發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件、照明設(shè)備和顯示設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提出一種發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)，所述半導(dǎo)體組件具有：體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片(1)，所述半導(dǎo)體芯片具有第一主面(11)和與第一主面相對(duì)置的第二主面(12)；第一反射元件(21)，所述第一反射元件設(shè)置在第一主面(11)上并且將在半導(dǎo)體芯片(1)運(yùn)行時(shí)通過(guò)第一主面(11)射出的電磁輻射反射回第一主面(11)；第二反射元件(22)，所述第二反射元件設(shè)置在第二主面(12)上并且在半導(dǎo)體芯片(1)運(yùn)行時(shí)通過(guò)第二主面(12)射出的電磁輻射反射回第二主面(12)；和至少一個(gè)輻射出射面(3)，在半導(dǎo)體組件(100)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射通過(guò)所述輻射出射面從半導(dǎo)體組件(100)中射出，其中至少一個(gè)輻射出射面(3)橫向于半導(dǎo)體芯片(1)的第一主面(11)和第二主面(12)伸展。
【專(zhuān)利說(shuō)明】發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件、照明設(shè)備和顯示設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提出一種發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。此外，提出一種具有這種發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的照明設(shè)備以及顯示設(shè)備。要解決的目的在于，提出一種半導(dǎo)體組件，所述半導(dǎo)體組件的發(fā)射的電磁輻射能夠被尤其有效地利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件包括體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片。這就是說(shuō)，半導(dǎo)體芯片是體積發(fā)射器。尤其地，在體積發(fā)射器中，在沒(méi)有附加措施、例如反射覆層的情況下，在外面上，在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的一定輻射份額經(jīng)由側(cè)面離開(kāi)半導(dǎo)體芯片，所述輻射份額例如為多于20%或多于40%的總共從半導(dǎo)體芯片耦合輸出的輻射。這就是說(shuō)，在體積發(fā)射器中，離開(kāi)半導(dǎo)體芯片的電磁輻射的大部分沒(méi)有經(jīng)由主面耦合輸出，而是相當(dāng)大的一部分電磁輻射也在半導(dǎo)體芯片的側(cè)面上射出，所述側(cè)面橫向于半導(dǎo)體芯片的主面、例如頂面和底面伸展。
[0003]體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片例如由外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體本體形成，所述半導(dǎo)體本體施加在輻射可穿透的載體上。輻射可穿透的載體例如能夠是用于半導(dǎo)體本體的生長(zhǎng)襯底，尤其地，載體能夠是藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底。例如，因此，多于20%的或多于40%的總共從半導(dǎo)體芯片耦合輸出的輻射通過(guò)輻射可穿透的載體的外面離開(kāi)半導(dǎo)體芯片。
[0004]半導(dǎo)體芯片包括第一主面和與第一主面相對(duì)置的第二主面。例如，第一主面為半導(dǎo)體芯片的底面并且第二主面為半導(dǎo)體芯片的頂面。半導(dǎo)體芯片的兩個(gè)主面經(jīng)由至少一個(gè)橫向于主面伸展的側(cè)面彼此連接。
[0005]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件包括第一反射元件，所述第一反射元件設(shè)置在第一主面上并且所述第一反射元件將在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)通過(guò)第一主面射出的電磁輻射反射回第一主面。這就是說(shuō)，例如在半導(dǎo)體芯片的底面上存在第一反射元件，所述第一反射元件用于將在底面上射出的電磁輻射沿朝向底面的方向向回反射。因此，輻射不必強(qiáng)制性地再次射到半導(dǎo)體芯片的第一主面上，而是例如能夠經(jīng)過(guò)反射繞過(guò)半導(dǎo)體芯片。然而，經(jīng)過(guò)反射的輻射的射束方向具有下述分量，所述分量遠(yuǎn)離反射元件指向朝向第一主面的方向。
[0006]第一反射元件在此能夠漫射地或定向地反射。
