专利名称：发射辐射的器件和用于制造发射辐射的器件的方法
技术领域：
本申请涉及发射辐射的器件以及用于制造发射辐射的器件的方法。
背景技术：
该专利申请要求德国专利申请10 2010 032 041. 2的优先权，其公开内容通过回
引结合于此。例如对于诸如液晶显示器(LCD)的显示装置的后照明或者到光导中的耦合输入有益的是，由发射辐射的器件发射的辐射在侧向上、也即平行于器件的安装层面地被辐射。为此经常使用比较复杂化的外部光学系统，其适当地使发射辐射的器件的辐射偏转。
发明内容
任务是说明一种发射辐射的器件，所述发射辐射的器件在侧向上发射辐射并且紧凑地被构造。此外将说明一种可以用于简化地和可靠地制造发射辐射的器件的方法。所述任务通过独立权利要求的主题来解决。其他扩展方案和适宜性是从属权利要求的主题。发射辐射的器件根据一种实施方式具有半导体芯片，所述半导体芯片具有第一主面、与第一主面相对的第二主面和用于产生辐射所设置的活性区。该器件此外包括载体，在所述载体处在第二主面侧固定半导体芯片。在半导体芯片的第一主面上布置耦合输出层。耦合输出层构成在横向上与半导体芯片相间隔的、用于从器件耦合输出辐射所设置的侧耦合输出面，其中在耦合输出层中构造朝向半导体芯片逐渐变细的凹槽，所述凹槽使在器件运行中从第一主面射出的辐射在侧耦合输出面的方向上偏转。因此借助于耦合输出层中的凹槽实现辐射向横向上的偏转。在本申请的范围中将横向理解为平行于半导体芯片的活性区的主延伸层面伸展的方向。在横向上，耦合输出层适宜地通过侧耦合输出面来限制。凹槽优选地与耦合输出面相间隔。在发射辐射的器件的俯视图中，凹槽优选地与半导体芯片重叠。半导体芯片的第一主面对于半导体芯片优选地构成主辐射出射面。也就是说，优选地在半导体芯片中产生的辐射的至少50%通过第一主面从半导体芯片射出。从第一主面射出的辐射的分量越高，借助于凹槽有针对性地在横向上偏转和随后可以从侧耦合输出面射出的辐射分量就越大。已经表明，利用主要在竖直方向上、也即在与活性区的主延伸层面垂直地伸展的方向上发射的半导体芯片可以在横向上简化地和可靠地以可控制的方式实现率禹合输出。在一种优选扩展方案中，半导体芯片在横向上至少局部地、优选沿着整个周边由反射层包围。借助于该反射层可以在很大程度上提高从半导体芯片的第一主面射出的辐射分量。此外， 在耦合输出层中伸展的辐射可以在反射层处被反射并且随后从耦合输出面从器件中射出。
此外，反射层优选地是电绝缘的。半导体芯片的电短路的危险由此在最大程度上得以减少。尤其是，反射层可以至少局部地或者在很大程度上沿着整个周边直接地与半导体芯片、尤其是与活性区邻接。在另一优选的扩展方案中，在耦合输出层的背离反射层的侧上布置另一反射层。耦合输出层在该情况下因此布置在两个反射层之间。借助于反射层可以避免耦合输入到耦合输出层中的辐射在竖直方向上、也即在与横向垂直地伸展的方向上从器件射出。反射层和/或另一反射层例如可以包含塑料，所述塑料被构造为反射性的。优选地，塑料配备有用于升高反射率的颗粒。例如，用颗粒填充、例如用二氧化钛颗粒填充的硅树脂适用。替换地或补充地，反射层也可以包含具有金属性质的层。将金属性质以不肯定的方式理解为所述层具有金属或金属合金并且此外具有与辐射的入射角在很大程度上角度无关的闻反射率。此外优选地，反射层和另一反射层至少局部地、尤其是在凹槽外的区域中彼此平行地伸展。辐射在侧耦合输出面的方向上的引导因此被简化。在另一优选的扩展方案中在耦合输出层上构造第一接触结构，所述第一接触结构穿过耦合输出层中的凹槽在第一主面侧电接触半导体芯片。第一接触结构用于从外部电接触器件。第一接触结构也可以被构造为多层的。尤其是，第一接触结构的朝向半导体芯片的层可以构成另一反射层。第一接触结构在背离半导体芯片的侧上优选地具有层，其中对于该层可以简化地制造焊接连接。例如对此适用的是诸如金、镍或锡的金属或具有至少一种上述材料的金属
