光电子器件的制作方法

光电子器件的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种光电子器件，其具有朝向光电子器件的周围的外面（30），所述外面通过至少部分地施加在光电子器件的表面（10）上的疏水层（3）形成。
【专利说明】光电子器件
【技术领域】
[0001]提出一种光电子器件。
[0002]相关申请
[0003]本申请要求德国专利申请102011113428.3的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0004]光电子器件和尤其是具有有机功能材料的光电子器件、如有机发光二级管(OLED)相对于周围环境的作用、例如相对于湿气和氧气能够是极其敏感的。因此，为了进行保护免受此影响，对于高的运行持续时间而言需要气密地密封有机光电子器件。
[0005]例如已知的是，通过借助于粘接剂层将玻璃盖粘贴在器件的衬底上，借助于玻璃盖、例如以具有腔的玻璃基底的形式的玻璃盖来封装有机光电子器件。大多还将由沸石构成的、非透明的吸收湿气的物质(吸气剂)粘贴到腔中，以便结合能够穿过粘接剂渗入的湿气或氧气，例如在参考文献US2004/0108811A1中描述。
[0006]此外，已知具有薄层的薄层封装件，所述薄层封装件相对于湿气和氧气密封有机光电子器件。与借助于玻璃盖进行封装相比，薄层封装件更确切地说是可工业化的进而优选可进一步发展。薄层封装件的示例在参考文献DE102008031405、DE102008048472、DE102008019900 和 DE102009024411 中描述。
[0007]无机的光电子器件、例如无机发光二级管(LED)也具有由于湿气引起的一定的敏感性和老化特性。因此，这种器件通常借助于塑料来封装，例如借助于硅树脂浇注件。此外也可行的是，无机的光电子器件借助于上述薄层封装件受到保护以抵御有害物质。
[0008]然而，已证实的是，薄层封装件通常不具有对于光电子器件的高的长期稳定性而言所必需的湿度稳定性和密封性。

【发明内容】

[0009]特定实施形式的至少一个目的是提出一种光电子器件。
[0010]所述目的通过根据独立权利要求的主题来实现。该主题的有利的实施形式和改进形式在从属权利要求中表明并且还从下面的描述和附图中得出。
[0011]根据至少一个实施形式，光电子器件具有朝向光电子器件的周围的外面。换言之这表示:光电子器件的外面与周围环境直接接触。这也表示:周围环境中的气体和/或液体，即例如氧气、硫化氢和/或湿气能够直接地作用于外面。
[0012]在另一个实施形式中，朝向光电子器件的周围的外面通过至少部分地施加在光电子器件的表面上的疏水层形成。因此，疏水层直接地暴露于周围环境并且不被例如为封装层的另外的层或封装装置所覆盖。
[0013]由于疏水层的疏水特性，与光电子器件的未被覆盖的表面相比，能够降低通过疏水层所形成的外面的表面能。由此，减小尤其与极化的液体或物质、例如湿气的接触角，由此减小例如水滴和外面之间的接触面积。其结果是，例如能够减少将水引入到光电子器件的表面上。此外，也降低例如为湿气的极性物质在外面上的粘附性。由此，能够实现外面的自清洁效应和外面的抗污染效应或抗润湿效应，所述抗污染效应或抗润湿效应也称作为所谓的莲花效应。
[0014]尤其优选的是，疏水层至少覆盖光电子器件的相对于周围环境敏感或相对于周围环境的湿气和/或气体至少部分可穿透的所有表面，使得这些表面由于疏水层而形成光电子器件的疏水外面。
[0015]疏水层尤其能够具有形成疏水外面的疏水基团。疏水基团例如能够分别包含至少一种全氟化的碳。疏水基团能够包含在链状分子中。例如，疏水层的材料能够具有取代的或未取代的碳水链(Kohlenstoffwasserketten), CF3基团位于所述碳水链的一个末端上。
