專利名稱：發(fā)光二極管裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管裝置和一種用于制造這種發(fā)光二極管 裝置的方法。
背景技術(shù)：
已知有如下的發(fā)光二極管裝置，其中多個(gè)單獨(dú)自封裝的LED元件被 設(shè)置在共同的載體上。對(duì)于很多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這種發(fā)光二極管裝置的亮度 不夠，且亮度分布不夠均勻。
對(duì)于其它公知的發(fā)光二極管裝置而言，包括活性半導(dǎo)體層疊和生長(zhǎng) 襯底和/或輔助載體的各個(gè)LED芯片設(shè)置在共同的載體上。在安裝這種 LED芯片時(shí)，在各個(gè)半導(dǎo)體層疊之間保留有間隙。所述間隙例如由安裝 方法決定，例如在生長(zhǎng)襯底和/或輔助載體側(cè)面由有限的堆棧精度和/或 粘合劑邊緣決定。設(shè)置在輔助載體上的活性半導(dǎo)體層疊通常并不完全覆 蓋輔助載體，由此在活性半導(dǎo)體層疊之間間隙的大小進(jìn)一步增加。這些 間隙導(dǎo)致發(fā)光二極管裝置的發(fā)光面中亮度減小的范圍，且導(dǎo)致亮度分布 不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提出一種具有均勻亮度的發(fā)光二極管裝置。
該目的通過(guò)一種根據(jù)權(quán)利要求l的發(fā)光二極管裝置和通過(guò)一種根據(jù) 權(quán)利要求33的用于制造發(fā)光二極管裝置的方法得以實(shí)現(xiàn)。
發(fā)光二極管裝置和該方法的有利的實(shí)施方式和改進(jìn)的特征分別在 從屬權(quán)利要求中說(shuō)明，這些從屬權(quán)利要求的公開(kāi)內(nèi)容詳見(jiàn)說(shuō)明書。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置包括多個(gè)半導(dǎo)體芯片，這些半導(dǎo)體芯 片被設(shè)置用于從其正面發(fā)射電磁輻射，且以其與正面相對(duì)的背面固定在 共同的載體本體的第一主面上，其中半導(dǎo)體芯片分別由無(wú)襯底的半導(dǎo)體 層疊構(gòu)成，且在無(wú)輔助載體的情況下被固定在共同的載體本體上。
下面分別針對(duì)無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊所公開(kāi)的實(shí)施方式優(yōu)選涉及發(fā) 光二極管裝置的多個(gè)、特別優(yōu)選所有的半導(dǎo)體層疊。如果未作另外說(shuō)明或者是顯而易見(jiàn)的，下面對(duì)發(fā)光二極管裝置的構(gòu)造和制造的所有說(shuō)明都 與以朝向載體本體的第 一主面和朝向半導(dǎo)體層疊的正面的俯視的視角 對(duì)其的觀察有關(guān)。
術(shù)語(yǔ)"無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊"在當(dāng)前情況下系指特別是外延生長(zhǎng)的
除，或者其厚度至少大大地減小，'從而特別是只有較薄的生長(zhǎng)襯底剩余 部分還保留在半導(dǎo)體層疊上。無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊優(yōu)選也沒(méi)有輔助載 體，所述輔助載體以機(jī)械方式支撐所述無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊。無(wú)襯底的
半導(dǎo)體層疊的厚度最好小于或等于20inm,優(yōu)選小于或等于lOpm，無(wú)襯 底的半導(dǎo)體層疊的厚度例如約為6pm。
無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊適用于在注入電流時(shí)從其正面發(fā)射電磁輻射。 為此，無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊優(yōu)選包括pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱或多 量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)用于產(chǎn)生輻射。術(shù)語(yǔ)"量子阱結(jié)構(gòu)"在此并無(wú)量 子化的尺度的含義。因此該術(shù)語(yǔ)此外包括量子槽、量子線和量子點(diǎn)以及 這些結(jié)構(gòu)的每一組合。例如對(duì)于MQW結(jié)構(gòu)在出版文獻(xiàn)WO 01/39282、 US 5,831,277、 US 6,172,382 B1和US 5,684，309中有所記載，其公開(kāi)內(nèi)容就 此而言被引用至此。
在其面向載體本體的與正面相對(duì)的背面上，半導(dǎo)體層疊優(yōu)選包括反
射層、例如金屬層，其將至少一部分在半導(dǎo)體層疊中所產(chǎn)生的電磁輻射 反射到該半導(dǎo)體層疊中。
同樣優(yōu)選的是，半導(dǎo)體層疊含有至少一個(gè)半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層帶 有至少 一 個(gè)具有混合結(jié)構(gòu)的面，這種混合結(jié)構(gòu)在理想情況下導(dǎo)致光在半 導(dǎo)體層疊中近乎各態(tài)歷經(jīng)的分布，也就是說(shuō)，它具有盡可能各態(tài)歷經(jīng)的 隨機(jī)的散射特性。
無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊良好地近似為朗伯特(Lambert)表面輻射器， 因此特別良好地適用于應(yīng)用在探照燈中。
有利地，無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊彼此間具有小的間隔，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光 二極管裝置的特別均勻的亮度分布。特別是生長(zhǎng)襯底和/或輔助載體在側(cè) 面不突出于半導(dǎo)體層疊。
然而例如，至少兩個(gè)半導(dǎo)體層疊、優(yōu)選地每?jī)蓚€(gè)彼此相鄰的半導(dǎo)體 層疊具有的間隔優(yōu)選小于或等于100pm。特別優(yōu)選的是，該間隔為50pm 或者更小。因此特別優(yōu)選地，兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體層疊的發(fā)射輻射的區(qū)域相互間距離分別為100jim或者更小，優(yōu)選為50pm或者更小。
有利地，帶有無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊的發(fā)光二極管裝置還具有特別小 的結(jié)構(gòu)高度。在一種實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體層疊的發(fā)射輻射的正面和載 體本體的第 一主面之間的間隔，特別是在半導(dǎo)體層疊正面和載體本體的 第一主面之間的最大間隔，小于或等于50)am,優(yōu)選小于或等于20jxm, 特別優(yōu)選小于或等于10pm。
在一種有利實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊通過(guò)固定層固定在載體本體 上。固定層優(yōu)選在載體本體上僅施加在半導(dǎo)體層疊的安裝區(qū)域中。不同 半導(dǎo)體層疊的安裝區(qū)域不相交，也就是說(shuō)，它們并不搭接。換句話說(shuō)， 每個(gè)固定層優(yōu)選僅覆蓋載體本體的第一主面的部分區(qū)域，且不與另一固 定層搭接。
例如，半導(dǎo)體層疊的與正面相對(duì)的主面的面積和固定層的面積基本 同樣大。替代地，半導(dǎo)體層疊在側(cè)面突出于固定層。換句話說(shuō)，以朝向 半導(dǎo)體層疊背面的俯視的視角觀察，固定層例如覆蓋背面的中間區(qū)域， 而背面的邊緣區(qū)域、特別是環(huán)形的邊緣區(qū)域則無(wú)固定層。
固定層例如含有焊料，如AuSn或者由AuSn構(gòu)成。
在另一有利的實(shí)施方式中，在載體本體的第一主面上設(shè)有至少一個(gè) 阻擋框，該阻擋框至少部分地在側(cè)面限制固定層。例如多個(gè)阻擋框通過(guò) 載體上的橋接件來(lái)構(gòu)造。換句話說(shuō)，在載體本體上設(shè)有結(jié)構(gòu)化的阻擋層， 阻擋層具有從載體本體朝向半導(dǎo)體層疊的開(kāi)口，這些開(kāi)口被設(shè)置用于容 納固定層。替代地，阻擋框可以通過(guò)阻擋層中的凹陷來(lái)構(gòu)造。
優(yōu)選地，阻擋框完全包圍固定層。特別優(yōu)選每個(gè)固定層都被阻擋框 完全包圍。