I=1-Wl O适宜地，该器件此外具有用于电接触半导体芯片的第二接触结构。载流子可以在器件运行中经由第一接触结构和第二接触接口从不同的侧被注射到活性区中并且在那里在发射辐射的情况下被重新组合。尤其是，可以设置用于在第二主面侧电接触半导体芯片的第二接触结构。在该情况下，第一接触结构和第二接触结构优选地在竖直方向上与器件端接。在一种优选的扩展方案中，在器件的俯视图中，凹槽被构造为漏斗状的。尤其是，凹槽可以被构造为旋转对称的或者至少在很大程度上被构造为旋转对称的。此外，凹槽可以布置在半导体芯片的中心。“在中心”在上下文中意味着，凹槽的在竖直方向上伸展的轴穿过半导体芯片的重心或者至少在围绕重心的区域内伸展，所述区域具有半导体芯片的最大横向伸展的至多10%的半径。通过这种方式简化地实现，器件在横向上具有均匀的空间辐射特性。在一种优选的改进方案中，在器件的俯视图中，侧耦合输出面至少局部地弯曲，优选地从外部看凸状地弯曲。尤其是，耦合输出面可以被构造为椭圆形的或圆形的。圆形的耦合输出面尤其是与在器件的俯视图中漏斗状地和在半导体芯片的中心布置的凹槽相结合地适用于器件的横向均匀的辐射。器件也可以具有多于仅一个的半导体芯片。在该情况下，优选地给每个半导体芯片分配至少一个凹槽，所述凹槽在相应的半导体芯片的方向上逐渐变细。此外，多个具有至少一个上述特征的器件可以构成器件装置。
根据第一扩展变型方案，至少一个第一器件和第二器件在竖直方向上相叠地布置。在第一改进方案中，第一器件和第二器件分别在相应稱合输出层的背离半导体芯片的侧上具有第一接触结构并且在器件的与第一接触结构相对的侧上具有第二接触结构，其中第一器件的第一接触结构此外优选地与第二器件的第二接触结构导电连接。第一器件和第二器件因此可以彼此电串联。在替换的改进方案中，第一和第二器件分别具有第一接触结构和第二接触结构，它们被设置用于从相反的方向将载流子注射到活性区中，其中第一接触结构和第二接触结构在竖直方向上分别穿过载体和穿过耦合输出层延伸。尤其是，第一接触结构和/或第二接触结构可以分别在竖直方向上完全地穿过相应的器件延伸。接触结构因此可以分别在器件的相对侧上提供外部电接触部。借助于这样构造的接触结构可以使相叠布置的器件简化地彼此电并联。根据替换的扩展替代方案，至少一个第一器件和第二器件在横向上并排地布置。该器件装置优选地具有接触轨道，所述接触轨道布置在器件的相对侧上并且使器件至少部分地彼此电并联。在一种优选的扩展方案中，器件布置在两个板之间，其中优选地所述板中的至少一个对于在器件中所产生的辐射是透明的或至少是半透明的。通过器件的相应耦合输出面射出的辐射可以被耦合输入到所述板中的至少一个中并且随后大面积地从该板中 射出。该板因此构成平面辐射器。在另一优选的扩展方案中，在板之间布置填充材料，所述填充材料至少局部地包围器件。借助于填充材料可以提高由器件发射的并且被耦合输入到板中的辐射分量。在另一优选的扩展方案中，板的至少一个侧面被镜面化(verspiegeln)。在半导体芯片运行中所产生的辐射因此可以在板的镜面化的侧面处被反射并且通过其它侧面之一射出。在用于制造多个发射辐射的器件的方法中，根据一种实施方式在载体上布置多个半导体芯片。将反射层施加到半导体芯片之间的中间空间中。构造耦合输出层，其中耦合输出层具有凹槽，在所述凹槽中分别使半导体芯片暴露并且所述凹槽朝向半导体芯片逐渐变细。为了分离成多个器件，将耦合输出层分开并且每个器件具有至少一个半导体芯片和耦合输出层中的凹槽。该方法优选地以上面列举的顺序被执行。但是也可以设想扩展方案，在所述扩展方案中制造步骤的不同顺序是适宜的。借助于反射层可以使具有半导体芯片的载体至少部分地平坦。耦合输出层因此至少在很大程度上在一个层面中伸展。在一种扩展方案中，凹槽借助于相干辐射来构造。激光辐射尤其适用。替换地或补充地也可以应用蚀刻方法。在替换的扩展方案中，已经如此施加耦合输出层，使得所述耦合输出层具有凹槽。这例如可以借助于与凹槽相应地成型的铸模来进行。该铸模例如可以借助于浇铸方法、注塑方法或压铸方法来填充。凹槽优选地构成侧面，在所述侧面处反射在器件中所产生的辐射。