[0016]疏水层的材料还能够包含能够官能化的硅烷基团。所述硅烷基团能够存在于分子链的、例如烃链的不存在CF3基团的末端上。官能化的硅烷基团能够实现与光电子器件的表面的共价结合进而将疏水层固定在光电子器件的表面上。如果不存在硅烷基团，那么也能够通过氢键结合或范德瓦尔斯相互作用(Van-der-Waals-Wechselwirkungen)来实现将疏水层固定在光电子器件上。
[0017]疏水层的材料例如能够至少部分地是PTFE状的，这就是说，所述材料包含类似于聚四氟乙烯(PTFE)的氟化烃，所述氟化烃能够包含CF2-和CF3-基团，由此引起疏水特性。
[0018]疏水基团能够存在于疏水层的背离光电子器件的表面的外面上并且形成光电子器件的外面的至少一部分。疏水层由此尤其能够是不可润湿的并且相对于其他材料起排斥作用。
[0019]根据另一个实施形式，疏水层具有在大于或等于Inm且小于或等于IOnm的范围中的厚度。疏水层能够以一个或多个分子单层存在。
[0020]根据另一个实施形式，疏水层具有带有远离器件的表面并且朝向周围的疏水官能基团的单分子层。
[0021]根据另一个实施形式，疏水层具有氟化的有机氯硅烷。这种材料具有氯取代的硅烷基团，氟化的烷基残基附着于所述硅烷基团上。例如，疏水层能够通过将一种或多种下述材料或这些材料的组合施加到表面上来形成=CF3 (CF2)7 (CH2)2SiCl3 (十七氟癸基三氯硅烷，CF3 (CF2) 7 (CH2) 2Si (CH3) 2 (CH) 10SiCl3 ((十七氟癸基二甲硅烷基)_癸基三氯硅烷)，CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3O
[0022]根据另一个实施形式,疏水层具有自组织的单层(“self assembled monolayer”，SAM)或者通过这种单层形成。例如具有所述氟化的有机氯硅烷中的一种的自组织的层能够例如能够经由脱氯化氢反应与光电子器件的表面上的烃基基团结合。此外例如也可行的是，将光电子器件暴露于溶解在六甲基硅氧烷中的氯硅烷组成的混合物，以便在其表面上形成疏水层。此外，疏水层也能够相叠地具有多个自组织的单层。
[0023]根据另一个实施形式，疏水层具有超疏水材料。在此和在下文中尤其将与水的接触角大于或等于160°的材料称作超疏水的。
[0024]根据另一个实施形式，光电子器件具有带有有源区域的一个或多个半导体层序列，所述有源区域能够在运行时发射光和/或检测光。半导体层序列能够基于无机的和/或有机的半导体材料。[0025]尤其优选的是，疏水层是透明的，使得能够经由疏水外面放射光或者接收光。
[0026]根据另一个实施形式，半导体层序列是无机的半导体层序列。无机的半导体层序列例如能够构成为无机的半导体芯片，所述无机的半导体芯片构成为发射光的或检测光的半导体芯片并且具有能够在光电子器件运行时放射或检测光的有源区域。半导体层序列能够根据波长基于不同的半导体材料体系来制造。对于长波的、红外的至红色的辐射而言，例如基于InxGayAl1^As的半导体层序列是适合的，对于红色的至黄色的辐射而言，例如基于InxGayAl1^P的半导体层序列是适合的，并且对于短波的可见光、尤其对于在绿色光至蓝色光的范围中的可见光和/或对于UV福射而言,例如基于InxGayAU的半导体层序列是适合的，其中分别适用O≤y≤I并且O≤y≤I。
[0027]无机的半导体层序列能够借助于外延方法、例如金属有机气相外延(MOVPE)或分子束外延(MBE)在生长衬底上生长并且设有电接触部。
[0028]此外，能够将半导体层序列转移到载体衬底上并且能够将生长衬底打薄或者完全移除。这种替代生长衬底具有载体衬底作为衬底的半导体芯片也能够称作为所谓的薄膜半导体芯片。
[0029]薄膜半导体芯片的特征尤其在于下述特征:
[0030]-在半导体层序列的朝向载体衬底的第一主面上施加有或构成有反射层，所述反射层将在半导体层序列中产生的电磁辐射的至少一部分向回反射到所述半导体层序列中；
[0031]-半导体层序列具有在20μ m或更小的范围中、尤其在4μm和10 μ m之间的范围中的厚度；和
[0032]-半导体层序列包含至少一个半导体层，所述半导体层带有具有混匀结构的至少一个面，所述混匀结构在理想的情况下引起光在外延的半导体层序列中的近似遍历的分布，这就是说所述混匀结构具有尽可能遍历随机的散射特性。
[0033]薄膜半导体芯片良好地近似于朗伯表面辐射器。薄膜发光二极管芯片的基本原理例如在参考文献 1.Schnitzer 等的 Appl.Phys.Lett.63(16)，1993 年 10 月 18 日，2174-2176中描述。
[0034]涉及无机的半导体层序列和无机的半导体芯片的另外的特征和实施形式对于本领域技术人员而言是已知的进而在此不进一步详述。
[0035]根据另一个实施形式，半导体层序列是有机的半导体层序列。特别地，在此，有机的半导体层序列能够构成为有机的、发射辐射的二极管(OLED)或者构成为有机光电二极管(0PD)。有机的半导体层序列为此能够具有有源区域，所述有源区域适合于在光电子器件运行时放射或检测电磁辐射。有机的半导体层序列尤其能够在衬底上在第一和第二电极之间具有多个由有机材料构成的功能层、例如电子传输层、电致发光层和/或空穴传输层，其中所述电极中的至少一个构成为是透明的。
[0036]例如，衬底能够包括玻璃、石英、塑料薄膜、金属、金属薄膜、硅晶片或其他合适的衬底材料。如果将有机的半导体层序列构成为OLED并且在该情况下还构成为所谓的“底部发射器”，这就是说，在有源区域中产生的辐射穿过衬底放射，因此衬底尤其也构成为是透明的。如果背离衬底的电极是透明的，那么有机的半导体层序列构成为所谓的“顶部发射
RH.”
O[0037]第一和第二电极中的至少一个例如能够具有透明导电氧化物或由其构成。透明导电氧化物(transparent conductive oxides,简称“TC0”)是透明的导电的材料,通常为金属氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或氧化铟锡(ITO)。除例如ZnO、SnO2或In2O3的二元金属氧化物之外，三元金属氧化物如Zn2Sn04、CdSnO3> ZnSnO3> Mgln204、Galn03、Zn2In2O5或In4Sn3O12或不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO族。此外，TCO不强制地对应于化学计量的组成成分并且也能够是P型或η型掺杂的。
[0038]此外，第一和第二电极中的至少一个例如能够具有金属或由其制成，例如铝、钡、铟、银、金、镁、钙或锂以及其化合物、组合和合金。
[0039]半导体层序列的有机功能层能够具有有机聚合物、有机低聚物、有机单体、非聚合的有机小分子(“small molecules”)或其组合。特别地，能够有利的是，有机的半导体层序列具有构成为空穴传输层的功能层，以便能够实现将空穴有效地注入到电致发光层或电致发光区域中。作为空穴传输层的材料，例如叔鞍、咔唑衍生物、导电的聚苯胺或聚亚乙二氧基噻吩能够证实为是有利的。此外，能够有利的是，至少一个功能层构成为电致发光层。适合作为电致发光层的材料的是具有由于荧光或磷光引起的辐射发射的材料，例如聚氟、聚噻吩或聚亚苯基或它们的衍生物、化合物、混合物或共聚物。根据功能层中的材料，所产生的第一辐射能够具有紫外至红色光谱范围中的各个波长或范围或其组合。
[0040]涉及有机的半导体层序列和尤其涉及OLED或OPV的另外的特征和实施形式对于本领域技术人员而言是已知的并且在此不进一步详述。
[0041]在有机的或无机的半导体层序列中应用的材料、例如用于功能层和/或电极层的材料能够相对于有害物质例如湿气、氧气和/或硫化氢具有高的敏感性。
