2上施加半導體芯片3。經(jīng)由接觸部4和鍵合線5實現(xiàn)電接觸。半導體芯片3發(fā)射初級輻射6。半導體芯片3至少部分地由具有在載體2上方的高度8和沿著載體2的寬度9 (縱橫比)的、至少部分透明的介質(zhì)7包圍。在介質(zhì)7中引入與初級輻射6相互作用的顆粒10、11。介質(zhì)7具有大于I的縱橫比。顆粒10、11均勻地分布在介質(zhì)7中。顆粒10、11具有發(fā)光材料顆粒10，所述發(fā)光材料顆粒設(shè)計用于吸收初級輻射6和發(fā)射次級輻射14的第一部分14a。發(fā)光材料顆粒10尤其具有例如釔鋁石榴石的發(fā)磷光的材料。發(fā)光材料顆粒的濃度為5至15重量百分比。顆粒10、11具有散射顆粒11，其設(shè)計用于散射初級輻射，并且在此提供次級輻射14的第二部分14b。散射顆粒11在與電磁輻射的相互作用時沒有改變電磁輻射的波長。術(shù)語反射顆粒與術(shù)語散射顆粒11同義。散射顆粒11具有硫化鋇和/或亞硫酸鋇和/或硫酸鋇和/或ニ氧化鈦。散射顆粒的 濃度為2至10重量百分比。介質(zhì)7的高度8為半導體芯片3的沿著載體2的芯片寬度13的大約I倍和大約3倍之間。借助介質(zhì)7的高度8能夠調(diào)節(jié)次級輻射的橫向發(fā)射的部分。例如，對于具有300iim芯片寬度13的半導體芯片3而言，介質(zhì)7的300 iim至900 iim的高度8是有利的。反射的層12至少局部地設(shè)置在介質(zhì)7的朝向半導體芯片3的ー側(cè)上。器件的幾何形狀設(shè)計為，使得介質(zhì)7的垂直位于載體上的側(cè)面與介質(zhì)的平行于載體設(shè)置的表面相比在其面積方面占優(yōu)。圖2示出光電子器件1，其中介質(zhì)的寬度9大致相當于半導體芯片3的寬度13。在介質(zhì)7的朝向半導體芯片3的一側(cè)上省去了反射的層。其余的部件相當于在圖I中的部件。圖3示出針對用于填充有發(fā)光材料顆粒10的介質(zhì)7的不同縱橫比計算出的放射特性。介質(zhì)7當前是硅樹脂層，發(fā)光材料顆粒10當前是發(fā)磷光的材料。針對在0. I和4. I之間不同值的縱橫比示出不同的放射特性。在橫坐標X上描繪放射角，并且在縱坐標y上描繪次級輻射14的強度。在縱橫比為0. I時，由光電子器件放射的強度在小角度處最大。對于I. I或更高的縱橫比而言，放射的強度在小角度處下降到極小值。次級輻射14的強度在60度和90度之間的角范圍內(nèi)達到最大值。換言之，橫向的放射是非常有利的。除了縱橫比之外，也能夠通過顆粒濃度來影響角分布。圖4示出作為角函數(shù)的、光電子器件I的典型的放射特性。在X軸上描繪-180度和+180度之間的角。0度的角相當于介質(zhì)7的背離半導體芯片3的一側(cè)上的法線。強度最大值位于大約-70度和大約+70度的角處。在角為0度吋，強度幾乎為零。圖5示出具有部分反射的層15的光電子器件，所述部分反射的層至少局部地設(shè)置在介質(zhì)7的背離半導體芯片3的ー側(cè)。部分反射的層15在介質(zhì)7的背離半導體芯片3的一側(cè)設(shè)置成與介質(zhì)7直接接觸。部分反射的層15能夠是填充有ニ氧化鈦的硅樹脂。部分反射的層15反射來自整個可見光譜范圍中的次級輻射。特別地，沒有進行與波長相關(guān)的反射。換言之，沒有關(guān)于波長來過濾次級輻射。部分反射的層15用于調(diào)節(jié)在正面發(fā)射和側(cè)面發(fā)射之間的平衡。根據(jù)ニ氧化鈦顆粒的濃度來更多或更少強烈地反射次級輻射14的第一和第二部分14a和14b。在臨界情況下，完全地阻礙次級輻射14的垂直的發(fā)射，即垂直于介質(zhì)7的與半導體芯片3相對置的一側(cè)的發(fā)射。換言之，抑制有助于正面發(fā)射的側(cè)向發(fā)射。通過部分反射的、白色的層15避免由于發(fā)光材料顆粒引起的、不期望的、黃色的色彩感覺。