侧面的倾斜角相对于横向层面优选地在30°与60°之间、含30°和60°。所述的方法特别适用于制造上面所述的器件。就器件或器件装置而言所描述的特征因此也可以被考虑用于该方法或者反之亦然。
其他特征、扩展方案和适宜性从结合附图对实施例的以下描述中得出。图1A和IB以示意性俯视图(图1B)和所属的剖面图(图1A)示出发射电路的器件的第一实施例；
图2示出发射辐射的器件的半导体芯片的实施例；
图3以示意性俯视图示出发射辐射的器件的第二实施例；
图4以示意性剖面图示出发射辐射的器件的第三实施例；
图5A和5B以示意性俯视图(图5B)和所属的剖面图(图5A)示出发射辐射的器件的第四实施例；
图6以示意性剖面图示出器件装 置的第一实施例；
图7以示意性剖面图示出器件装置的第二实施例；
图8以示意性剖面图示出器件装置的第三实施例；
图9以示意性剖面图示出器件装置的第四实施例；和
图1OA至IOF示出用于根据示意性地在透视图中所示的中间步骤制造发射辐射的器件的方法的实施例。
具体实施例方式相同的、相同类型的或相同地起作用的元件在所述图中配备有相同的附图标记。所述图和图中所示的元件彼此间的大小关系不应被看作是按比例的。更确切地，各个元件、尤其是层厚为了更好地可表示和/或为了更好地理解可以夸大地示出。发射辐射的器件I的在图1A中(沿着线AA’的剖面图)和IB中所示的第一实施例具有半导体芯片2，所述半导体芯片布置在载体5上。半导体芯片2借助于安装层52固定在载体5的安装面51上。尤其是焊接层或粘接层适用于安装层。半导体芯片2具有第一主面25和与第一主面相对的第二主面26。在第一主面25和第二主面26之间构造用于产生辐射所设置的活性区23。在横向上、也即在沿着活性区23的主延伸层面伸展的方向上，半导体芯片2完全由反射层31包围。反射层31直接与半导体层2邻接并且在制造时在该半导体芯片2处被丰旲制。借助于反射层31，在活性区23中在运行中所产生的辐射被反射回半导体芯片2中并且随后可以从半导体芯片的第一主面25射出，其中所述辐射在横向上被辐射并且会从半导体芯片2在横向上射出。借助于反射层31因此可以提高总计从半导体芯片的第一主面25中射出的辐射功率。反射层31的厚度、也即反射层在竖直方向上的伸展被构造为使得反射层31至少覆盖活性区23。但是，反射层不必一定在竖直方向上与半导体芯片2的第一主面25齐平地端接。反射层31优选地被构造为电绝缘的。尤其是，反射层可以包含塑料，所述塑料为了反射率的升高而可以配备有填充颗粒。例如，反射层31可以是用二氧化钛颗粒填充的硅树脂层。这样的反射层可以在可见光谱范围中具有85%或者更多、例如95%的反射率。在半导体芯片2的第一主面25上构造I禹合输出层4。在横向上,I禹合输出层4延伸超过半导体芯片2并且也覆盖反射层31。在横向上,I禹合输出层由侧I禹合输出面40限制,该侧I禹合输出面40被设置用于从器件I中耦合输出在活性区23中所产生的辐射。此外，侧耦合输出面在横向上在该实施例中在竖直方向上完全限制器件I。该侧耦合输出层可以在横向上、但是也可以仅局部地限制器件I。例如，载体5可以在横向上超出侧I禹合输出层。在耦合输出层4中构造凹槽45，所述凹槽在竖直方向上穿过耦合输出层延伸。凹槽45具有侧面450，其相对于横向层面倾斜。在所述侧面处，在活性区23中所产生的和从半导体芯片2的第一主面25射出的福射可以在侧I禹合输出面40的方向上偏转。侧面450与半导体芯片邻接。从半导体芯片2射出的辐射因此直接地被耦合输入到耦合输出层4中并且在那里在射到凹 槽45上时被偏转。侧面450与第一主面25优选地包围在30°与60°之间、含30°和60°的，优选地在35°与55°之间、含35°和55°的角度。在耦合输出层4的背离半导体芯片2的侧上布置另一反射层32。