[0007]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體組件包括第二反射元件，所述第二反射元件設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的第二主面上并且所述第二反射元件將在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)通過(guò)第二主面射出的電磁輻射反射回第二主面。因此，例如在半導(dǎo)體芯片的頂面上射出的電磁輻射由第二反射元件沿朝向頂面的方向向回反射。這就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)反射的輻射的射束方向具有下述分量，所述分量從第二反射元件指向朝向頂面的方向。第二反射元件也能夠定向地或漫射地反射。
[0008]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件包括至少一個(gè)輻射出射面，在半導(dǎo)體組件運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射通過(guò)所述輻射出射面從半導(dǎo)體組件射出。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件例如能夠具有剛好一個(gè)輻射出射面或多個(gè)輻射出射面。
[0009]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體組件的輻射出射面中的至少一個(gè)橫向于半導(dǎo)體芯片的第一主面和第二主面伸展。在此，也可能的是，半導(dǎo)體組件的所有輻射出射面橫向于半導(dǎo)體芯片的第一主面和第二主面伸展。
[0010]例如可能的是，輻射出射面至少局部地垂直于半導(dǎo)體芯片的主面伸展。而在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件中所應(yīng)用的半導(dǎo)體芯片是體積發(fā)射的并且電磁輻射通過(guò)其側(cè)面和至少一個(gè)主面耦合輸出時(shí)，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件至少主要地或完全地通過(guò)輻射出射面放射由半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的電磁輻射，所述輻射出射面橫向于主面伸展。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件因此例如不是體積發(fā)射的，而是僅朝向側(cè)面或在朝向其側(cè)面的方向上放射。因此，產(chǎn)生側(cè)向發(fā)射的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。
[0011]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體組件包括:體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片具有第一主面和與第一主面相對(duì)置的第二主面；第一反射元件，所述第一反射元件設(shè)置在第一主面上并且將在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)通過(guò)第一主面射出的電磁輻射反射回第一主面；第二反射元件，所述第二反射元件設(shè)置在第二主面上并且將在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)通過(guò)第二主面射出的電磁輻射反射回第二主面；和至少一個(gè)輻射出射面，在半導(dǎo)體組件運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射通過(guò)所述輻射出射面從半導(dǎo)體組件射出。在此，半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)輻射出射面或全部輻射出射面橫向于半導(dǎo)體芯片的第一主面和第二主面伸展。
[0012]此外，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件在此基于下述知識(shí):借助于在其中穿過(guò)主面的輻射出射借助于反射元件朝向側(cè)面偏轉(zhuǎn)的體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片，能夠產(chǎn)生非常扁平的、側(cè)向發(fā)射的半導(dǎo)體組件。這種半導(dǎo)體組件的光例如能夠非常有效地耦合輸入到面狀的光導(dǎo)體中。此外，由半導(dǎo)體組件在運(yùn)行時(shí)放射的電磁輻射的放射特性例如能夠通過(guò)反射元件的構(gòu)型來(lái)影響，使得關(guān)于形成放射特性能夠放棄次級(jí)光學(xué)元件。
[0013]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，第二反射元件完全覆蓋體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片的第二主面。第二反射元件在此能夠直接鄰接于第二主面或設(shè)置成距第二主面一定距離。在與第二主面平行的或重合的平面中，第二反射元件構(gòu)成為無(wú)缺口的，使得第二反射元件完全覆蓋第二主面。在第二主面上射出的電磁輻射尤其不能夠或者僅以小的規(guī)模在垂直于第二主面的方向上穿透第二反射元件。電磁輻射由第二反射元件至少主要地在橫向于第二主面上的面法線的方向上偏轉(zhuǎn)或引導(dǎo)，這就是說(shuō)，朝向半導(dǎo)體組件的一個(gè)或多個(gè)側(cè)向的輻射出射面偏轉(zhuǎn)或弓I導(dǎo)。