[0042]根据另一个实施形式，至少部分地由疏水层覆盖的表面通过半导体层序列的层形成。特别地，半导体层序列在该情况下能够是无机的半导体层序列或无机的半导体芯片。通过将疏水层作为外层直接地施加在半导体层序列上，能够显著地降低借助于周围的有害物质如湿气、氧气或硫化氢对半导体芯片的半导体层序列的润湿。尤其优选的是，无机的半导体层序列或半导体芯片在朝向周围的所有表面上被疏水层覆盖。例如，半导体层序列能够设置在载体上并且在背离载体的所有表面上被疏水层覆盖。由此可能的是，半导体层序列进而光电子器件由于疏水外层能直接地暴露于周围环境并且在不具有另外的封装装置的情况下运行。
[0043]根据另一个实施形式，光电子器件能够在半导体层序列上具有封装装置以用于保护所述半导体层序列。封装装置能够具有至少一个或多个阻挡层，所述阻挡层分别具有选自氧化物、氮化物和氮氧化物的一种或多种材料。特别地，封装装置能够构成为薄层封装件。
[0044]在本文中，将构成为薄层封装件的封装装置理解为下述设备:所述设备适合于形成相对于环境物质、尤其相对于湿气和氧气或也相对于另外的有害物质、例如腐蚀性气体如硫化氢的阻挡的设备。换言之，薄层封装件构成为，使得其至多能够极其小部分地被环境物质穿透。所述阻挡作用在封装装置中基本上通过构成为薄层的阻挡层和/或钝化层来产生，所述阻挡层和/或钝化层是封装装置的一部分。封装装置的层通常具有小于或等于几百纳米的厚度。
[0045]根据另一个实施形式，封装装置具有薄层或由其制成，所述薄层负责用于封装装置的阻挡作用。薄层例如能够借助于原子层沉积法(“atomic layer deposition”,ALD)来施加。因此，在本文中，描述下述方法:在所述方法中，将气态的第一初始化合物输送给体积部，在所述体积部中提供要覆层的表面，使得气态的第一化合物能够吸附在表面上。在表面优选完全地或几乎完全地被第一初始化合物覆盖之后，第一初始化合物的仍以气态的和/或没有吸附在表面上的方式存在的部分通常被再次从体积部中移除并且输送第二初始化合物。第二初始化合物设置用于:与吸附在表面上的第一初始化合物在形成固体的ALD层的情况下进行化学反应。需要指出的是，在原子层沉积时也能够使用多于两种初始化合物。
[0046]适合用于封装装置的层的材料例如是氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化铪、氧化镧。
[0047]优选地，封装装置具有带有多个薄层的层序列，所述薄层分别具有在原子层和IOnm之间的厚度，其中包括边界值。
[0048]替选于或附加于借助于ALD制成的薄层，封装装置能够具有至少一个或多个另外的层，即尤其是阻挡层和/或钝化层，所述阻挡层和/或钝化层通过热蒸镀或借助于等离子体增强的工艺、例如派镀或等离子体增强的化学气相沉积(“plasma-enhanced chemicalvapor deposi t ion ”, PECVD )来沉积。适合于此的材料能够是上述材料以及氮化娃、氧化娃、氮氧化硅、氧化铟锡、氧化铟锌、铝掺杂的氧化锌、氧化铝以及所述材料的混合物和合金。一个或多个另外的层例如分别具有在Inm和5 μ m之间的厚度，其中包括边界值。尤其优选的是，一个或多个另外的层具有在Inm和400nm之间的厚度，其中包括边界值。
[0049]通过由多个借助于ALD或其他方法中的一种制成的层构成的封装装置的结构，在制造各个层时形成并且能够形成湿气和/或另外的有害物质的扩散通道的晶格缺陷和损坏能够至少部分地通过位于其上的层来密封。