该另一反射层32至少覆盖凹槽45的侧面450并且用于在侧耦合输出面40的方向上的改善的辐射偏转。在与耦合输出面40邻接的区域中，反射层31和另一反射层32彼此平行地伸展。在该实施例中，另一反射层32在凹槽45的区域中与半导体芯片2邻接。在另一反射层32的背离半导体芯片2的侧上布置第一接触结构61，所述第一接触结构构成器件I的外部电接触部。在与第一接触结构相对的侧上构造第二接触结构62。在发射辐射的器件运行中，载流子可以经由第一接触结构61和第二接触结构62从不同的侧被注射到半导体芯片2的活性区23中并且在那里在发射辐射的条件下被重新组合。在该实施例中，另一反射层32被构造为能导电的。优选地，另一反射层具有金属性质并且包含金属或具有至少一种对于活性区要产生的辐射具有高反射率的金属的金属合金。在可见光谱范围中，例如铝、银、铑、钯和铬具有高反射率。例如金适用于红外光谱范围。第一接触结构61和第二接触结构62至少在背离半导体芯片2的侧上分别如此被构造，使得器件可以简化地从外部被电接触，例如借助于焊接连接。优选地，第一接触结构和第二接触结构包含例如银、铝、钯、镍、钼、金或钛的金属或具有上述材料中的至少一种的
金属合金。在该实施例中穿过载体5实现半导体芯片在第二主面26侧的电接触。载体5优选地具有高的电导率和此外高的热导率。尤其是，载体可以包含金属、例如铜，或者由金属组成。载体5可以例如由金属板、例如铜板制造。载体可以完全不被结构化并且从而可以特别简单地和成本低地被制造。与所示的实施例不同地，载体5可以被设置用于直接外部接触，使得载体5本身可以构成第二接触结构。用于构造第二接触结构的附加层在该情况下是不需要的。
在器件I的俯视图中，凹槽45被构造为漏斗状的，其中漏斗被设计为旋转对称的。此外，凹槽45布置在半导体芯片2的中心。因此可以实现辐射通过侧耦合输出面40的在横向上均匀的出射。在横向层面中在每个反向上、也即在围绕半导体芯片的360°中进行辐射。但是视器件的预先给定的辐射特性而定，相对于半导体芯片2的其他定位和/或凹槽45的与旋转对称不同的设计也可以是适宜的。所述的器件I尤其是由于其侧向辐射和紧凑的结构形式而特别适用于例如LCD(液晶显示器)的显示装置的直接后照明或者适用于到光导中的耦合输入。在图2中以示意性剖面图示出半导体芯片2的实施例，所述半导体芯片特别适用于前述的和随后所述的器件。半导体芯片2具有带有半导体层序列的半导体本体20。构成半导体本体20的半导体层序列包括第一半导体区域21和第二半导体区域22，它们适宜地具有彼此不同的传导类型。在第一半导体区域和第二半导体区域之间构造用于产生辐射所设置的活性区23。半导体本体20布置在衬底27上。衬底与半导体本体20的半导体层序列的生长衬底不同。衬底27尤其是用于半导体本体20的机械稳定化。半导体层序列的生长衬底为此不再需要。半导体芯片2因此无生长衬底。衬底例如可以包含半导体材料，例如硅、锗或者砷化镓,或者由半导体材料组成。其中去除了生长衬底的半导体芯片也称为薄膜半导体芯片。薄膜半导体芯片、例如薄膜发光二极管芯片此外在本申请的范围中可以通过以下特征性特征中的至少一个来表征
-在包括具有活性区的半导体层序列的半导体本体的转向载体元件、例如衬底27的第一主面处、尤其是外延层序列处施加镜层，或者例如作为布拉格镜集成在半导体层序列中地被构造，所述镜层将 在半导体层序列中所产生的辐射的至少一部分反射回到该半导体层序列中；