有利地，固定層的橫向伸展通過(guò)這種方式被限制。例如對(duì)于導(dǎo)電的 固定層而言，因此顯著減小了在相鄰的半導(dǎo)體層疊之間電短路的風(fēng)險(xiǎn)， 否則這種風(fēng)險(xiǎn)由于在半導(dǎo)體層疊之間的間隔小而是大的。
在另一有利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊具有至少部分將其背面覆蓋 的電絕緣層。例如，以朝向背面的俯視的視角觀察，電絕緣層覆蓋背面 的邊緣區(qū)域、特別是環(huán)形的邊緣區(qū)域，而中間區(qū)域被其空出。在一種實(shí) 施方式中，電絕緣層被設(shè)置用于至少部分地在側(cè)面限制固定層。特別優(yōu) 選的是，電絕緣層完全包圍固定層。有利地，由此同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)固定層的 側(cè)面限制。替代地或附加地，可以設(shè)有另一電絕緣層，該電絕緣層至少
8部分地覆蓋半導(dǎo)體層疊的一個(gè)或多個(gè)、特別是所有的邊側(cè)。例如，電絕 緣層從半導(dǎo)體層疊的背面還經(jīng)由其邊側(cè)伸展，并在那里形成該另一電絕 緣層。有利地，該另一電絕緣層減小了pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱或
多量子阱結(jié)構(gòu)的短路風(fēng)險(xiǎn)。
在一種有利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊為矩形或正方形。在另一有
利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊設(shè)置在載體本體上的矩形網(wǎng)格中。通過(guò)這 種方式有利地實(shí)現(xiàn)矩開(kāi)j的發(fā)光面。利用設(shè)置在矩形網(wǎng)才各中的矩形的或正 方形的半導(dǎo)體層疊，實(shí)現(xiàn)特別均勻的亮度。例如，載體本體的空留區(qū)域、 即未被半導(dǎo)體層疊覆蓋而是位于半導(dǎo)體層疊之間的區(qū)域，在該實(shí)施方式 中有利地特別小。
在另一實(shí)施方式中，矩形網(wǎng)格具有三行和三列。發(fā)光二極管裝置在 該實(shí)施方式中因此具有九個(gè)半導(dǎo)體層疊，這些半導(dǎo)體層疊并排地布置在 三行和三列中。但發(fā)光二極管裝置的半導(dǎo)體層疊的數(shù)量絕不局限于該數(shù) 目。更確切地說(shuō)，在不影響亮度均勻性和/或可靠性的情況下，發(fā)光二極 管裝置有利地可以包括任意數(shù)量的半導(dǎo)體層疊。
在另一有利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊具有兩個(gè)電接觸區(qū)域，這些 電接觸區(qū)域適合于在其正面電接觸。換句話說(shuō)，半導(dǎo)體層疊通過(guò)電接觸 區(qū)域與其正面電連接。特別地，每個(gè)接觸區(qū)域都包括電接觸面，該電接
觸面設(shè)置在半導(dǎo)體層疊的正面上。有益的是，兩個(gè)電接觸區(qū)域中的第一 電接觸區(qū)域?qū)щ姷嘏c半導(dǎo)體層疊的正面連接，兩個(gè)電接觸區(qū)域中的第二 電接觸區(qū)域?qū)щ姷嘏c半導(dǎo)體層疊的背面連接。
有利地，對(duì)于在其正面上具有兩個(gè)電接觸區(qū)域的半導(dǎo)體層疊而言， 省去載體本體上的設(shè)置在半導(dǎo)體層疊附近的電連接區(qū)域。在兩個(gè)半導(dǎo)體 層疊之間，因此不必留有用于電連接區(qū)域的位置。在該實(shí)施方式中，半 導(dǎo)體層疊因此可以有利地相互特別緊鄰地布置。由此有利地實(shí)現(xiàn)特別高 的亮度和特別均勻的亮度分布。
如果多個(gè)半導(dǎo)體層疊分別具有兩個(gè)電接觸區(qū)域，其中這些電接觸區(qū) 域適用于在所述半導(dǎo)體層疊的正面電接觸，則此外實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體層疊的 特別可靠的電接觸。因此例如使接合線從一個(gè)半導(dǎo)體層疊伸展至相鄰的 半導(dǎo)體層疊就足夠了，通過(guò)所述接合線進(jìn)行電接觸。有利地?zé)o需長(zhǎng)的接 合線，該長(zhǎng)的接合線從一個(gè)半導(dǎo)體層疊經(jīng)由相鄰的半導(dǎo)體層疊伸展至載 體本體。通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰的半導(dǎo)體層疊的簡(jiǎn)單可靠的連線，從而發(fā)光二極管裝置可以針對(duì)在載體本體上半導(dǎo)體層疊的布置和數(shù)量進(jìn) 行靈活設(shè)計(jì)。特別地，可實(shí)現(xiàn)具有多個(gè)半導(dǎo)體層疊的發(fā)光二極管裝置， 這些半導(dǎo)體層疊具有特別高的亮度和特別均勻的亮度分布。半導(dǎo)體層疊 在此特別是并排地按行和列布置。
在另 一有利的實(shí)施方式中，發(fā)光二極管裝置具有用于電連接半導(dǎo)體 層疊的電連接導(dǎo)體，該電連接導(dǎo)體包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層設(shè)置在載體 本體的與第 一主面相對(duì)的第二主面和半導(dǎo)體層疊之間。
例如，導(dǎo)電層位于載體本體的第一主面上，且部分地或者完全地覆 蓋該第一主面。例如，導(dǎo)電層的至少一部分布置在阻擋框的開(kāi)口中。替 代地或者附加地，阻擋框可以至少部分地布置在導(dǎo)電層上。
在該實(shí)施方式的一種改進(jìn)中，固定層布置在導(dǎo)電層上。如果通過(guò)導(dǎo) 電的固定層經(jīng)由半導(dǎo)體層疊的背面電接觸半導(dǎo)體層疊，則這尤其是有利 的。在另一有利的實(shí)施方式中，載體具有多層結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，載體本 體從第一主面至第二主面具有多個(gè)層。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，電連 接導(dǎo)體的導(dǎo)電層布置在載體本體的第一主面和第二主面之間。換句話 說(shuō)，導(dǎo)電層在載體內(nèi)部伸展。電連接導(dǎo)體最好包括至少一個(gè)通孔，該通 孔在導(dǎo)電層和第一主面之間建立導(dǎo)電連接。
優(yōu)選地，電連接導(dǎo)體還包括另一導(dǎo)電層，該另一導(dǎo)電層布置在載體 本體的第一主面上且與該通孔或這些通孔導(dǎo)電地連接。例如，通孔和/ 或該另一導(dǎo)電層的至少部分區(qū)域布置在半導(dǎo)體層疊的背面和導(dǎo)電層之 間，使得半導(dǎo)體層疊的背面和導(dǎo)電層特別是導(dǎo)電地連接。
優(yōu)選地，導(dǎo)電層和/或該另 一導(dǎo)電層被結(jié)構(gòu)化成特別是彼此電絕緣的 部分區(qū)域。優(yōu)選地，它包括各個(gè)印制導(dǎo)線。
利用在載體本體內(nèi)部伸展的導(dǎo)電層，各個(gè)半導(dǎo)體層疊的特別靈活的 電連線是可能的。例如，在敷設(shè)印制導(dǎo)線時(shí)，無(wú)需考慮半導(dǎo)體層疊，從 而印制導(dǎo)線例如可以從半導(dǎo)體層疊下面穿過(guò)。由此例如實(shí)現(xiàn)對(duì)包括多個(gè) 半導(dǎo)體層疊的發(fā)光二極管裝置的特別簡(jiǎn)單的控制。特別地，發(fā)光二極管 裝置的半導(dǎo)體層疊的數(shù)量并不受限于必須考慮電連線的重要性。
在另一有利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊具有凹處。該凹處從正面至 背面經(jīng)由半導(dǎo)體層疊的整個(gè)厚度延伸。例如，半導(dǎo)體層疊直至凹處具有 矩形或正方形的形狀。換句話說(shuō)，矩形或正方形在凹處的區(qū)域中缺少一 部分。凹處例如設(shè)置在矩形或正方形的邊或第一角處。凹處例如具有扇
10形、三角形、矩形或正方形的形狀。在一種有利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體 層疊在矩形或正方形的第二角處具有電接觸區(qū)域，該電接觸區(qū)域適合于 電接觸半導(dǎo)體層疊的正面。在一種擴(kuò)展方案中，第一和第二角彼此相鄰。 在另一實(shí)施方式中，第二角與第一角對(duì)角相對(duì)。
在另一有利的實(shí)施方式中，載體本體在凹處的區(qū)域中具有電連接區(qū) 域。例如，以朝向載體本體第一主面的俯視的視角觀察，導(dǎo)電層或面或 者另一導(dǎo)電層或面的部分區(qū)域設(shè)置在凹處的區(qū)域中，并形成電連接區(qū) 域。