[0050]根据另一个实施形式，至少部分地被疏水层覆盖的表面通过封装装置的表面形成。封装装置除了朝向载体的一侧之外能够在所有表面上覆盖半导体层序列从而与载体一起作用为防止有害物质的阻挡。封装装置例如能够遍布地被疏水层覆盖。由于在封装装置上附加地设置有疏水外层，与不具有疏水外层的器件相比，显著地降低了例如由周围的湿气对封装装置的润湿。对于封装装置具有缺陷的情况而言，能够将例如为湿气的有害物质可能通过所述缺陷渗入到封装装置中并且引起光电子器件失效的可能性最小化，因为与未经覆盖的表面相比，湿气在疏水层上的接触面积显著更小。由此，能够降低光电子器件的失效可能性。因此，通过疏水层能够增强对光电子器件的附加保护以抵御有害物质，而疏水层本身不必是如封装装置的层一样的尽可能气密密封的层。
[0051]根据另一个实施形式，将半导体层序列设置在载体上。载体例如能够是衬底、电路板、陶瓷载体、塑料载体或电路板。此外，载体例如能够是具有导体框的塑料壳体，在所述导体框上施加有半导体层序列。在载体上能够存在一个或多个电接触区域，所述电接触区域设置用于接触半导体层序列。
[0052]此外，能够将半导体层序列设置在具有至少一个电接触区域的载体上，经由所述电接触区域电连接半导体层序列。例如具有例如具有银或由银构成的金属层或由其构成的电接触区域能够至少部分地被疏水层覆盖。由此，能够保护形成电接触区域的金属层抵御有害物质，在银的情况下例如尤其免受如硫化氢的腐蚀性气体的影响。在该情况下电接触区域的老化效应能够由此降低，由此能够实现器件的更高的使用寿命。[0053]根据另一个实施形式，光电子器件具有覆盖件，所述覆盖件设置在半导体层序列和疏水层之上并且具有朝光电子器件的周围开放的空腔。覆盖件例如能够通过具有凹部的玻璃覆盖件或塑料覆盖件形成，在所述凹部中设置有半导体层序列并且所述凹部借助于开口或通道朝周围开放。由此，覆盖件能够为半导体层序列提供一定保护、尤其是机械保护，而在覆盖件的空腔之内不存在特殊的封闭的小气候。设有通风口的这种覆盖件例如设置在汽车应用中。
[0054]能够通过通道或开口渗入到覆盖件的空腔中的湿气和腐蚀性气体仅还能够少量地或完全不会润湿被疏水层覆盖的表面，使得能够防止在这种半气密封闭的封装器件中的损坏。
【专利附图】

【附图说明】
[0055]其他的优点、有利的实施形式和改进形式从下面结合附图描述的实施例中得出。
[0056]附图示出:
[0057]图1示出根据一个实施例的光电子器件的示意图；
[0058]图2A至2C示出根据另一个实施例的光电子器件的示意图；
[0059]图3A和3B示出根据另一个实施例的光电子器件的示意图；
[0060]图4A和4B示出用于制造根据另外的实施例的光电子器件的设备；以及
[0061]图5示出根据另一个实施例的光电子器件的示意图。
【具体实施方式】
[0062]在实施例和附图中，相同的、同类的或起相同作用的元件分别设有相同的附图标记。所示出的元件以及这些元件彼此间的尺寸比例不能够视为是合乎比例的，更确切地说，个别元件，例如层、构件、器件和区域为了更好的可视出性和/或为了更好的理解能够夸张大地示出。
[0063]在图1中示出根据一个实施例的光电子器件100。光电子器件100具有朝向光电子器件100的周围的外面30，所述外面通过至少部分地施加在光电子器件100的表面10上的疏水层3形成。
[0064]在所示出的实施例中，光电子器件的表面10通过半导体层序列I形成。特别地，在所示出的实施例中，半导体层序列I构成为无机的半导体层序列并且在此尤其构成为无机的半导体芯片。
[0065]为此，半导体层序列I如在概论部分中描述的那样构成为基于化合物半导体材料体系，例如基于氮化的、磷化的或砷化的化合物半导体材料体系的外延生长的半导体层序列。半导体层序列I具有至少一个有源层或有源区域，所述有源区域适合于并且构成为用于在运行时放射或检测电磁辐射、尤其是紫外光至红外光。此外，半导体层序列I具有电接触层，借助于所述电接触层能够电接触半导体层序列。各个层和其功能以及其结构对于本领域技术人员而言是已知的并且因此为了概览性在此没有示出。