-半导体层序列具有在20 μ m或更少的范围中、尤其是在10 μ m的范围中的厚度；和/或-半导体层序列包含至少一个具有至少一个面的半导体层，所述面具有混合结构，所述混合结构在理想情况下导致光在半导体层序列中的近似遍历的分布，也即所述面具有尽可能遍历地随机的散射特性。薄膜发光二极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，其公开内容就此而言特此通过回引被结合到本申请中。在衬底27和半导体本体20之间布置连接层28，利用所述连接层将半导体本体固定在衬底27处。此外，在半导体本体20和衬底27之间构造具有优选金属性质的镜层29，所述镜层被设置用于将在活性区23中产生的和在衬底27的方向上辐射的辐射朝向第一主面偏转。薄膜半导体芯片的特征尤其是，主要的辐射分量在第一主面侧射出，也即所辐射的辐射的至少50%。但是与所述的实施例不同地，例如也可以应用如下半导体芯片，在所述半导体芯片情况下半导体本体的半导体层序列的生长衬底构成衬底。在衬底27和半导体本体20之间的连接层在该情况下是不需要的。
为了电接触，半导体芯片2具有第一端子24a，该第一端子构成半导体芯片的第一主面。在与第一端子24a相对的侧上，在半导体芯片的第二主面26上布置第二端子24b。半导体芯片因此可以从相对的侧从外部被电接触。半导体芯片2、尤其是活性区23优选地包含II1-V族半导体材料。II1-V族半导体材料特别适用于在紫外的
(AlX Iny Gai x y N)经由可见的(Alx IIiy Ge1....x...y N,尤其是对于蓝色
至绿色辐射，或者AlIny Gai^^v P,尤其是对于黄色至红色辐射)直至到红外
的(Alx Inv Gai > y As)光谱范围中的辐射产生。在此情况下，分别适用的是
O ^ X ^ I, O ^ y ^ I和x + y< I，尤其是其中l,y^ Ι,χ古O和/或y古O。利用尤其是来自所述材料系统的II1-V族半导体材料，此外可以在辐射产生时实现高的内部量子效率。发射辐射的器件的第二实施例在图3中根据示意性俯视图示出。该第二实施例基本上对应于与图1A和IB相关联地描述的第一实施例。与此不同地，在俯视图中侧耦合输出面40被构造为圆形的。通过这种方式实现，在凹槽45处在径向方向上反射的辐射全面地垂直地入射到侧耦合输出面40上并且从而可以以高效率从器件I被耦合输出。载体5在这样的圆形侧I禹合输出面40的情况下优选地具有与侧I禹合输出面不同的形状，在该实施例中在俯视图中具有规则六边形的形状。通过这种方式实现，器件I在制造时尽管有弯曲的侧耦合输出面40也仍然具有带有直分段的边界。由于这样的直分段，器件在制造时可以简化地被分离，例如以机械方式，诸如借助于锯、剖开或折断。
为了在横向上继续提高辐射特性的均匀性，附加地可以在俯视图中旋转对称地构成半导体芯片的第一主面25，使得在活性区中产生的辐射以旋转对称的或至少基本上旋转对称的辐射密度射到耦合输出层4中。器件的第三实施例在图4中示意性地以剖面图示出。该第三实施例基本上对应于结合图1A和IB所述的第一实施例。与之不同地，第一接触结构61在凹槽45的区域中直接与半导体芯片2邻接。因此不穿过另一反射层32来进行半导体芯片的电接触。因此该另一反射层也可以构造为电绝缘的，尤其是该另一反射层32可以与反射层31相同类型地来构造。耦合输出层4从而可以在两侧至少局部地与反射层邻接，所述反射层可以以简单的方式、例如借助于分发器或浇铸方法来制造。器件I的在图5A和5B中不意性不出的第四实施例基本上对应于结合图1A和IB所述的第一实施例。与之不同地，第一接触结构61在载体5的背离半导体芯片2的侧构成第一接触面610。借助于该第一接触面610和第二接触结构62的第二接触面620，发射辐射的器件因此可以利用两个接触部在下侧接触。第一接触结构61和第二接触结构62分别穿过载体5中的凹槽53延伸并且在第一主面25侧或者在半导体芯片2的第二主面26侧形成到半导体芯片的电连接。在该实施例中，载体5也可以被构造为电绝缘的。例如，载体可以包含陶瓷、例如氮化铝或者氮化硼或者塑料或者由这样的材料组成。借助于陶瓷可以制造载体，所述载体具有高的热导热率，使得在运行中所产生的热可以有效地从半导体芯片2排出。