其余的部件相當于在圖I中的部件。圖6a示出在光電子器件I之內(nèi)的兩個半導體芯片3a和3b。介質(zhì)7的高度8也為芯片寬度13的I倍和3倍之間。在當前實施例中，介質(zhì)不僅包括發(fā)光材料顆粒10，還包括散射顆粒11。散射顆粒11起到將初級輻射6a和6b與次級輻射的第一部分14a混合的作用。初級輻射6a是第一波長的由第一半導體芯片3a發(fā)射的電磁輻射。初級輻射6b是第ニ波長的由第二半導體芯片3b發(fā)射的電磁輻射。次級輻射的第一部分14a是通過發(fā)光材料顆粒10轉(zhuǎn)換的光。此外，散射顆粒11引起期望的、即側(cè)向的放射特性。其余的部件相當于在圖I中的部件。如已在圖6a中示出，圖6b示出在光電子器件I之內(nèi)的兩個半導體芯片3a和3b。與圖6a相反地，在介質(zhì)7中僅引入散射顆粒11。在沒有發(fā)光材料顆粒10的情況下，沒有進行波長轉(zhuǎn)換。因此，在介質(zhì)7中只進行顏色混合和初級輻射6的側(cè)向偏轉(zhuǎn)。期望的光譜通 過初級輻射的第一部分6a和初級輻射的第二部分6b的不同波長來實現(xiàn)。其余的部件相當于在圖I中的部件。在未示出的實施例中，光電子器件設(shè)有至少三個在紅的、綠的和藍的光譜范圍內(nèi)發(fā)射的半導體芯片。通過發(fā)光材料顆粒10進行波長轉(zhuǎn)換不是必需的。如已在圖6b的實施例中那樣，只必須通過散射顆粒11實現(xiàn)光混合和放射特性的調(diào)節(jié)。其余的部件相當于在圖6b中的部件。圖7能夠視為發(fā)光裝置的參照物。圖7示出嵌入光導體17中的、具有芯片級轉(zhuǎn)換的白色LED。白色的LED具有發(fā)射初級輻射6的半導體芯片3和帶有大約30 y m的典型厚度的施加到半導體芯片3上的薄的介質(zhì)7。換言之，介質(zhì)7的高度8僅為半導體芯片3的芯片寬度13的一小部分。介質(zhì)7的垂直于載體2的側(cè)面與介質(zhì)7的平行于載體2設(shè)置的表面相比是小的。薄的介質(zhì)7包括用于波長轉(zhuǎn)換的發(fā)光材料顆粒10。為了提高效率設(shè)有包圍半導體芯片3的反射的層12。白色的LED具有近朗伯發(fā)射剖面。由于介質(zhì)7的小的厚度而得到最大部分的向前指向的發(fā)射。這樣的結(jié)果是，僅極其少量的電磁輻射耦合輸入到光導體中，而絕大部分的光直接從前方并且逐點地經(jīng)由半導體芯片3射出。將光電子器件串聯(lián)設(shè)置在光導體17中造成極其不均勻的亮度分布。該缺點最顯著地通過在圖8、11和12中示出的實施例來克服。在圖7b中示出的光密度分布的零點20位于相應的光電子器件I上且位于中央。圖7a示出在圖7中示出的兩個光電子器件I中的ー個。兩個器件I是相同的。因此，相同的光密度分布適用于兩個器件I。光密度分布的零點20位于Omm處，并且中心地且中央地位于光電子器件I上。為了定向，借助于零點20的位置給出水平軸線21。圖7b示出在圖7a中示出的光電子器件I的光密度分布的模擬。光密度在零點20處最大并且超過0. 045 (以任意單位)。在零點20的兩側(cè)(+2mm至-2mm),在2mm之內(nèi)的光密度下降到0.005 (以任意単位)之下。其示出朗伯特輻射剖面。因此，如已經(jīng)在圖7中描述，在圖7a中示出的光電子器件幾乎不適用于將光側(cè)向地耦合輸入到光導體17中。圖8示出由具有兩個嵌入的光電子器件I的光導體17組成的構(gòu)造100。半導體芯片3的間距為大約10mm，光導體17的高度18為大約2mm，并且介質(zhì)7的高度8為大約I. 5_。半導體芯片3之間的最優(yōu)間距根據(jù)下面的準則確定。通過所需要的如此多的半導體芯片3產(chǎn)生具有均勻光密度和最優(yōu)冷卻的面光源。出于成本的原因，對于所需要的光量使用盡可能少的半導體芯片3?？偟膩碚f，為了最優(yōu)的熱的管理，選擇多個具有小的単獨功率的半導體芯片是有意義的。