[0066]半导体层序列I设置在载体2上。载体2例如能够通过用于半导体层序列I的载体衬底或者例如也通过具有带状导体或导体框的陶瓷载体、塑料载体、电路板、印刷电路板或塑料薄膜形成。[0067]为了保护半导体层序列I尤其抵御湿气，背离载体2的整个表面10、即背离载体2的上侧以及还有半导体层序列I的侧面用疏水层3覆盖。因此，在所示出的实施例中，在光电子器件100中通过疏水层3形成除载体2的外面之外的所有外面。
[0068]在所示出的实施例中，疏水层3具有带有至少部分地全氟化的(perfluorierten)碳原子的疏水基团。特别地，疏水层的材料例如PTFE状地构成并且包含类似PTFE的氟化烃。由于在光电子器件100的外面30上的疏水层3的疏水特性，与半导体层序列I的表面10相比降低外面30的表面能。由此，外面30的可润湿性显著低于表面10的可润湿性，使得例如湿气和外面30之间的接触面积与湿气和半导体层序列I的表面10之间的接触面积相比显著地最小化。湿气润湿表面10进而可能损坏半导体层序列I的可能性由此显著地减小。此外，也降低极性物质在外面30上的附着性，由此能够实现外面的自清洁的效果。
[0069]由此，光电子器件100并且尤其是半导体层序列I能够在没有另外的封装装置或保护装置的情况下在大气条件下运行，因为与半导体层序列I的表面10相比，由于外面30的疏水层3和由此改变的表面应力能够防止或至少极大地减少由如空气湿气或腐蚀性气体的亲水物质所引起的润湿。疏水层3尤其具有使得能够经由疏水的外面30放射在半导体层序列I中在运行时产生的光的小的厚度和与此关联的高的透明度。
[0070]除了仅在半导体层序列I的表面10上具有疏水层3的所示出的实施例之外，疏水层3也能够至少部分地或完全地施加在载体2上，使得载体2的表面也具有疏水的外面进而具有低的可润湿性。
[0071]在图2A至2C中示出根据另一个实施例的光电子器件200。在此，光电子器件200如在图2A中示出的那样具有有机的半导体层序列，所述有机的半导体层序列例如如在概论部分中所描述的那样构成为有机发光二极管(OLED)或构成为有机光电二极管(0PD)。为此，半导体层序列I在两个电极之间具有有机功能层，尤其例如在OLED的情况下具有电致发光层以及空穴传输层和/或电子传输层。在此，光电子器件不仅能够构成为通过构成为载体衬底的载体2放射光的所谓的底部发射器，也能够构成为在背离载体2的方向上放射光的所谓的顶部发射器。
[0072]在半导体层序列I之上设置有封装装置4，所述封装装置构成为薄层封装件并且具有多个阻挡层。阻挡层作为薄层借助于原子层沉积法(ALD)施加并且例如具有氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化铪、氧化镧或其组合。封装装置4的每个薄层具有仅几十纳米的厚度，使得封装装置4是透明的。
[0073]尽管能够借助于原子层沉积来制造高密度的封装装置，然而可能的是，封装装置具有能够形成从外部渗入的湿气或腐蚀性气体的通道的缺陷。在图2B中纯示例性地示出半导体层序列I连同设置在其上的封装装置4的一部分，所述封装装置具有构成为通道的缺陷40。由于也称作所谓的针孔的所述通道40也可能的是，湿气能够从外部渗入至半导体层序列I中。如果如在图2B中纯示例性地示出的那样，仅存在具有高的表面能进而对如湿气的极性物质的高的可润湿性的封装装置4，那么水滴9相对于封装装置4具有大的接触面积。由此，提高空气湿气中的水滴9积聚在封装装置4的存在缺陷40的区域中的可能性。
[0074]如果光电子器件如在图2A中和部分地在图2C中示出的那样在封装装置4上具有疏水层3，那么与根据图2B的封装装置4的表面和水滴9之间的接触面积相比，水滴9和疏水层3的外面30之间的接触面积显著地减小。即使疏水层3本身不是气密密封的，使得如在图2C中示出的那样，湿气可能能够经由疏水层3中的湿气通道39渗透至封装装置4，仍显著地减少所述渗透的湿气到达至封装装置4的缺陷40的可能性。