此外,器件不被设置用于全面地辐射,而是示例性地仅具有三个侧耦合输出面40。在另一侧面41的方向上辐射的辐射借助于侧反射器321在侧耦合输出面40的方向上偏转。侧反射器321在该实施例中借助于另一反射层32的区域构成，该区域穿过耦合输出层4。借助于侧反射器321的形状可以调整器件I的辐射特性。例如，侧反射器321在俯视图中可以被实施为U形的，使得发射辐射的器件的辐射基本上仅仍通过侧耦合输出面40进行。此外与第一实施例不同地，耦合输出层4中的凹槽45从半导体芯片2的重心看向不被设置用于辐射的另一侧面41的方向推移。远离另一侧面定向的辐射由此继续被输送。在图6中示出器件装置的第一实施例，所述器件装置具有多个发射辐射的器件1，所述发射辐射的器件分别如结合图1A和IB所述的那样被实施。器件装置10示例性地具有三个发射福射的器件I，它们在竖直方向上相叠地布置。在此情况下，第一器件IA的第一接触结构61与第二器件IB的第二接触结构62导电连接，例如借助于连接层，例如焊料或能导电的粘合剂(未明确示出)。相叠地布置的器件1A、1B因此在无线缆连接的情况下彼此电串联。箭头7图解了总体上由器件装置10在横向10上辐射的辐射。器件装置的第二实施例在图7中示意性地以剖面图示出。该器件装置10具有多个器件I，所述器件如在第一实施例中那样在竖直方向上相叠地布置。器件I基本上对应于根据结合图5A和5B所述的第四实施例的器件。与之不同地，器件I的第二接触结构62分别具有贯通接触部625。该贯通接触部分别穿过耦合输出层4延伸。因此，每个器件I提供第一接触结构61和第二接触结构62，它们在竖直方向上完全地穿过器件I延伸。相继的器件I的第一接触结构61和第二接触结构62分别彼此导电连接，使得器件装置10的器件I彼此电并联。借助于接触结构61、62的所述设计，在竖直方向上相叠地布置的器件I因此可以彼此电并联，而为此不需要附加的外部电连接线路。在横向上(箭头7)总共所发射的辐射功率因此可以通过在竖直方向上堆叠尤其是相同地或至少相同类型地实施的、发射辐射的器件而得以提高。在图8中示出器件装置10的第三实施例，其中器件I基本上如在结合图1A和IB所述的第一实施例那样被实施。器件装置10具有多个器件1，其在横向上并排地布置。
发射辐射的器件I布置在两个板8之间。借助于接触轨道81，器件I彼此电并联。接触轨道81例如可以分别被构造为连续的、整面的透明或至少半透明的接触层。例如，接触轨道可以包含透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide, TC0)。替换地或补充地可以在板8上设置金属接触轨道，其可以如此薄使得所述金属接触轨道从预先给定的距离不再被人眼觉察。例如，接触轨道可以包含铜或者由铜组成。在器件I之间布置填充材料82，所述填充材料被设置用于将从器件I发射的辐射耦合输入到板8中。优选地，填充材料82具有处于板的折射率范围中的折射率。在器件装置10运行中，由器件I产生的辐射可以经由板8被耦合输出，使得通过这种方式实现具有大面积的辐射面的器件装置。
器件装置的在图9中所示的第四实施例基本上对应于结合图8所述的第三实施例。与之不同地，该器件装置10具有镜83，该镜防止通过器件装置的侧面辐射。镜83也可以具有器件装置10的多个侧面，使得总计地从器件装置10通过未镜面化的面射出的辐射功率可以被提高。尤其是结合反射层31、32所述的材料适用于镜。与所述的实施例不同，所述板中的至少一个也可以具有凹陷，在所述凹陷中布置半导体芯片。侧向地从半导体芯片射出的辐射因此可以通过凹陷的侧面被耦合输入到板中。用于制造发射辐射的器件的方法的实施例由图1OA至IOF示意性地根据透视地表示的中间步骤示出，其中为了简化地表示仅示出在制造时器件所源自的一部分。示例性地对于具有四个半导体芯片2的器件示出制造。但是对于每个器件而言半导体芯片的数量在宽的范围中可自由选择。尤其是，发射辐射的器件I也可以仅恰好具有一个半导体芯片2。如在图1OA中所示，例如以金属板、诸如铜板的形式来提供载体5。在载体5上布置半导体芯片2 (图10B)。在朝向载体5的侧上将半导体芯片2与载体5导电连接，例如借助于焊接层或粘接层(未明确示出)。