電連接區(qū)域優(yōu)選與半導(dǎo)體層疊的背面或者與多個(gè)半導(dǎo)體層疊的背 面導(dǎo)電地連接。如果發(fā)光二極管裝置具有帶有在載體本體的第一和第二 主面之間伸展的導(dǎo)電層的電連接導(dǎo)體，則電連接區(qū)域在一種實(shí)施方式中 替代地或者附加地與在載體本體的第一和第二主面之間伸展的導(dǎo)電層 導(dǎo)電地連接。
在另 一有利的實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊的正面和/或載體本體的第一 主面至少部分地被電絕緣的覆蓋層覆蓋。
在一種有利的實(shí)施方式中，覆蓋層至少部分地、特別是實(shí)際上完全 地對(duì)于由半導(dǎo)體層疊在發(fā)光二極管裝置工作中所發(fā)射的電磁輻射是透 過(guò)的。
在另一有利的實(shí)施方式中，覆蓋層含有熒光轉(zhuǎn)換材料。熒光轉(zhuǎn)換材 料吸收至少一部分由半導(dǎo)體層疊在工作中所發(fā)射的電磁輻射(初級(jí)輻 射)和本身又發(fā)射電磁輻射(次級(jí)輻射)，所述次級(jí)輻射通常具有不同 于、特別是長(zhǎng)于初級(jí)輻射的波長(zhǎng)。
優(yōu)選地，發(fā)光二極管裝置發(fā)射出混合色的光，混合色的光包括來(lái)自 半導(dǎo)體層疊的未轉(zhuǎn)換的電磁輻射和來(lái)自熒光轉(zhuǎn)換材料的已轉(zhuǎn)換的電磁 輻射。替代地也可以設(shè)想，發(fā)光二極管裝置不發(fā)射混合光，而是熒光轉(zhuǎn) 換材料使得輻射的光譜分布偏移。熒光轉(zhuǎn)換材料例如含有無(wú)機(jī)發(fā)光物 質(zhì)，例如石榴石發(fā)光物質(zhì)，其特別是摻雜有一種或多種稀土。此外，還
可以設(shè)想摻雜有稀土的堿土硫化物、硫酸鹽(Thiogalate)、鋁酸鹽和/ 或原硅酸鹽。在另一有利的實(shí)施方式中，覆蓋層含有例如適用于吸收一 部分由半導(dǎo)體層疊發(fā)射的光的顏料。
特別優(yōu)選的是，發(fā)光二極管裝置發(fā)射產(chǎn)生白色色覺(jué)的光。為此該發(fā) 光二極管裝置優(yōu)選含有至少一個(gè)半導(dǎo)體層疊，該半導(dǎo)體層疊發(fā)射在藍(lán)色和/或紫外的光譜范圍內(nèi)的電磁輻射，并且至少 一個(gè)熒光轉(zhuǎn)換材料將半導(dǎo) 體層疊的至少 一 部分藍(lán)色和/或紫外的輻射轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的例如在黃 色或橙色光譜范圍內(nèi)的電磁輻射。如果半導(dǎo)體層疊例如不發(fā)射或者不以 足夠的強(qiáng)度在藍(lán)色光鐠范圍內(nèi)發(fā)射，而是主要或者僅僅在紫外光語(yǔ)范圍 內(nèi)發(fā)射，則覆蓋層優(yōu)選含有另一熒光轉(zhuǎn)換材料，該另一熒光轉(zhuǎn)換材料適 合于將紫外的輻射轉(zhuǎn)換成藍(lán)光。然而替代地，單色或多色發(fā)光二極管裝 置也是可能的，其含有發(fā)射紅色、綠色、黃色或藍(lán)色的光的至少一個(gè)半 導(dǎo)體層疊。
在一種有利的實(shí)施方式中，覆蓋層可以至少部分地空出電接觸區(qū)域 和/或電連接區(qū)域。為了實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)，至少部分地從電接觸區(qū)域和/或電連 接區(qū)域去除覆蓋層，這例如可以通過(guò)激光燒蝕來(lái)進(jìn)行。替代地也可以以 結(jié)構(gòu)化的方式施加所述覆蓋層，例如穿過(guò)掩模，該掩模在制造覆蓋層期 間至少部分地覆蓋電接觸區(qū)域和/或電連接區(qū)域。
在 一 種特別有利的實(shí)施方式中，在覆蓋層的背離載體本體的側(cè)設(shè)置 電接觸層。電接觸層優(yōu)選覆蓋被覆蓋層空出的電接觸區(qū)域和/或電連接區(qū) 域，且特別是與其導(dǎo)電地連接。在一種實(shí)施方式中，電接觸層例如被結(jié) 構(gòu)化成特別是彼此電絕緣的諸如印制導(dǎo)線的部分區(qū)域。例如電接觸層使 兩個(gè)電接觸區(qū)域、 一個(gè)電接觸區(qū)域與一個(gè)電連接區(qū)域和/或兩個(gè)電連接區(qū) 域相互導(dǎo)電地連接。優(yōu)選地，接觸層僅在邊緣區(qū)域覆蓋半導(dǎo)體層疊，例 如接觸層僅覆蓋第 一和/或第二電接觸區(qū)域。
有利地，利用電接觸層實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體層疊的特別節(jié)省空間的接觸， 從而發(fā)光二極管裝置可以有利地具有特別小的結(jié)構(gòu)高度。
在另一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體層疊具有兩個(gè)接觸區(qū)域，這兩個(gè)接觸區(qū) 域適用于在其面向載體本體的背面上電接觸。特別地，每個(gè)接觸區(qū)域都 包括布置在半導(dǎo)體層疊背面上的電接觸面。類似于具有兩個(gè)適用于在正 面上電接觸的接觸區(qū)域的實(shí)施方式，最好使兩個(gè)電接觸區(qū)域中的第 一 電 接觸區(qū)域?qū)щ姷嘏c半導(dǎo)體層疊的正面連接，且使兩個(gè)電接觸區(qū)域中的第 二電接觸區(qū)域?qū)щ姷嘏c半導(dǎo)體層疊的背面連接。
有利地，對(duì)于在其背面上具有兩個(gè)電接觸面的半導(dǎo)體層疊而言，省 去在半導(dǎo)體本體的正面上的接合線和電接觸層，這例如可能減小亮度和
/或影響亮度均勻性。換言之，對(duì)半導(dǎo)體本體的電接觸已經(jīng)在安裝在載體 本體上時(shí)實(shí)現(xiàn)。體的連接，則給布置在半導(dǎo)體層疊背 面上的兩個(gè)接觸面中的每個(gè)接觸面都最好分配單獨(dú)的固定層。
在根據(jù)本發(fā)明的用于制造發(fā)光二極管裝置的方法中，提供帶有多個(gè) 安裝區(qū)域的載體本體，其中這些安裝區(qū)域以朝向載體本體的第一主面的 俯視的視角觀察并排地布置，同時(shí)地或順序地在每個(gè)安裝區(qū)域中
-在載體本體的第一主面上構(gòu)造固定層；
-將被設(shè)置用于從其正面發(fā)射電磁輻射的半導(dǎo)體芯片置于固定層 上，使得其正面背離固定層；
-在固定層上使半導(dǎo)體芯片對(duì)齊；
-通過(guò)固定層建立在半導(dǎo)體芯片和載體本體之間的機(jī)械穩(wěn)定的連 接，其中半導(dǎo)體芯片由無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊構(gòu)成，且在半導(dǎo)體層疊和載 體襯底之間未設(shè)置輔助載體。
例如，在半導(dǎo)體層疊與固定層接觸之前或之后，固定層以液態(tài)形式 施加在載體本體上，和/或凈皮熔化或以其它方式液化。
半導(dǎo)體層疊的對(duì)齊優(yōu)選地在液態(tài)固定層上進(jìn)行。在一種有利的實(shí)施 方式中，半導(dǎo)體層疊自主地在固定層上對(duì)齊，而該固定層以液態(tài)存在。 優(yōu)選半導(dǎo)體層疊在中心在液態(tài)固定層上對(duì)齊。在未作特定說(shuō)明的情況 下，認(rèn)為此點(diǎn)基于液態(tài)固定層的表面應(yīng)力和/或基于粘附力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在中 心對(duì)齊時(shí)，以朝向第一主面的俯視的視角觀察，半導(dǎo)體層疊和固定層的 重心的投影在對(duì)齊之后基本上位于同 一位置。
半導(dǎo)體層疊的特別良好的對(duì)齊有利地在如下實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)，即其 中該方法包括在載體本體上制造阻擋框。固定層優(yōu)選地在阻擋框的開(kāi)口 中制得，從而固定層的橫向伸展至少部分地被阻擋框限制。優(yōu)選地，阻 擋框完全包圍固定層。特別地，該阻擋框減小了液態(tài)固定層從安裝區(qū)域 中流出的風(fēng)險(xiǎn)。開(kāi)口優(yōu)選具有圓形的、矩形的或正方形的橫截面。有利 地由此實(shí)現(xiàn)在安裝區(qū)域中固定層的位置和形狀的良好可再現(xiàn)性。
在該方法的另一有利的實(shí)施方式中，在將半導(dǎo)體層疊置于固定層上 之前，在半導(dǎo)體層疊背面的邊緣區(qū)域上制造鈍化層。例如，半導(dǎo)體層疊 的和鈍化層的表面特性彼此不同。在一種實(shí)施方式中，固定層將半導(dǎo)體 層疊背面潤(rùn)濕，而不將鈍化層潤(rùn)濕。由此有利地進(jìn)一步改善了半導(dǎo)體層 疊在固定層上的對(duì)齊。
在半導(dǎo)體層疊和載體本體之間的機(jī)械穩(wěn)定的連接例如通過(guò)固定層