[0014]尤其也可能的是，第二反射元件借助其背離半導(dǎo)體芯片的一側(cè)構(gòu)成發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的主面。這就是說(shuō)，第二反射元件例如能夠鄰接于發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的側(cè)面并且以其外面形成發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的頂面。第一反射元件能夠借助其背離半導(dǎo)體芯片的外面形成發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的底面。
[0015]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，第二反射元件至少部分地構(gòu)成為是輻射可穿透的。這就是說(shuō)，在半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的電磁輻射的一部分穿過(guò)第二反射元件，這造成輻射在半導(dǎo)體組件的背離載體的上側(cè)上射出。例如，至少5%并且至多15%的由半導(dǎo)體組件在運(yùn)行時(shí)發(fā)射的輻射通過(guò)第二反射元件射出。當(dāng)在光導(dǎo)體中使用發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件時(shí)，這能夠證實(shí)為是尤其有利的，因?yàn)樵诮油ò雽?dǎo)體組件和光導(dǎo)體的輻射出射面時(shí)在第二反射元件的背離半導(dǎo)體芯片的外面上不再可識(shí)別光導(dǎo)體中的半導(dǎo)體組件或僅可困難地將其識(shí)別為暗部。以這種方式，不會(huì)因半導(dǎo)體組件而在光導(dǎo)體的放射面上產(chǎn)生暗的點(diǎn)或面積。
[0016]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，第二和/或第一反射元件構(gòu)成為用于反射的并且電絕緣的層，其中所述層包括基體材料，在所述基體材料中引入用于散射的或用于反射的顆粒。因此，這種層不強(qiáng)制性地具有規(guī)則的厚度，而是所述層能夠在其厚度方面結(jié)構(gòu)化。所述層例如能夠通過(guò)分配法(Dispens-Verfahren)或模制法或覆層法例如噴涂覆層來(lái)產(chǎn)生。反射層的基體材料能夠是輻射可穿透的、例如是透明的。因此，反射元件通過(guò)引入到層的基體材料中的顆粒而具有反射效果。因此，層本身能夠顯現(xiàn)為是白色的或金屬的。
[0017]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，顆粒至少由材料Ti02、BaSO4,ZnO、AlxOy, ZrO2中的一種構(gòu)成或包含上述材料中的一種。此外，能夠使用金屬氟化物如氟化鈣或者氧化硅來(lái)形成顆粒。
[0018]顆粒的平均直徑、例如在Qtl中的中位直徑d5(l優(yōu)選位于0.3 μ m和5 μ m之間。顆粒占反射層的材料的重量份額優(yōu)選在5%和50%之間，其中包括邊界值，尤其在10%和30%之間，其中包括邊界值。顆粒能夠反射地和/或散射地作用。
[0019]顆粒的光學(xué)效果例如基于其白色的顏色和/或基于與層的基體材料的折射率差巳
[0020]基體材料例如是硅樹(shù)脂、環(huán)氧化物或硅樹(shù)脂-環(huán)氧化物混合材料。當(dāng)然，也能夠應(yīng)用其他的輻射可穿透的塑料來(lái)形成基體材料。
[0021]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，第二和/第一反射元件至少局部地與半導(dǎo)體芯片的相關(guān)聯(lián)的第二或第一主面直接接觸。這就是說(shuō)，在該實(shí)施方式中可能的是，例如兩個(gè)反射元件觸碰相關(guān)聯(lián)的主面并且與其直接接觸。以所述方式，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件，所述半導(dǎo)體組件僅包括半導(dǎo)體芯片和施加到半導(dǎo)體芯片上的反射元件。得出非常緊湊的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。
[0022]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體芯片借助其第一主面固定在載體上。載體例如能夠是電路板，例如是印刷電路板。此外，載體能夠是金屬導(dǎo)體框，所謂的引線框。此外，可能的是，載體由電絕緣材料、例如陶瓷材料形成，將電連接部位和帶狀導(dǎo)線結(jié)構(gòu)化到所述電絕緣材料上和/或結(jié)構(gòu)化到所述電絕緣材料中。這就是說(shuō)，載體尤其能夠用于電連接半導(dǎo)體芯片。