應當將產(chǎn)生光和產(chǎn)生熱分開。光電子器件相當于在圖I中的所述光電子器件。嵌入到光導體17中用于次級輻射的橫向分布。由此，達到均勻的光分布。這樣得到高質(zhì)量的光學印象，所述光學印象尤其是對于背后照明應用是必需的。在用作參照物的圖7中，只有極其少量的次級輻射14橫向地耦合輸入到光導體17中。絕大部分的次級輻射直接在前方和逐點地射出。相反地，在圖8的實施例中，實現(xiàn)提高的側(cè)向發(fā)射。由此，相對于在圖7中的構(gòu)造能夠使光斑的寬度大致翻一倍。達到4_的寬度以代替大約2_的寬度。因此，在光導體厚度相同的情況下得到將光電子器件 I的數(shù)量相對于參照物降低到四分之一的可能性。此外，大幅地改進光密度的均勻性，并且在最大強度和背景之間的光密度對比降低到因數(shù)3。在圖7示出的參照物實例中，所述因數(shù)大約為20。圖8a示出在圖8中示出的兩個光電子器件I中的ー個。兩個器件I是相同的。因此，相同的光密度分布適用于兩個器件I。光密度分布的零點20位于Omm處,并且中央地且中心地位于光電子器件I上。為了定向，借助于零點20的位置給出水平軸線21。圖8b示出在圖8a中示出的光電子器件I的模擬的光密度分布。在零點20處，光密度為0. 006和0. 008之間。距零點20大約Imm的距離光密度為大約0. 012。最大光密度不再中央地在半導體芯片上發(fā)出，而是側(cè)向地發(fā)出。距零點20大約3mm的距離光密度降低到0. 004以下。優(yōu)選在側(cè)向方向上射出的光有利于側(cè)向地耦合輸入到波導17中。圖9示出由具有嵌入的光電子器件I的光導體17組成的構(gòu)造100。這表明，構(gòu)造100為平面的擴展方案。在所述圖中變得清楚的是，由于光電子器件I引起的相互遮暗小到可以忽略。如圖8已經(jīng)示出，圖10示出由具有嵌入的光電子器件I的光導體17組成的構(gòu)造100。與圖8不同的是，圍繞光電子器件I設(shè)有氣隙16，所述氣隙致使將次級輻射14更好地耦合輸入到光導體17的引模中。次級輻射14經(jīng)由附加的散射機構(gòu)在光導體17的表面處或體積中耦合輸出。因此，在大的區(qū)域中改進光密度的均勻性。圖IOa示出在圖10中示出的兩個光電子器件I中的ー個。兩個器件I是相同的。因此，相同的光密度分布適用于兩個器件I。光密度分布的零點20位于Omm處并且中心且中央地位于光電子器件I上。為了定向，借助于零點20的位置給出水平軸線21。圖IOb示出在圖IOa中示出的光電子器件I的模擬的光密度分布。在零點20處，亮度位于0. 02和0. 025之間。在距零點20大約Imm的距離光密度降低到大約0. 006。在半導體芯片上且在中央發(fā)出最大光密度。在距零點20大約2mm至5mm的距離光密度大致恒定于0. 004。圖11示出比在圖10中示出的實施例更有利的實施例。為了阻礙逐點地發(fā)射次級輻射14，附加地在介質(zhì)7的背離半導體芯片3的ー側(cè)設(shè)有半透明的或部分反射的層15。這致使均勻化次級輻射14。氣隙16位于波導17和具有部分反射的層15的介質(zhì)7之間。圖Ila示出在圖11中示出的兩個光電子器件I中的ー個。兩個器件I是相同的。因此，相同的光密度分布適用于兩個器件I。光密度分布的零點20在Omm處并且中央地且中心地位于光電子器件I上。為了定向，給出具有零點20的位置的水平軸線21。