13的凝固來(lái)產(chǎn)生，即通過(guò)由液態(tài)聚集狀態(tài)到固態(tài)聚集狀態(tài)的過(guò)渡來(lái)產(chǎn)生， 例如在具有焊劑的固定層的情況下。替代地，這種連接通過(guò)固定層的硬 化來(lái)產(chǎn)生，例如在該固定層具有粘合劑的情況下。
在該方法的另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體本體中產(chǎn)生凹處。這 特別是在將半導(dǎo)體本體置于固定層上之前進(jìn)行。凹處例如可以借助于鋸 切方法(例如使用金剛石鋸片)來(lái)產(chǎn)生或者借助于蝕刻方法(濕化學(xué)蝕 刻和/或干蝕刻)來(lái)產(chǎn)生，其中，在鋸切方法中從半導(dǎo)體本體鋸掉一部分。
優(yōu)選地，凹處通過(guò)激光切割(也稱為"激光切割(laser dicing)")、 即通過(guò)使用激光輻射分離半導(dǎo)體本體的一部分來(lái)產(chǎn)生。例如，從最初矩 形的或正方形的半導(dǎo)體本體去掉一角。
在該方法的 一種有利的實(shí)施方式中，提供帶有電連接區(qū)域的載體本 體，該電連接區(qū)域在半導(dǎo)體層疊對(duì)齊之后與凹處搭接，使得在對(duì)齊之后 凹處至少部分地位于電連接區(qū)域之上。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方式與改進(jìn)由下面結(jié)合圖1A至5所 述的實(shí)施例得到。 圖中示出
圖1A至1C為用于制造根據(jù)第 一 實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的方法的 不同階段的示意性剖視圖2為根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的片斷的示意性剖視圖； 圖3為根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的片斷的示意性剖視圖； 圖4 A為根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的示意性俯視圖； 圖4B為根據(jù)圖4A實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的變型的示意性俯視圖； 圖5為根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的片斷的示意性剖視和
圖6為根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的片斷的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖中相同的或相同作用的組成部分分別有相同的附圖標(biāo)記。所示元 件及其相互間的大小關(guān)系原則上不能視為按比例的，更確切地說(shuō)，各個(gè) 元件(例如層和/或間隔)，為了更好地示出和/或?yàn)榱烁玫乩斫?，?夸張地放大地或者增厚地示出。
就用于制造根據(jù)第 一 實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置的方法而言，首先提供載體本體2 (見(jiàn)圖1A)。當(dāng)前，載體本體是印制電路板(印制電路板
(printed circuit board ) , PCB )。但也可以考慮其它載體本體。例如可 以替代地使用具有塑料材料、玻璃、陶瓷材料或金屬的板作為載體本體。
接下來(lái)在載體本體2的第一主面201上、即在載體本體2的與載體本 體2的主要延展面至少基本平行的面之一上構(gòu)造多個(gè)固定層3。每個(gè)固定 層3都完全設(shè)置在載體本體2的安裝區(qū)域230內(nèi)。這些安裝區(qū)域230不相 交，也即并不搭接。各個(gè)固定層3也不相互接觸，也不搭接。例如，固 定層3含有焊料，例如Sn、 AgSn或AuSn,并與電連接導(dǎo)體的印制導(dǎo)線(未 示出)導(dǎo)電地連接，所述電連接導(dǎo)體被設(shè)置用于電接觸半導(dǎo)體層疊。印 制導(dǎo)線特別是電連接導(dǎo)體的導(dǎo)電層9的部分區(qū)域，所迷導(dǎo)電層9在載體本 體2的第一主面201上被構(gòu)造。導(dǎo)電層9的層厚優(yōu)選小于或等于20pm,特 別優(yōu)選小于或等于2jim。
在接下來(lái)的方法步驟中，在每個(gè)固定層3上分別設(shè)置無(wú)襯底的半導(dǎo) 體層疊l。例如為此采用拾放(pick and place )方法。例如，在至少一個(gè) 中間載體上、例如在藍(lán)寶石襯底或者薄膜上提供半導(dǎo)體層疊l，從該藍(lán) 寶石襯底或者薄膜分離，并且(在分離之前或之后)放置到固定層3上。 作為薄膜，例如所謂的紫外(UV)釋放薄膜或者所謂的熱釋放薄膜是 合適的。就紫外釋放薄膜或熱釋放薄膜而言，特別是在用紫外輻射照射 紫外釋放薄膜之后易于使得半導(dǎo)體層疊l與紫外光釋放薄膜分離，或者 在熱釋放薄膜被加熱之后易于使得半導(dǎo)體層疊l與熱釋放薄膜分離。例
如在照射或加熱之后，半導(dǎo)體層疊l在薄膜上的粘著減小。如杲在該方 法中使用紫外釋放薄膜或熱釋放薄膜作為中間載體，則該方法優(yōu)選包括 如下方法步驟，即在分離半導(dǎo)體層疊l之前，用紫外輻射照射紫外釋放 薄膜或者將熱釋放薄膜加熱。
無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊1被設(shè)置用于從其正面101發(fā)射電磁輻射。為此 無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊1包括活性層110,該活性層110在當(dāng)前具有量子阱
結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體層疊i例如基于ni/v化合物半導(dǎo)體材料(如氮化物化合物 半導(dǎo)體材料)或者基于n-vi半導(dǎo)體材料。
in/v化合物半導(dǎo)體材料具有第三主族的至少一種元素(例如ai、
Ga、 In)和第五主族的元素(例如B、 N、 P、 As)。概念"III/V化合物 半導(dǎo)體材料"特別是包括二元、三元或四元化合物的群，這些化合物含 有第三主族的至少一種元素和第五主族的至少一種元素，特別是氮化物和磷化物化合物半導(dǎo)體。這種二元、三元或四元化合物此外可以例如具 有 一 種或多種摻雜物質(zhì)以及附加的組成部分。
相應(yīng)地，n/vi化合物半導(dǎo)體材料具有第二主族的至少一種元素(例
如Be、 Mg、 Ca、 Sr)和第六主族的元素(例如O、 S、 Se) 。 H/VI化合 物半導(dǎo)體材料特別是包括二元、三元或四元化合物，這些化合物包括第 二主族的至少一種元素和第六主族的至少一種元素。這種二元、三元或 四元化合物此外可以例如具有一種或多種摻雜物質(zhì)以及附加的組成部 分。屬于11/VI化合物半導(dǎo)體材料的例如有ZnO、 ZnMgO、 CdS、 ZnCdS、 MgBeO。
在這方面，"基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料"意味著，半導(dǎo)體層疊 1或者其中至少 一 層包括氮化物III化合物半導(dǎo)體材料，優(yōu)選為 AlnGamlm-n-m,其中0《n《1, 0<m<lJLn+m《l。在此，該材料不必強(qiáng) 制地具有按照上述公式的數(shù)學(xué)上精確的成分。更確切地說(shuō)，該材料可以 具有一種或多種摻雜物質(zhì)以及附加的組成部分。然而為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，上述 公式只含有晶格的主要組成部分，即使這些組成部分可以部分地用少量 其它物質(zhì)來(lái)代替。
半導(dǎo)體層疊1例如在其背面102上、即在基本平行于其主要延展面伸 展的與發(fā)射輻射的正面101相對(duì)的面上，包括金屬層150。金屬層150含 有金屬，例如Ag，或者由其構(gòu)成。優(yōu)選地，金屬層150包括與正面101 相鄰的由Ag構(gòu)成的層和背離正面101的層，該背離正面101的層是固定層 3的焊料的擴(kuò)散阻擋層且特別是含有TiWN和/或Ti/Pt或者由TiWN和/或 Ti/Pt構(gòu)成。金屬層150的層厚的值例如小于或等于5nm,優(yōu)選小于或等于 2|im,優(yōu)選地，金屬層150的層厚約為l)im。
金屬層150促成在半導(dǎo)體層疊1和固定層3之間特別良好的粘著，例 如金屬層150或者至少其背離半導(dǎo)體層疊1的面可特別良好地被固定層3 的焊料潤(rùn)濕。此外，金屬層150、特別是與正面101相鄰的層尤其具有良 好的反射特性。由活性層110在工作中在金屬層150的方向發(fā)射的至少一 部分輻射被金屬層150在正面101的方向反射，使得對(duì)于具有金屬層150 的半導(dǎo)體層疊1而言有利地提高了半導(dǎo)體層疊1的正面101的輻射發(fā)射。 金屬層150因此當(dāng)前此外是反射層。