[0023]載體此外能夠形成第一反射元件的至少一部分。半導(dǎo)體芯片借助其作為安裝面的第一主面固定在載體上。載體例如能夠構(gòu)成為對(duì)于在半導(dǎo)體芯片中在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁福射是反射的，使得半導(dǎo)體芯片因此在半導(dǎo)體芯片的第一主面上形成第一反射元件。附加地或替選地，可能的是，在載體和第一主面之間設(shè)置有附加材料、例如電絕緣的反射層，如其在上文中描述的那樣，所述反射層因此形成反射元件。在此，可能的是，第一反射元件僅通過(guò)這種層形成，或者載體附加地構(gòu)成為是反射的，使得在層和載體上發(fā)生反射。最終，也可能的是，半導(dǎo)體芯片在其朝向載體的第一主面上反射地覆層。這例如能夠經(jīng)由金屬層實(shí)現(xiàn)，所述金屬層能夠蒸鍍到半導(dǎo)體芯片的第一主面上。
[0024]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體芯片包括至少一個(gè)側(cè)面，所述側(cè)面橫向于半導(dǎo)體芯片的主面伸展，其中半導(dǎo)體芯片至少在側(cè)面上由輻射可穿透的包覆物包圍。例如，半導(dǎo)體芯片能夠通過(guò)分配法或模制法由包覆物包圍。在此，可能的是，包覆物覆蓋半導(dǎo)體芯片的全部側(cè)面和第二主面。此外，可能的是，第二主面不具有輻射可穿透的包覆物并且僅半導(dǎo)體芯片的全部側(cè)面由輻射可穿透的包覆物覆蓋。例如，輻射可穿透的包覆物以輻射可穿透的塑料材料形成，如在更上文中針對(duì)基體材料所描述的那樣。
[0025]如果半導(dǎo)體組件包括在上文中描述的電絕緣的反射層，那么尤其可能的是，基體材料和輻射可穿透的包覆物以相同的材料形成。在該情況下，反射層、即第一和/或第二反射元件尤其好地附著在輻射可穿透的包覆物上。
[0026]輻射可穿透的包覆物能夠由散射輻射的和/或吸收輻射的顆粒填充。在此，尤其也可能的是，輻射可穿透的包覆物由發(fā)光轉(zhuǎn)換材料的顆粒填充。那么，在半導(dǎo)體芯片中，在運(yùn)行時(shí)例如能夠產(chǎn)生UV輻射和/或藍(lán)光。輻射可穿透的包覆物中的發(fā)光轉(zhuǎn)換材料因此用于完全地或部分地轉(zhuǎn)換，使得半導(dǎo)體組件在運(yùn)行時(shí)發(fā)射彩色光、混合輻射和/或白光。
[0027]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，輻射可穿透的包覆物至少局部地對(duì)腔限界，所述腔由第二反射材料填充。例如，輻射可穿透的包覆物在全部側(cè)面和第二主面上包覆半導(dǎo)體芯片。隨后能夠在第二主面上將凹部引入到輻射可穿透的包覆物中，所述凹部由輻射可穿透的包覆物和/或半導(dǎo)體芯片的第二主面的材料限界。以這種方式，輻射可穿透的包覆物至少局部地對(duì)腔限界。腔能夠由第二反射材料填充。這就是說(shuō)，第二反射元件至少部分地設(shè)置在腔中。在此，尤其可能的是，輻射可穿透的包覆物的與第二反射元件直接接觸的外面以可預(yù)設(shè)的方式成形。例如，輻射可穿透的包覆物能夠在該區(qū)域中凹形地彎曲。借助于輻射可穿透的包覆物的外面的該設(shè)計(jì)方案，那么，射出的輻射的射束成形是可能的。
[0028]此外，可能的是，輻射可穿透的包覆物從發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的側(cè)面朝向半導(dǎo)體芯片關(guān)于其厚度漸縮。在此，厚度在垂直于半導(dǎo)體芯片的兩個(gè)主面的方向上測(cè)量。
[0029]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體芯片在其第二主面上具有凹部，所述凹部由第二反射元件填充。例如，半導(dǎo)體芯片在其第二主面上具有粗糙部，通過(guò)所述粗糙部提供主面中的多個(gè)凹部。所述凹部能夠是規(guī)則的或隨機(jī)的。這樣結(jié)構(gòu)化的第二主面能夠引起從發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件中射出的輻射的耦合輸出角的改變。此外，輻射從半導(dǎo)體芯片射出的概率增大。通過(guò)結(jié)構(gòu)化形成的凹部能夠由反射元件的材料填充，使得發(fā)生在半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的電磁輻射的有效反射。
[0030]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體組件包括反射覆層，所述反射覆層至少局部地覆蓋在半導(dǎo)體芯片的主面中的一個(gè)上的連接部位。半導(dǎo)體芯片的外面上的連接部位和/或必要時(shí)的電流分布帶能夠由反射覆層覆蓋，所述反射覆層可能覆蓋連接部位的和/或電流分布帶(Stromverteilungsbahn)的吸收福射的區(qū)域。反射覆層能夠由與第二反射元件相同的材料形成。
[0031]在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件能夠用于對(duì)成像元件的直接的背光照明，例如LCD面板。對(duì)此，例如能夠在共同的載體上、例如在印刷電路板上設(shè)置多個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。印刷電路板的朝向半導(dǎo)體組件的外面能夠形成第一反射元件或至少部分地形成第一反射元件。
[0032]此外，提出一種照明設(shè)備。照明設(shè)備尤其能夠包括在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件作為光源。這就是說(shuō)，全部針對(duì)半導(dǎo)體組件描述的特征也對(duì)照明設(shè)備公開(kāi)。