在半导体芯片2之间的中间空间55借助于成型物质填充，所述成型物质构成反射层31 (图10C)。借助于成型物质因此使具有半导体芯片2的载体5平坦。但是反射层31不必一定地在背离载体5的侧上与半导体芯片2齐平地端接。尤其是，半导体芯片的背离载体5的第一主面也可以至少局部地用反射层覆盖。例如可以借助于分发器进行反射层31的沉积。替换地也可以应用其他方法，例如烧铸方法、注塑方法或压铸方法。例如用二氧化钛颗粒填充的硅树脂层适合作为用于第一反射层31的材料。随着填充度增加可以提高反射层的反射率，使得该反射率为90%或更多，优选95%或更多。下面如在图1OD中所示，施加耦合输出层4。该耦合输出层4适宜地包含对于在半导体芯片中所产生的辐射透明的或至少半透明的材料。在耦合输出层中为了控制光谱和/或空间辐射特性也可以嵌入发光转换材料或扩散材料。在所嵌入的发光转换材料的情况下可以将在该材料中在运行中形成的损耗热有效地经由第一接触结构61和必要时经由另一反射层32排出。尤其是聚合物材料、例如硅树脂、环氧树脂或者由硅树脂和环氧树脂组成的混合物适用于耦合输出层4。在耦合输出层4中构造凹槽45，其中凹槽45分别穿过耦合输出层4延伸到半导体芯片2。凹槽被构造为使得所述凹槽朝向半导体芯片2逐渐变细。这例如可以借助于相干辐射、例如激光辐射进行。替换地也可以应用化学方法，例如湿化学蚀刻方法。与此不同地也可以如此施加耦合输出层4，使得所述耦合输出层已经具有凹槽45。为此可以使用铸模，所述铸模与所述凹槽相应地被成型，使得铸模在凹槽的区域中与半导体芯片2邻接。例如可以借助于浇铸、注塑或压铸来进行铸模的填充。如在图1OF中所示，在耦合输出层4上构造第一接触结构61，例如借助于蒸镀或溅
射。 在施加第一接触结构61之前例如可以借助于相干辐射对半导体芯片的所暴露的表面进行清洁，使得实现可靠的接触。第一接触结构61用于从背离载体5的侧来电接触半导体芯片。第一接触结构61也可以被构造为多层的，其中朝向耦合输出层4的第一层可以被构造为另一反射层。例如，诸如钛/镍/钯/金或钛/镍/金的层序列适用。如果需要可以借助于电镀沉积方法对第一接触结构61的与半导体芯片2邻接的层进行增强。在制造时并排地制造多个发射辐射的器件I。例如可以以诸如借助于锯、切割或者折断的机械方式和/或诸如借助于蚀刻的化学方式来进行器件的分离。为了分离也可以应用相干福射。在分离时尤其是分开耦合输出层4，其中分开面可以构成器件I的侧耦合输出面40。利用所述方法可以以特别简单和可靠的方式制造发射辐射的器件，其在运行中在横向上辐射辐射。在此情况下耦合输出面的竖直扩展可以在制造时通过适当地选择耦合输出层4的层厚来调整。因此，可以通过简单的方式例如与预先给定的光导体匹配地构造发射辐射的器件I。可以放弃用于偏转由发射辐射的器件I所辐射的辐射的单独的光学设备。本发明不由于根据实施的说明而受到限制。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的每个组合，这尤其是包含权利要求中的特征的每个组合，即使该特征或该组合本身没有明确地在权利要求或者实 施例中说明时也是如此。
权利要求
1.发射辐射的器件(I)，具有 -半导体芯片(2)，所述半导体芯片具有第一主面(25)、与第一主面(25)相对的第二主面(26)和为了产生辐射所设置的活性区(23)； -载体(5)，在载体处在第二主面(26)侧固定半导体芯片(2)； -率禹合输出层(4),所述f禹合输出层布置在半导体芯片(2)的第一主面(25)上并且构成在横向上与半导体芯片(2)相间隔的侧I禹合输出面(40),其中在f禹合输出层(4)中构造朝向半导体芯片逐渐变细的凹槽(45)，所述凹槽使在运行中从第一主面(25)射出的辐射在侧率禹合输出面(40)的方向上偏转。
2.根据权利要求1所述的发射辐射的器件，其中半导体芯片在横向上至少局部地由反射层(31)包围。