半導(dǎo)體層疊l借助外延生長(zhǎng)方法在生長(zhǎng)襯底上制得，其中半導(dǎo)體層 疊1的背面102通常背離生長(zhǎng)襯底。然而生長(zhǎng)襯底例如采用激光剝離方法(Laser-liftoff, LLO)從半導(dǎo)體層疊去除。替代地，半導(dǎo)體層疊l也還可 以具有生長(zhǎng)襯底的特別薄的余下部分。與生長(zhǎng)襯底被去除的通常的半導(dǎo) 體本體相反，在半導(dǎo)體層疊的背面102上并未設(shè)置輔助載體。
半導(dǎo)體層疊l的垂直于其主要延展面測(cè)得的厚度例如小于或等于 20pm,特別是小于或等于10^im,在當(dāng)前該厚度約為6jim。
在載體本體2的第一主面201和半導(dǎo)體層疊1的正面101之間的間隔H 因此例如小于或等于25jxm,優(yōu)選小于或等于15pm,在當(dāng)前該間隔約為 10拜。
在載體本體2的第一主面201的俯視圖中，相鄰的半導(dǎo)體層疊l相互 間的間隔D小于或等于100jum。在本實(shí)施例中，該間隔D約為50]um。
為了在載體本體2上對(duì)齊半導(dǎo)體層疊1，固定層3當(dāng)前同時(shí)通過(guò)施加 熱而一皮熔4匕。
在每個(gè)安裝區(qū)域230中，半導(dǎo)體層疊l在中心在相應(yīng)的熔化的固定層 3上對(duì)齊。在未作特定說(shuō)明的情況下，所述對(duì)齊通過(guò)熔化的固定層3的表 面應(yīng)力和通過(guò)在金屬層150和固定層3之間的粘附力來(lái)促成。半導(dǎo)體層疊 1的小的厚度以及小的重量特別是可以在熔化的固定層3實(shí)現(xiàn)自主地對(duì) 齊，其中所述半導(dǎo)體層疊l沒(méi)有襯底或者只有薄的襯底，并且不固定在 單獨(dú)的輔助載體上。
接下來(lái)，固定層3再次冷卻。在此，在每個(gè)安裝區(qū)域230中，固定層 3凝固，因此產(chǎn)生在半導(dǎo)體層疊1的金屬層150和載體本體2之間的內(nèi)連 接。在此，無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊1與載體本體2在機(jī)械方面變穩(wěn)定，當(dāng)前 也導(dǎo)電地連才妾。
替代于具有焊料的固定層，固定層3例如也可以具有粘令劑。粘合 劑、特別是環(huán)氧樹(shù)脂基的粘合劑，例如可通過(guò)利用例如在紅外的和/或紫 外的光語(yǔ)范圍內(nèi)的電磁輻射照射和/或通過(guò)加熱而硬化。
具有粘合劑的固定層3例如可以以液體的形式施加在載體本體2上。 在放置半導(dǎo)體層疊1且半導(dǎo)體層疊1在中心在安裝區(qū)域230中的粘合劑層 3上對(duì)齊之后，類似于上述方法步驟，對(duì)粘合劑進(jìn)行硬化。此點(diǎn)例如可 以通過(guò)利用電磁輻射的照射來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，載體本體2對(duì)于用于硬化 粘合劑的電磁輻射而言至少部分是可穿透的。在本實(shí)施方式中例如使用 如下載體本體2，即所述載體是塑料板或玻璃板。如果不設(shè)置半導(dǎo)體本 體1通過(guò)載體2的電接觸，則這種實(shí)施方式尤其是合適的。
17案中對(duì)于由半導(dǎo)體本體在工作中所 發(fā)射的輻射而言至少部分是可穿透的。在該擴(kuò)展方案中，發(fā)光二極管裝
置優(yōu)選地被設(shè)置用于通過(guò)載體本體2發(fā)射。
在另一擴(kuò)展方案中，粘合劑被設(shè)置用于使得半導(dǎo)體本體l與載體本
體2的電連接導(dǎo)體電接觸。例如，特別是可以熱的方式和/或借助于紫外 輻射激活的用導(dǎo)電顆粒所填充的粘合劑、特別是環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑適合于 此。特別是涉及填充有Ag顆粒的粘合劑。
在一種擴(kuò)展方案中，導(dǎo)電顆粒的顆粒大小小于或等于10jim,優(yōu)選小 于或等于5(Lim,特別優(yōu)選小于或等于2jam。有利的是，通過(guò)這種方式， 盡管半導(dǎo)體層疊l的橫向間隔小，但電短路的危險(xiǎn)也微小。同時(shí)，有利 地實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體層疊1與載體本體2的高的平行性。
根據(jù)在圖2中所示的第二實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置相比于根據(jù)圖1C 的第一實(shí)施例的發(fā)光二極管裝置具有阻擋層8，該阻擋層8設(shè)置在載體本 體2的第一主面201上。
阻擋層8被結(jié)構(gòu)化，從而它在每個(gè)安裝區(qū)域中都是帶有開(kāi)口80的阻 擋框，以朝向第一主面201的俯視的視角觀察，固定層3設(shè)置在所述開(kāi)口 80中。在從載體本體2至半導(dǎo)體層疊1的方向上，固定層3突出于阻擋層8。 有利地，這些開(kāi)口80限制了固定層3在其主要延展面上的擴(kuò)展。因此液 態(tài)的、特別是熔化的固定層3不會(huì)從安裝區(qū)域230中流出。特別是對(duì)于導(dǎo) 電的固定層3而言，減小了相鄰的固定層3可能接觸的危險(xiǎn)，進(jìn)而減小了 它們之間的短路的危險(xiǎn)，其中在一般情況下由于半導(dǎo)體層疊l之間的間 隔D小，所述危險(xiǎn)大。以朝向第一主面201的俯視的視角觀察，阻擋框8 的開(kāi)口 80確定固定層3的位置，即使固定層3以液態(tài)形式存在。
此外，利用通過(guò)阻擋框8橫向限制固定層3可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體層疊l 以朝向載體本體2的第 一主面201的俯視的視角觀察在側(cè)面突出于固定 層3。因此，盡管在相鄰的半導(dǎo)體層疊1之間的小的間隔D,仍可實(shí)現(xiàn)在 相鄰的固定層3之間的較大的間隔。在兩個(gè)固定層3之間保留有載體本體 2的區(qū)域240，在該區(qū)域240中，載體本體2以朝向其第一主面201的俯禍L 的視角觀察未被固定層3覆蓋。但區(qū)域240最好至少部分地被至少一個(gè)半 導(dǎo)體層疊l覆蓋。
盡管在相鄰的半導(dǎo)體層疊1之間的小的間隔D,區(qū)域240有利地仍平 行于載體本體2的主要延展面有伸展，該伸展足夠大，以致于例如印制
18導(dǎo)線能夠在該區(qū)域240中被敷設(shè)。印制導(dǎo)線例如設(shè)置在阻擋層8和載體本 體2之間。然而印制導(dǎo)線有利地被固定層3相間隔，從而不產(chǎn)生電短路。
對(duì)于根據(jù)第二實(shí)施例的每個(gè)半導(dǎo)體層疊l而言，另外使得半導(dǎo)體層 疊1的背面102的環(huán)形的邊緣區(qū)域用絕緣層7覆蓋，即用電絕緣的層覆蓋。 絕緣層7例如是鈍化層。絕緣層7優(yōu)選具有氧化硅如Si02、氮化硅如Si3N4 和/或雙苯并環(huán)丁烯(BCB),或者由這些材料中的至少一種構(gòu)成。絕緣 層7可以是非晶的或多晶的，或者既有非晶成分又有多晶成分。
在本實(shí)施例中，絕緣層7還經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體層疊1的邊側(cè)103延伸。因此 絕緣層7減小了例如短路的危險(xiǎn)，例如在兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體層疊1接觸的 情況下。
半導(dǎo)體層疊1的電接觸在第二實(shí)施例中從半導(dǎo)體層疊1的正面101進(jìn) 行。為此對(duì)于每個(gè)半導(dǎo)體層疊l而言在與正面101相鄰的n接觸層120上設(shè) 置第一電接觸區(qū)域4，例如接合焊盤(Bond-Pad)。第二接觸區(qū)域5從半 導(dǎo)體層疊l的正面101延伸穿過(guò)n接觸層120、活性層110和p側(cè)的載流子限 制層(限流層(confinement layer) ) 130，并以鈍化層500相對(duì)這些層電 絕緣。第二接觸區(qū)域5延伸至半導(dǎo)體層疊1的與其背面102相鄰的p側(cè) (p-seitig)的電流擴(kuò)展層140。第一接觸區(qū)域4因此被設(shè)置用于在n側(cè)電 接觸半導(dǎo)體層疊l,第二接觸區(qū)域5被設(shè)置用于在p側(cè)電接觸半導(dǎo)體層疊 1。
接合線(Bond-Draht) 6使得第二接觸區(qū)域5的設(shè)置在第一半導(dǎo)體層 疊1的正面101上的接觸面與相鄰于第一半導(dǎo)體層疊1的第二半導(dǎo)體層疊 1的第 一接觸區(qū)域4連接。如此連接的半導(dǎo)體層疊1因此串聯(lián)連接。
對(duì)于至少一個(gè)設(shè)置在發(fā)光二極管裝置的邊緣上的半導(dǎo)體層疊l而 言，第一接觸區(qū)域4例如與載體本體2上的電連接部位(例如通過(guò)接合線 6)導(dǎo)電地連接。對(duì)于至少一個(gè)設(shè)置在發(fā)光二極管裝置的邊緣上的其它 半導(dǎo)體層疊1而言，第二接觸區(qū)域5例如與載體本體2上的另 一 電連接部 位例如同樣通過(guò)接合線6導(dǎo)電地連接。