[0033]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，照明設(shè)備包括光導(dǎo)體和如在此所描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。光導(dǎo)體具有凹部，在所述凹部中設(shè)置有發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。光導(dǎo)體在其全部側(cè)向的輻射出射面上包圍半導(dǎo)體組件，所述輻射出射面橫向于半導(dǎo)體芯片的主面伸展。這就是說(shuō)，半導(dǎo)體組件的從輻射出射面射出的輻射在光導(dǎo)體的凹部的區(qū)域中耦合輸入到所述光導(dǎo)體中。為此，光導(dǎo)體能夠由輻射可穿透的、例如透明的材料形成。例如，在光導(dǎo)體的底面上設(shè)置有反射器。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件優(yōu)選固定在光導(dǎo)體的凹部中，使得半導(dǎo)體芯片的第一主面指向反射器并且第二主面遠(yuǎn)離反射器定向。在此，也可能的是，反射器通過(guò)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的載體形成。
[0034]根據(jù)照明設(shè)備的至少一個(gè)實(shí)施方式，光導(dǎo)體中的凹部是裂口。這就是說(shuō)，凹部延伸穿過(guò)整個(gè)光導(dǎo)體，光導(dǎo)體在凹部的區(qū)域中具有孔。在該情況下，例如可能的是，光導(dǎo)體借助凹部安置到照明設(shè)備上并且照明設(shè)備能夠以這種方式設(shè)置在光導(dǎo)體的凹部中。光導(dǎo)體因此例如能夠固定在反射器上、即例如固定在照明設(shè)備的載體上。
[0035]根據(jù)照明設(shè)備的至少一個(gè)實(shí)施方式，照明設(shè)備包括至少兩個(gè)在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體器件，其中每個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件設(shè)置在光導(dǎo)體的凹部中。尤其可能的是，光導(dǎo)體具有多個(gè)凹部，其中在每個(gè)凹部中引入有在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件。以這種方式，能夠尤其均勻地照亮大面積的光導(dǎo)體。通過(guò)可尤其扁平地構(gòu)成的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件和所述半導(dǎo)體組件的電磁輻射經(jīng)由光導(dǎo)體的整個(gè)面的耦合輸入，能夠?qū)崿F(xiàn)非常扁平的光導(dǎo)體進(jìn)而實(shí)現(xiàn)非常扁平的照明設(shè)備。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件在此能夠彼此分開(kāi)地操控，使得例如能夠局部地執(zhí)行對(duì)半導(dǎo)體組件的調(diào)光。以這種方式，能夠局部地設(shè)定從光導(dǎo)體中射出的光的光強(qiáng)度。因?yàn)檎彰髟O(shè)備是非常薄的，具有直接照明的優(yōu)點(diǎn)，基于有效地利用發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的電磁輻射，照明設(shè)備因此結(jié)合所謂的“邊緣照明”的優(yōu)點(diǎn)。
[0036]根據(jù)照明設(shè)備的至少一個(gè)實(shí)施方式，第二反射元件的背離半導(dǎo)體芯片的外面從光導(dǎo)體的輻射出射面伸出或與其齊平。這就是說(shuō)，光導(dǎo)體的輻射出射面橫向于、例如垂直于發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的側(cè)向的輻射出射面伸展。光導(dǎo)體具有基本上相應(yīng)于半導(dǎo)體組件的厚度的厚度。
[0037]此外，提出一種顯示設(shè)備。顯示設(shè)備包括至少一個(gè)在此描述的照明設(shè)備作為背光照明設(shè)備。全部的對(duì)在此描述的半導(dǎo)體組件以及全部的對(duì)在此描述的照明設(shè)備公開(kāi)的特征因此也對(duì)顯示設(shè)備公開(kāi)。顯示設(shè)備還包括成像元件，其中其例如能夠?yàn)橐壕э@示器。照明設(shè)備在背后照亮成像元件，其中光導(dǎo)體的輻射出射面朝向成像元件。借助在此描述的照明設(shè)備，基于其小的厚度能夠?qū)崿F(xiàn)尤其薄的顯示設(shè)備，其中由于側(cè)向發(fā)射的半導(dǎo)體組件設(shè)置在光導(dǎo)體的留空部或凹部中并且分布在光導(dǎo)體的整個(gè)面積之上，能夠進(jìn)行局部的調(diào)光。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]在下文中，根據(jù)實(shí)施例和相關(guān)聯(lián)的附圖詳細(xì)闡述在此描述的半導(dǎo)體組件、照明設(shè)備以及顯示設(shè)備。
[0039]根據(jù)圖1A至IC的示意剖面圖詳細(xì)闡述用于制造在此描述的半導(dǎo)體組件的一個(gè)實(shí)施例的第一制造方法。