[0075]因此尽管疏水层3本身不是气密密封的，然而通过所述疏水层仍能够显著地减少湿气或腐蚀性气体到达至半导体层序列I的可能性。在光电子器件200的外面30上显著地减小例如湿气的接触面积或作用面积，使得封装装置40中的缺陷40不会过快地或优选完全不会引起光电子器件200的失效。
[0076]在图2A至2C的实施例中，疏水层3例如能够构成为自组织的单层(SAM)，如结合图3A和3B所描述的那样。替选于此，疏水层3也能够具有与在图3A和3B中示出的材料不同的材料，例如具有与水的接触角大于或等于160°的超疏水材料。
[0077]除了疏水层3设置在封装装置4上之外，疏水层3也能够部分地或完全地覆盖载体2。
[0078]结合图3A和3B示出光电子器件300的另一个实施例。如在图1至2C的实施例中示出的那样，光电子器件300在载体2上具有半导体层序列1，所述半导体层序列能够构成为有机的或无机的半导体层序列。
[0079]在半导体层序列I的表面10上施加有自组织的单层，所述单层形成疏水层3。疏水层3的各个分子分别具有疏水基团31，所述疏水基团远离表面10并且形成光电子器件300的外面30。此外，疏水层3的各个分子具有亲水的或极性的基团32，经由这些基团，疏水层3的分子共价地结合到半导体层序列I的表面10上。
[0080]在图3B中为此示意地示出将相应的分子施加到表面10上的步骤。疏水层3的分子构成为氟化的有机氯娃烧(fluorierte Organochlorosinale),所述有机氯娃烧经由脱氯化氢反应实现与半导体层序列I的表面10上的烃基基团(Hydroxy-Gruppen)共价地结合。替代在图3B中示出的CF3 (CF2)5 (CH2)2SiCl3分子，疏水层3也能够具有如在概论部分中详述的另外的材料。
[0081]为了如在图3A和3B中示出的那样制造疏水层3，能够将一个或如在图4A中示出的多个光电子器件400在氮气气氛中设置在具有适合的有机硅烷91、例如氟化的有机氯硅烷的除湿器90中。因此，经由气相反应用疏水层覆盖光电子器件400的表面。
[0082]如在图4B中示出的，也可行的是，在反应室92中将光电子器件400浸入到硅烷混合物93中。为此例如能够将例如在CHC13 (abs.)中稀释的溶解在六甲基二硅氧烷(abs.)中的氟化的有机氯硅烷组成的混合物在室温下在氮气气氛中反应两个小时。
[0083]在测量中已经确定:借助于在图4A中示出的方法用有机硅烷覆层的金锡合金的测试表面具有与水的大约112°的接触角，而未经处理的表面具有31°的接触角。与此相t匕，借助于光刻工艺施加的六甲基二硅醚层(HMDS)还具有大约56°的接触角。因此，通过在此描述的疏水层3能够显著地降低与湿气的接触角进而降低光电子器件的外面的可润湿性。
[0084]在图5中示出光电子器件500的另一个实施例，如这例如使用在汽车应用中。光电子器件500具有载体2，所述载体例如构成为陶瓷载体或塑料载体并且具有接触面21和22，经由所述接触面电连接构成为无机的半导体芯片的半导体层序列I。为了良好的电接触，银合金或银尤其适合用于电接触区域21和22。
[0085]光电子器件500构成为用于排除小气候的半气密封闭的封装器件(Package)并且为此具有覆盖件5，所述覆盖件连同载体2 —起形成空腔，在所述空腔中设置有半导体层序列I并且所述空腔借助于通道51与周围连接。覆盖件5例如实施为具有构成为通风口的通道51的玻璃覆盖件。由此，湿气和腐蚀性气体能够传播直至接触区域21、22和至半导体层序列I。
[0086]为了保护半导体层序列I以及接触区域21和22抵御湿气和腐蚀性气体、如硫化氢，所述半导体层序列的以及接触区域的表面被疏水层3覆盖，所述疏水层能够具有如结合前述实施例或如在概论部分中描述的材料。