圖Ilb示出對于具有大約95%反射的部分透明的層15的情況下在圖Ila中示出的光電子器件I的模擬的光密度分布。在零點20處，光密度為大約0. 002。距零點20大約Imm的距離光密度增長到大約0. 007。距零點20為Imm至5mm的距離光密度緩慢下降到大約0. 0045。因此，不沿在零點20上的中央方向上達到最大光密度，而是在零點20的側(cè)向達到最大光密度。因此，圖Ila中的器件良好合適于電磁輻射側(cè)向耦合輸入到波導17中。通過合適地選擇部分透明的層15的反射度能夠進ー步優(yōu)化光密度的均勻性。替選于圖11中的實施例，部分反射的層15能夠置于光導體17中的凹部的內(nèi)側(cè)。這在圖12中示出。相對于圖11中的實施例，能夠通過圖12中的實施例進ー步優(yōu)化光密度的均勻性。氣隙16位于介質(zhì)7和具有部分反射的層15的波導17之間，所述部分反射的層固定在所述波導上。圖12a示出在圖12中示出的兩個光電子器件I中的ー個。兩個器件I是相同的。 因此，相同的光密度分布適用于兩個器件I。光密度分布的零點20在Omm處，并且中央地且中心地位于光電子器件I上。為了定向，借助于零點20的位置給出水平軸線21。圖12b示出對于具有大約60%反射的部分透明的層15的情況在圖12a中示出的光電子器件I的模擬的光密度分布。在零點20處，光密度為0. 0055。距零點20大約Imm的距離光密度升高到大約0. 006。距零點20大約I. 5mm至5mm的距離光密度緩慢下降到大約0.0045。因此，不在零點20上的中央方向上達到最大光密度，而是在零點20的側(cè)向達到最大光密度。然而近似地，光密度在距零點20兩側(cè)5mm的區(qū)域中均勻地分布。因此，圖12a中的器件尤其良好地適合于電磁輻射側(cè)向耦合輸入到波導17中。如所示，通過適當?shù)剡x擇部分透明的層15的反射度能夠優(yōu)化光密度的均勻性。借助一些實施例描述光電子器件以表明所基于的思想。在此，實施例不限于特定的特征組合。即使僅結(jié)合特別的實施例或各個實施例描述ー些特征和擴展方案，其也能夠分別與其他實施例中的其他特征組合。同樣能夠考慮，在實施例中略去或添加各個示出的特征或特別的擴展方案，只要仍然保持實現(xiàn)普遍的技術(shù)原理。附圖標記列表I光電子器件2 載體3半導體芯片4接觸部5鍵合線6初級輻射6a初級輻射的第一部分6b初級輻射的第二部分7 介質(zhì)8介質(zhì)的高度9介質(zhì)的寬度10發(fā)光材料顆粒11散射顆粒12反射的層
13芯片寬度14次級輻射14a次級輻射的第一部分14b次級輻射的第二部分15部分反射的層 16 氣隙17光導體18光導體高度20 零點21模擬的水平軸線，單位mm100由具有嵌入的光電子器件的光導體組成的構(gòu)造
權(quán)利要求
1.光電子器件(I)，具有 -載體(2)， -設(shè)置在所述載體(2)上的用于發(fā)射初級輻射(6)的至少ー個半導體芯片(3)， -至少部分地包圍所述半導體芯片(3)的并且至少部分透明的介質(zhì)(7)，所述介質(zhì)具有在所述載體(2 )上方的高度(8 )和沿著所述載體(2 )的寬度(9 )，和 -引入在所述介質(zhì)(7)中的用干與所述初級輻射(6)相互作用的顆粒(10、11)， 其中所述介質(zhì)(7)的所述高度(8)與所述寬度(9)之比大于I。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電子器件，其中所述顆粒(10、11)均勻地分布在所述介質(zhì)(7)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光電子器件，其中所述顆粒(10、11)具有發(fā)光材料顆粒(10)，所述發(fā)光材料顆粒設(shè)計用于吸收所述初級輻射(6)和發(fā)射次級輻射(14)的第一部分(14a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電子器件，其中所述發(fā)光材料顆粒(10)的濃度為5至15重量百分比，所述發(fā)光材料顆粒尤其由發(fā)磷光的材料組成，尤其由鑭摻雜的氧化釔(Y2O3-La2O3X乾招石槽石(Y3Al5O12)、氧化鏑(Dy2O3)、氮氧化招(Al23O27N5)或氮化招(AlN)組成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子器件，其中所述顆粒(10、11)具有散射顆粒(11)，所述散射顆粒設(shè)計用于所述初級輻射的