在根據(jù)圖3的第三實(shí)施例中，半導(dǎo)體層疊1同樣分別具有第 一接觸區(qū) 域4，該第一接觸區(qū)域4如上所述設(shè)置在半導(dǎo)體層疊1的發(fā)射輻射的正面 101上。
然而與圖2的實(shí)施例相比，在該實(shí)施例中，在載體本體2的第一主面 201和半導(dǎo)體層疊1之間設(shè)有電連接導(dǎo)體的導(dǎo)電層9，所述導(dǎo)電層例如沉積在載體本體2上。導(dǎo)電層9例如包括金屬，且被結(jié)構(gòu)化成彼此電絕緣的 部分區(qū)域，如印制導(dǎo)線，通過(guò)這些部分區(qū)域電接觸半導(dǎo)體層疊的背面
102。
導(dǎo)電層9優(yōu)選具有Au和/或Ag。特別優(yōu)選的是，導(dǎo)電層9具有多層結(jié) 構(gòu)。例如，導(dǎo)電層具有與載體本體2相鄰的第一層，該第一層具有Cu 或者由Cu構(gòu)成；第二層，該第二層在遠(yuǎn)離載體本體2的方向上跟隨第一 層，且優(yōu)選具有Ni或者由Ni構(gòu)成；以及隨后的背離載體2的第三層，其 具有Au和/或Ag或者由Au和/或Ag構(gòu)成。第一層和/或第二層可以用具有 W或者由W構(gòu)成的層來(lái)代替。在一種改進(jìn)中，第一層以電鍍的方式被增 強(qiáng)。第二層例如是遷移截止層。第三層例如用作保護(hù)和/或接觸層。
阻擋框8當(dāng)前在每個(gè)安裝區(qū)域230中部分地施加在導(dǎo)電層9上，且在 其他位置設(shè)置在載體本體2的被導(dǎo)電層9空出的區(qū)域上。
如同在前述實(shí)施例中那樣，以朝向第一主面201的俯視的視角觀察， 固定層3設(shè)置在阻擋框8的開(kāi)口80中。因此同樣在該實(shí)施例中，以朝向載 體本體2的第一主面201的俯視的視角觀察，每個(gè)固定層3被阻擋框8完全 包圍。
然而與前述實(shí)施例不同，固定層3設(shè)置在導(dǎo)電層9上，且在導(dǎo)電層9 和半導(dǎo)體層疊l之間產(chǎn)生電接觸。
的層9潤(rùn)濕。這引起在固定層3和載體本體2之間的改善的粘著，使得實(shí) 現(xiàn)半導(dǎo)體層疊1與載體2的特別穩(wěn)定的機(jī)械固定。
電絕緣層10覆蓋半導(dǎo)體層疊1的正面101，且當(dāng)前經(jīng)由其邊側(cè)103伸 展至導(dǎo)電層9，伸展至阻擋層8，和/或伸展至載體本體2的第一主面201。
電絕緣層10對(duì)于由半導(dǎo)體層疊1在工作中發(fā)射的電磁輻射優(yōu)選實(shí)際 上是可穿透的。替代地，電絕緣層10可以含有熒光轉(zhuǎn)換材料11,例如摻 雜以鈰(Cer)的釔-鋁-石榴石-發(fā)光物質(zhì)(YAG: Ce)。覆蓋層10的該 實(shí)施方式例如在圖3的左側(cè)區(qū)域中示出。
熒光轉(zhuǎn)換材料吸收至少一部分由半導(dǎo)體層疊l發(fā)射的電磁輻射，且 受所述吸收激勵(lì)，甚至發(fā)射熒光或磷光輻射，其優(yōu)選具有比所吸收的初 級(jí)輻射更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。
覆蓋層10具有開(kāi)口14。在開(kāi)口14的區(qū)域中，覆蓋層10并不覆蓋電接 觸區(qū)域4或?qū)щ妼?。例如，覆蓋層10作為閉合的面，換句話說(shuō)作為簡(jiǎn)單
20相連接的區(qū)，被施加到半導(dǎo)體層疊1和載體本體2上，接下來(lái)在開(kāi)口14的 區(qū)域中例如通過(guò)激光燒蝕又被去除。
導(dǎo)電層9的被覆蓋層10空出的部位90是電連接區(qū)域，其被設(shè)置用于 從半導(dǎo)體層疊1的背面電接觸半導(dǎo)體層疊1 。
至少一些電連接區(qū)域90設(shè)置在半導(dǎo)體層疊1的凹處1000的區(qū)域中。 在凹處1000的區(qū)域中，在兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體層疊l之間的間隔變大，從 而有利地提供了用于可靠電接觸的足夠的面積。然而在邊側(cè)103的不涉 及凹處的區(qū)域中，相鄰的半導(dǎo)體層疊1有利地具有小的間隔D，該間隔D 例如約為50|tim。凹處1000因此有利地不影響或者僅僅略微影響發(fā)光二極
管裝置的亮度分布的均勻性。
在電絕緣的覆蓋層10上設(shè)置帶有多個(gè)彼此電絕緣的印制導(dǎo)線12的 電接觸層。在圖3的實(shí)施例中，印制導(dǎo)線12從第一半導(dǎo)體層疊1的第一接 觸區(qū)域4延伸至電連接區(qū)域90，相鄰的第二半導(dǎo)體層疊1在其背面102與 電連接區(qū)域90電接觸。由此實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體層疊l的串聯(lián)連接。
印制導(dǎo)線12例如通過(guò)利用導(dǎo)電材料的蒸發(fā)或?yàn)R射工藝制得，所述導(dǎo) 電材料特別是含有金屬或透明導(dǎo)電氧化物(TCO， transparent conducting oxide)。所述蒸發(fā)或?yàn)R射例如通過(guò)掩模來(lái)進(jìn)行。掩模可以是陰影掩模， 或者通過(guò)光刻步驟在電絕緣的覆蓋層10上制得。
替代地，印制導(dǎo)線12也可以借助于印刷方法，例如噴墨印刷方法、 絲網(wǎng)印刷方法或塞印方法(Tampon-Druckverfahren)，利用導(dǎo)電膏或?qū)?電液體制得。導(dǎo)電膏或?qū)щ娨后w特別是含有導(dǎo)電顆粒，所述導(dǎo)電顆粒的 顆粒大小例如小于或等于10)am，優(yōu)選小于或等于5^m,特別優(yōu)選小于或 等于2iam。
印制導(dǎo)線12垂直于載體本體2的第一主面201具有與根據(jù)圖2的實(shí)施 例的特別是彎曲的接合線6相比小得多的伸展。在根據(jù)圖3的本實(shí)施例 中，發(fā)光二極管裝置因此有利地特別扁平，或者換句話說(shuō)，它的結(jié)構(gòu)高 度特別低。
如同前述實(shí)施例一樣，在該實(shí)施例中，以朝向載體本體2的第一主 面201的俯視的視角觀察，半導(dǎo)體層疊l設(shè)置在矩形網(wǎng)格中。以朝向載體 2的第 一主面201的俯^L的一見(jiàn)角觀察，在圖4A中示出發(fā)光二極管裝置的片 斷。根據(jù)圖4A的發(fā)光二極管裝置包括九個(gè)設(shè)置成三行三列的半導(dǎo)體層疊 1。以朝向其正面101的俯視的視角觀察，每個(gè)半導(dǎo)體層疊l都基本呈矩
形，當(dāng)前為正方形，且具有設(shè)置在半導(dǎo)體層疊1的角處的凹處1000。此 外，每個(gè)半導(dǎo)體層疊1都具有設(shè)置在與凹處1000呈對(duì)角的角處的電接觸 區(qū)域4。
在該實(shí)施例中，以行布置的半導(dǎo)體層疊1以相同的取向并排固定在 載體本體2上。在在垂直于行的列中彼此相鄰的半導(dǎo)體層疊l分別相對(duì)旋 轉(zhuǎn)90度，從而半導(dǎo)體層疊1的凹處1000相鄰于在相同列中相鄰的半導(dǎo)體 層疊1的電接觸區(qū)域4。換句話說(shuō)，在這些列中，半導(dǎo)體層疊I的凹處IOOO 和在該列中相鄰的半導(dǎo)體層疊1的接觸區(qū)域4分別彼此相向。凹處1000與 相鄰的接觸區(qū)域4通過(guò)當(dāng)前沿著列的方向伸展的電印制導(dǎo)線12導(dǎo)電地連 接。以列布置的半導(dǎo)體層疊l因此串聯(lián)連接。
半導(dǎo)體層疊1的設(shè)置在第 一 行或最后 一 行中的電接觸區(qū)域4或者電 連接區(qū)域90通過(guò)印制導(dǎo)線12與驅(qū)動(dòng)電路(未示出)連接，所述驅(qū)動(dòng)電路 當(dāng)前也設(shè)置在共同的載體本體2上并被設(shè)置用于控制半導(dǎo)體層疊l。
在該實(shí)施方式的一種變型中，不僅以行布置的半導(dǎo)體層疊l以相同
的取向固定在載體本體2上，而且在列中相鄰的半導(dǎo)體層疊l以相同的取
向固定在載體本體2上。發(fā)光二極管裝置的該變型在圖4B中示出。在該
實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置例如包括在矩形網(wǎng)格中的半導(dǎo)體層疊，該矩 形網(wǎng)格具有多于三個(gè)的行和多于三個(gè)的列。
在圖4B的變型中，例如兩個(gè)半導(dǎo)體層疊l以如下方式串聯(lián)連接，即 接合線6或電印制導(dǎo)線12從第 一半導(dǎo)體層疊1的凹處IOOO延伸至在矩形 網(wǎng)格的對(duì)角線的方向上相鄰的半導(dǎo)體層疊1的第一接觸區(qū)域4。例如，電 印制導(dǎo)線12沿著矩形網(wǎng)格的該對(duì)角線伸展。