3.根据权利要求2所述的发射辐射的器件，其中反射层是电绝缘的并且至少局部地直接与半导体芯片邻接。
4.根据权利要求2或3所述的发射辐射的器件，其中在耦合输出层的背离反射层的侧上布置另一反射层(32)。
5.根据权利要求1-4之一所述的发射辐射的器件，其中在耦合输出层上构造第一接触结构(61)，所述第一接触结构穿过耦合输出层中的凹槽在第一主面侧电接触半导体芯片。
6.根据权利要求1-5之一所述的发射辐射的器件，其中在所述器件的俯视图中，凹槽被构造为漏斗状的并且被布置在半导体芯片的中心。
7.根据权利要求1-6之一所述的发射辐射的器件，其中在所述器件的俯视图中，侧耦合输出面至少局部地弯曲。
8.具有多个根据权利要求1-7之一所述的器件的器件装置，其中至少一个第一器件(1A)和第二器件(1B)在竖直方向上相叠地布置。
9.根据权利要求8所述的器件装置，其中第一器件和第二器件分别在相应的耦合输出层(4)的背离半导体芯片(2)的侧上具有第一接触结构(61)并且在相应器件的与第一接触结构相对的侧上具有第二接触结构(62)，其中第一器件的第一接触结构与第二器件的第二接触结构导电连接。
10.根据权利要求8所述的器件装置，其中第一器件和第二器件分别具有第一接触结构(61)和第二接触结构(62)，它们被设置用于从相反的方向将载流子注射到活性区(23)中，其中第一接触结构和第二接触结构在竖直方向上分别穿过载体(5)和穿过耦合输出层(4)延伸。
11.具有多个根据权利要求1至7之一所述的器件的器件装置，其中至少一个第一器件(IA)和第二器件(IB)在横向上并排地布置，其中所述器件装置具有接触轨道(81)，所述接触轨道布置在器件的相对侧上并且使所述器件彼此电并联。
12.具有多个根据权利要求1至7之一所述的器件的器件装置，其中所述器件布置在两个板(8)之间，其中所述板中的至少一个对于在所述器件中所产生的辐射是透明的或至少是半透明的。
13.用于制造多个发射辐射的器件(I)的方法，具有步骤 a)在载体(5)上布置多个半导体芯片(2)； b)将反射层(31)施加到所述半导体芯片之间的中间空间(55)中；C)构造具有凹槽(25)的耦合输出层(4)，在所述凹槽中分别使半导体芯片暴露并且所述凹槽朝向半导体芯片逐渐变细；并且 d)分离成多个器件，其中将耦合输出层分开并且每个器件具有至少一个半导体芯片和耦合输出层中的凹槽。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述凹槽借助于相干辐射来构造。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中制造根据权利要求1至7之一所述的器件。
全文摘要
说明一种发射辐射的器件，该器件具有－半导体芯片(2)，所述半导体芯片具有第一主面(25)、与所述第一主面(25)相对的第二主面(26)和为了产生辐射所设置的活性区(23)；－载体(5)，在所述载体处在第二主面(26)侧固定半导体芯片；－耦合输出层(4)，所述耦合输出层布置在半导体芯片(2)的第一主面(25)上并且构成在横向上与半导体芯片(2)相间隔的侧耦合输出面(40)，其中在耦合输出层(4)中构造朝向半导体芯片(2)逐渐变细的凹槽(45)，所述凹槽使在运行中从第一主面(25)射出的辐射在侧耦合输出面(40)的方向上偏转。此外说明一种用于制造发射辐射的器件的方法。
文档编号H01L25/075GK103038903SQ201180036037
公开日2013年4月10日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月23日
发明者K.魏德纳, J.拉姆申, A.卡尔滕巴歇尔, W.韦格莱特, B.巴赫曼, S.格鲁贝尔, G.博格纳 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司