散射，并且在此提供所述次級輻射(14)的第二部分(14b)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電子器件，其中所述散射顆粒(11)、尤其硫化鋇、亞硫酸鋇、硫酸鋇或ニ氧化鈦具有為2至10重量百分比的濃度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子器件，其中所述介質(zhì)(7)的所述高度(8)為所述半導體芯片(3)的沿著所述載體(2)的芯片寬度(13)的大約I倍和大約3倍之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子器件，其中至少局部地在所述介質(zhì)(7)的朝向所述半導體芯片(3)的一側(cè)上設(shè)有反射的層(12)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子器件，其中至少局部地在所述介質(zhì)(7)的背離所述半導體芯片(3)的一側(cè)上設(shè)有部分反射的層(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電子器件，其中所述部分反射的層(15)在所述介質(zhì)(7)的背離所述半導體芯片(3)的所述側(cè)上設(shè)置成與所述介質(zhì)(7)直接接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電子器件，其中在所述介質(zhì)(7)和所述介質(zhì)(7)的背離所述半導體芯片(3)的所述側(cè)上的所述部分反射的層(15)之間設(shè)有氣隙(16)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11所述的光電子器件，其中在所述介質(zhì)(7)的朝向所述半導體芯片(3)的所述側(cè)上的所述反射的層(12)和/或在所述介質(zhì)(7)的背離所述半導體芯片(3)的所述側(cè)上的所述部分反射的層(15)具有包括ニ氧化鈦顆粒的硅樹脂。
13.具有至少ー個根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子器件(I)的發(fā)光裝置(100)，其中所述光電子器件(I)光學耦合到光導體(17)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其中在所述光電子器件(I)和所述光導體(17)之間設(shè)有氣隙(16)。
15.用于制造光電子器件(I)的方法，具有下面的方法步驟-在載體(2)上提供半導體芯片(3)； -將顆粒(10、11)引入由透明的基體材料、尤其是透明的硅樹脂制成的介質(zhì)(7)中， -將所述介質(zhì)(7)澆注到模具中 -將所述介質(zhì)(7)熱硬化 -將所述介質(zhì)(7)施加到所述半導體芯片(3)上，使得所述介質(zhì)(7)的在所述載體(2)上方的高度(8 )與所述介質(zhì)(7 )的沿著所述載體(2 )的寬度(9 )之比大于I 。
全文摘要
光電子器件(1)具有載體(2)和至少一個半導體芯片(3)。半導體芯片(3)設(shè)置在載體(2)上，并且設(shè)計用于發(fā)射初級輻射(6)。半導體芯片(3)至少部分地包圍至少部分透明的介質(zhì)(7)，所述介質(zhì)具有在載體(2)上方的高度(8)和沿著載體(2)的寬度(9)。將顆粒(10、11)引入介質(zhì)(7)中，所述顆粒與初級輻射(6)相互作用。介質(zhì)(7)的高度(8)與寬度(9)之比大于1。
文檔編號H01L33/56GK102870239SQ201180021502
公開日2013年1月9日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者斯特凡·伊萊克, 亞歷山大·林科夫, 馬蒂亞斯·扎巴蒂爾 申請人:歐司朗光電半導體有限公司