如在根據(jù)圖5的第四實(shí)施例中，如果為發(fā)光二極管裝置使用具有多 層結(jié)構(gòu)的載體本體2，則各個(gè)半導(dǎo)體層疊l的特別靈活的連線是可能的。
在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，載體本體2具有用于電接觸半導(dǎo)體層疊1的 電連接導(dǎo)體，該電連接導(dǎo)體包括結(jié)構(gòu)化的導(dǎo)電層210，該導(dǎo)電層210在第 一主面201和第二主面202之間伸展，因此特別是在載體2內(nèi)部伸展。電 連接導(dǎo)體還包括通孑L (Durchkontaktierung) 220,其部分地從導(dǎo)電層210 伸展至載體本體2的第一主面201。例如，載體本體2的至少一個(gè)安全區(qū) 域230具有這種通孔220。優(yōu)選地，多個(gè)安裝區(qū)域230、特別是每個(gè)安裝 區(qū)域230都分別具有通孔220。電連接導(dǎo)體的另一導(dǎo)電層9設(shè)置在阻擋框8的開(kāi)口80中。另一導(dǎo)電層
9的設(shè)置在開(kāi)口80中的部分區(qū)域通過(guò)阻擋框彼此電絕緣，且分別與通孔 220導(dǎo)電地連接。載體本體2例如是多層的陶資載體。多層的陶瓷載體本 體例如通過(guò)對(duì)多個(gè)陶資層和至少對(duì)結(jié)構(gòu)化的導(dǎo)電層210的共同燒結(jié)而制
3曰付。
在該實(shí)施方式中，例如每個(gè)半導(dǎo)體層疊l都單獨(dú)地被控制。因此有 利地實(shí)現(xiàn)了對(duì)亮度的特別精確的調(diào)節(jié)。例如，不同半導(dǎo)體層疊l的明亮 和/或色覺(jué)的偏差可以通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娍刂迫缑}沖式供電來(lái)補(bǔ)償，這種電控 制對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已公知，因此在這里不予以詳細(xì)闡述。根據(jù)該實(shí) 施例的發(fā)光二極管裝置因此已產(chǎn)生特別均勻的色覺(jué)，且具有特別均勻的 亮度。
在圖6中示出發(fā)光二極管裝置的第五實(shí)施例的示意性橫剖視圖。第 一接觸區(qū)域4和第二接觸區(qū)域5在本實(shí)施例中被設(shè)置用于接觸半導(dǎo)體層 疊1的背面102。第一和第二接觸區(qū)域4、 5為此在背面102上分別具有接
類似于第二實(shí)施例的第二接觸區(qū)域5,例如第二接觸區(qū)域5穿過(guò)半導(dǎo) 體層疊l伸展，從而該第二接觸區(qū)域5接觸與正面101相鄰的接觸層(在 圖6中未示出)。如果例如半導(dǎo)體層疊l的p側(cè)面向載體本體2，則第一接 觸區(qū)域4被設(shè)置用于在p側(cè)接觸，而第二接觸區(qū)域被設(shè)置用于在n側(cè)接觸。 替代地，也可以使得半導(dǎo)體層疊1的n側(cè)面向載體本體2。
如同前述實(shí)施例一樣，對(duì)半導(dǎo)體層疊1的固定優(yōu)選通過(guò)固定層3來(lái)進(jìn) 行。在這種情況下，固定層3設(shè)置在第一接觸區(qū)域4的接觸面和配屬的印 制導(dǎo)線9之間，且另一固定層3'設(shè)置在第二接觸區(qū)域5的接觸面和配屬 的印制導(dǎo)線9之間。固定層3和另一固定層3'不相交，從而它們特別是 不電短接半導(dǎo)體層疊l。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，載體本體2上的阻擋框8和/或半導(dǎo)體層疊 1的背面102上的電絕緣層7限制固定層3和另一固定層3'(在圖6中未示 出)。特別優(yōu)選的是，阻擋框8的部分區(qū)域設(shè)置在配屬于半導(dǎo)體層疊1的 第一和第二接觸區(qū)域4、 5的印制導(dǎo)線9之間，和/或電絕緣層7的部分區(qū)域 設(shè)置在第一和第二接觸區(qū)域4、 5之間。電絕緣層7特別是在側(cè)面包圍第 一和第二接觸區(qū)域4、 5的接觸面。說(shuō)，本發(fā)明包括任一新特征以及特征的任一組合，這特別是包含在權(quán)利 要求書中的特征的任一組合，即使該特征或者該組合本身并未明確地在 權(quán)利要求書或?qū)嵤├姓f(shuō)明。
權(quán)利要求
1. 具有多個(gè)半導(dǎo)體芯片的發(fā)光二極管裝置，這些半導(dǎo)體芯片被設(shè)置用于從其正面(101)發(fā)射電磁輻射，且這些半導(dǎo)體芯片利用其與所述正面相對(duì)的背面(102)被固定在共同的載體本體(2)的第一主面(201)上，其中這些半導(dǎo)體芯片分別由無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊(1)構(gòu)成，且在無(wú)輔助載體的情況下被固定在所述共同的載體本體上。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其中無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊 (1 )的厚度小于或等于20|um。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管裝置，其中無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊 (1 )的厚度小于或等于lO)iim。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中以朝向 所述載體本體(2)的第一主面(201)的俯視的視角觀察，至少兩個(gè)半 導(dǎo)體層疊(1)的間隔(D)小于或等于100pm。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管裝置，其中以朝向所述載體本體 (2)的第一主面(201)的俯視的視角觀察，至少兩個(gè)半導(dǎo)體層疊(1)的間隔(D)小于或等于50inm。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中在半導(dǎo)體 層疊(1 )的正面(101 )和所述載體本體(2)的第一主面(201 )之間 的間隔(H)小于或等于50pm。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中在半導(dǎo)體 層疊(1 )的正面(101 )和所述載體本體(2)的第一主面(201 )之間 的間隔(H)小于或等于20pm。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一個(gè) 半導(dǎo)體層疊(1 )利用固定層(3)固定在所述載體本體處。
9. 如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述半導(dǎo)體層疊(1 ) 在側(cè)面、特別是在周圍突出于所述固定層(3)。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述固定層(3 ) 含有焊料。
11. 如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中在所 述載體本體(2)的第一主面(201)上布置有至少一個(gè)阻擋框(8), 所述阻擋框至少部分地在側(cè)面限制所述固定層(3)。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一個(gè)半導(dǎo)體層疊(1)具有電絕緣層(7),所述電絕緣層至少部分地覆蓋所述半導(dǎo)體層疊的背面(102)。
13. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一 個(gè)半導(dǎo)體層疊(1)具有電絕緣層(7)，所述電絕緣層覆蓋所述半導(dǎo)體 層疊的背面(102)的邊緣區(qū)域。
14. 如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少 一個(gè)半導(dǎo)體層疊(1 )具有電絕緣層(7)，所述電絕緣層覆蓋所述半導(dǎo) 體層疊的背面(102)的邊緣區(qū)域且至少部分地在側(cè)面限制所述固定層(3)。
15. 如權(quán)利要求14所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述電絕緣層(7) 覆蓋所述背面(102)的環(huán)形的邊緣區(qū)域，且在側(cè)面完全限制所述固定 層(3)。
16. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述半 導(dǎo)體層疊(1 )布置在所述載體本體(2)上的矩形網(wǎng)格中。
17. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一 個(gè)半導(dǎo)體層疊(1)以朝向其正面(101)的俯視的視角觀察具有矩形或 正方形的形狀。
18. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一 個(gè)半導(dǎo)體層疊(1 )具有兩個(gè)電接觸區(qū)域(4、 5),所述電接觸區(qū)域適 用于在所迷半導(dǎo)體層疊的正面(101)上電連接所述半導(dǎo)體層疊。
19. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一 個(gè)半導(dǎo)體層疊(1 )具有兩個(gè)電接觸區(qū)域(4、 5),所述電接觸區(qū)域適 用于在所述半導(dǎo)體層疊的背面(102)上電連接所述半導(dǎo)體層疊。
20. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少兩 個(gè)半導(dǎo)體層疊(1 )串聯(lián)連接。
21. 如前迷權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，具有用于電 連接所述半導(dǎo)體層疊(1)的電連接導(dǎo)體，所述電連接導(dǎo)體包括導(dǎo)電層(9、 210),所述導(dǎo)電層布置在所述載體本體(2)的與所述第一主面 (201 )相對(duì)的第二主面(202)和所述半導(dǎo)體層疊(1 )之間。
22. 如權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述導(dǎo)電層(9) 位于所述載體本體的第一主面(201)上。
23. 如權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述載體本體(2)具有多層結(jié)構(gòu)，且所述導(dǎo)電層(210)位于所述載體本體的第一和第二主面(201、 202 )之間。
24. 如權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中所 述導(dǎo)電層(9、 210)被結(jié)構(gòu)化成彼此電分離的部分區(qū)域。
25. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中至少一 個(gè)半導(dǎo)體層疊(1 )具有凹處(1000 ),且所述載體本體(2)在所述凹 處(1000 )的區(qū)域中具有電連接區(qū)域(90)。
26. 如權(quán)利要求17至24和權(quán)利要求25中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管 裝置，其中所述凹處(1000)布置在矩形或正方形的第一角處。
27. 如權(quán)利要求25至26中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中所 述半導(dǎo)體層疊(l)具有電接觸區(qū)域(4),所述電接觸區(qū)域適用于在所 述半導(dǎo)體層疊的正面(101)上電連接所述半導(dǎo)體層疊。
28. 如權(quán)利要求26和27所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述電接觸 區(qū)域(4)布置在矩形或正方形的第二角處，所述第二角與所述第一角 相鄰或者與所述第一角對(duì)角相對(duì)。
29. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述半 導(dǎo)體層疊(1 )的正面(101 )和所述載體本體(2)的第一主面(201 ) 至少部分地被電絕緣的覆蓋層(10)覆蓋。
30. 如權(quán)利要求29所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述覆蓋層(10) 對(duì)于由所述半導(dǎo)體層疊(1)在發(fā)光二極管裝置工作中所發(fā)射的電磁輻 射至少部分地是可穿透的。
31. 如權(quán)利要求29或30所述的發(fā)光二極管裝置，其中所述覆蓋層 (10)含有熒光轉(zhuǎn)換材料(11 )。
32. 如權(quán)利要求29至31中任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管裝置，其中所 述覆蓋層(10)至少部分地將所述電接觸區(qū)域(4、 5)和/或所述電連接 區(qū)域(90)空出。
33. 如權(quán)利要求32所述的發(fā)光二極管裝置，其中在所述覆蓋層(10) 的背離所述載體本體(2)的側(cè)上布置有電接觸層(12),所述電接觸 層使電接觸區(qū)域(4、 5)和電連接區(qū)域(90)和/或兩個(gè)電接觸區(qū)域(4、 5)導(dǎo)電地連接。
34. 用于制造發(fā)光二極管裝置的方法，其中提供帶有多個(gè)安裝區(qū)域 (230 )的載體本體(2),這些安裝區(qū)域以朝向所述載體本體的第一主面(201)的俯視的視角觀察并排布置，同時(shí)地或順序地在每個(gè)安裝區(qū) 域中-在所述載體本體的第一主面上構(gòu)造固定層(3);-將被設(shè)置用于從其正面(101 )發(fā)射電磁輻射的半導(dǎo)體芯片置于 所述固定層上，使得其正面背離所述固定層；-在所述固定層上對(duì)齊所述半導(dǎo)體芯片；和-通過(guò)所述固定層產(chǎn)生在所述半導(dǎo)體芯片和所述載體本體之間的 機(jī)械穩(wěn)定的連接，其中所述半導(dǎo)體芯片由無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊(1)構(gòu)成，且在所述 半導(dǎo)體層疊和所述載體襯底之間未布置輔助載體。
35. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述固定層(3)在所述半導(dǎo) 體芯片的對(duì)齊期間是液態(tài)的。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中在使所述固定層與所述半導(dǎo)體 層疊(1)接觸之前或之后，所述固定層(3)被熔化。
37. 如權(quán)利要求35和36中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半導(dǎo)體層 疊(1 )自主地在所述固定層(3)上對(duì)齊。
38. 如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述半導(dǎo)體層疊(1)以朝向 第一主面(201)的俯視的視角觀察在中心在固定層(3)上對(duì)齊。
39. 如權(quán)利要求34至38中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述載體本 體(2)上在所述安裝區(qū)域(230 )中設(shè)置阻擋框(8),所述阻擋框在 側(cè)面限制所述固定層(3)。
40. 如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述阻擋框具有開(kāi)口 (80), 所述固定層(3)以朝向第一主面(201)的俯視的視角觀察被構(gòu)造在所 述開(kāi)口中。
41. 如權(quán)利要求34至40中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述半導(dǎo)體 層疊(1)的與所述正面(101)相對(duì)的背面(102)的邊緣區(qū)域上施加 電絕緣層(7)。
42. 如權(quán)利要求34至41中任一項(xiàng)所述的方法，其中 -所述載體本體具有電連接區(qū)域(90);-在所述半導(dǎo)體層疊(1)中制造凹處(1000);和 -如下使所述半導(dǎo)體層疊對(duì)齊，使得所述凹處至少部分地位于所 述電連接區(qū)域之上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管裝置，其具有多個(gè)半導(dǎo)體芯片，這些半導(dǎo)體芯片被設(shè)置用于從其正面(101)發(fā)射電磁輻射，且這些半導(dǎo)體芯片通過(guò)其與所述正面相對(duì)的背面(102)被固定在共同的載體本體(2)的第一主面(201)上，其中這些半導(dǎo)體芯片分別由無(wú)襯底的半導(dǎo)體層疊(1)構(gòu)成，且在無(wú)輔助載體的情況下被固定在所述共同的載體本體上，本發(fā)明還涉及一種用于制造這種發(fā)光二極管裝置的方法。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101523598SQ200780036296
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者B·哈恩, J·E·索格, S·格魯伯, S·赫爾曼 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司