[0087]此外也可行的是，例如仅接触区域21、22或仅半导体层序列I至少部分地被疏水层3覆盖。通过疏水层3能够提高光电子器件500的耐久性，因为减少了由于湿气或腐蚀性气体引起的老化效应，而不必将光电子器件500构成为是气密密封封闭的封装器件。
[0088]在图1至5中示出的实施例能够替选地或附加地具有根据在概论部分中描述的其他的或替选的特征。
[0089]本发明不局限于借助于实施例进行的描述。相反地，本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在权利要求中的特征的任意的组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在权利要求中或实施例中说明时也如此。
【权利要求】
1.一种光电子器件，所述光电子器件具有朝向所述光电子器件的周围的外面(30)，所述外面通过至少部分地施加在所述光电子器件的表面(10)上的疏水层(3)形成。
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述疏水层(3)具有单分子层，所述单分子层具有远离所述器件的表面(10)的并且朝向上述周围的疏水官能基团(31)。
3.根据权利要求2所述的器件，其中所述疏水官能基团(31)具有氟化烃。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述疏水层(3)具有氟化的有机氯硅烷。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述疏水层(3)共价地结合到所述光电子器件的表面(10)上。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述疏水层(3)具有超疏水材料。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述光电子器件具有带有有源区域的无机的半导体层序列(I)，所述有源区域在运行时发射光和/或检测光。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述光电子器件具有带有有源区域的有机的半导体层序列(I)，所述有源区域在运行时发射光和/或检测光。
9.根据权利要求7或8所述的器件，其中至少部分地被所述疏水层(3)覆盖的表面(10)通过所述半导体层序列(I)的表面形成。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的器件，其中所述光电子器件在所述半导体层序列(I)上具有封装装置(4)，所述封装装置具有至少一个或多个阻挡层，所述阻挡层分别具有选自氧化物、氮化物和氮氧化物的材料。
11.根据权利要求10所述的器件，其中至少部分地被所述疏水层(3)覆盖的表面(10)通过所述封装装置(4)的表面形成。
12.根据权利要求7至11中的任一项所述的器件，其中所述半导体层序列(I)设置在载体(2)上，并且至少部分地被所述疏水层(3)覆盖的表面(10)是所述载体(2)的表面。
13.根据权利要求12所述的器件，其中所述载体(2)具有带有金属层的电接触区域(21，22)，并且至少部分地被所述疏水层(3)覆盖的表面(10)至少部分地通过所述接触区域(21，22)形成。
14.根据权利要求7至13中的任一项所述的器件，其中所述光电子器件具有覆盖件(5)，所述覆盖件具有朝所述光电子器件的周围开放的空腔，在所述空腔中设置有所述半导体层序列(I)和所述疏水层(3)。
【文档编号】H01L33/44GK103828074SQ201280044976
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月11日 优先权日:2011年9月14日
【发明者】克劳斯·穆勒, 古德龙·林德贝格, 理查德·贝尔 申请人:欧司朗光电半导体有限公司