[0040]根據(jù)圖2A至2C的示意剖面圖詳細(xì)闡述用于制造在此描述的半導(dǎo)體組件的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方法。
[0041]根據(jù)圖3、4、5、6、7A、7B、7C的示意圖詳細(xì)闡述在此描述的半導(dǎo)體組件和照明設(shè)備的其他實(shí)施例。
[0042]結(jié)合圖8根據(jù)示意剖面圖詳細(xì)闡述在此描述的顯示設(shè)備。
[0043]相同的、相同類(lèi)型的或者起相同作用的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。附圖和在附圖中示出的元件相互間的大小關(guān)系不視為是按比例的。更確切地說(shuō)，個(gè)別元件為了更好的可視性和/或?yàn)榱烁玫睦斫饽軌蚩鋸埓蟮厥境觥?br>
【具體實(shí)施方式】
[0044]結(jié)合圖1A的示意剖面圖詳細(xì)闡述用于制造在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件100的方法步驟。在第一方法步驟中，將多個(gè)體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片I設(shè)置在載體4上。體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片I例如是所謂的藍(lán)寶石芯片，所述藍(lán)寶石芯片除了外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體本體之外包括輻射可穿透的藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底。體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片I通過(guò)其第一主面
11、其第二主面12以及側(cè)面13發(fā)射電磁輻射。
[0045]半導(dǎo)體芯片I設(shè)置在載體4上。載體4例如是印刷電路板，所述印刷電路板能夠反射地構(gòu)成。半導(dǎo)體芯片I當(dāng)前借助其連接部位15焊接或者導(dǎo)電地粘接在載體4上。在第一主面11和載體4之間設(shè)置有第一反射元件21。當(dāng)前，第一反射元件21通過(guò)如上文所述的電絕緣的并且構(gòu)成為反射的層形成。電絕緣的元件21因此包括電絕緣的基體材料,例如硅樹(shù)脂，在所述基體材料中引入散射輻射的和/或反射輻射的顆粒。替選地，可能的是，第一主面11以其他方式構(gòu)成為是反射的，例如通過(guò)具有反射材料的覆層。
[0046]在半導(dǎo)體芯片I的全部露出的外面上通過(guò)模制法施加輻射可穿透的包覆物5。這就是說(shuō)，輻射可穿透的包覆物5鄰接于半導(dǎo)體芯片I的側(cè)面13和與第一主面11相對(duì)置的第二主面12。例如，半導(dǎo)體芯片I能夠構(gòu)建成用于在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生藍(lán)光，輻射可穿透的包覆物5因此包括發(fā)光轉(zhuǎn)換材料的顆粒，所述發(fā)光轉(zhuǎn)換材料吸收藍(lán)光的一部分并且重新發(fā)射更高波長(zhǎng)的光，使得總體上能夠放射白色的混合光。替選地，可能的是，半導(dǎo)體芯片I產(chǎn)生彩色光，所述彩色光在沒(méi)有經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的情況下穿透輻射可穿透的包覆物5。
[0047]腔6能夠通過(guò)模制模具的造型、即通過(guò)輻射可穿透的包覆物5的相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案構(gòu)造成，使得將朝向輻射出射面3的側(cè)向的耦合輸出優(yōu)化。在應(yīng)用薄膜法時(shí)，半導(dǎo)體芯片的第二主面12也能夠保持為不具有輻射可穿透的包覆物5的材料。以這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其薄的半導(dǎo)體組件。
[0048]在后面的方法步驟中，在圖1B中，進(jìn)行第二模制法，其中施加第二反射元件22。第二反射元件22在此引入到腔6中，所述腔通過(guò)輻射可穿透的包覆物5的材料限界。此外，在各個(gè)半導(dǎo)體芯片I之間的不存在輻射可穿透的包覆物5的中間空間由第二反射元件22的材料填充。第二反射材料22例如能夠構(gòu)成為電絕緣的反射層。第二反射材料22因此例如由基體材料形成，在所述基體材料中如在上文中描述的那樣引入反射的或散射的顆粒。
[0049]在后面的方法步驟中，鋸割或用激光切割這樣制造的裝置，參見(jiàn)圖1C。得到各個(gè)在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件100。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件分別具有輻射出射面3，所述輻射出射面橫向于、在此垂直于半導(dǎo)體芯片I的兩個(gè)主面11、12伸展。這就是說(shuō)，從體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片I中由于設(shè)置反射元件21、22得到側(cè)向發(fā)射的半導(dǎo)體組件，所述半導(dǎo)體組件的特征尤其在于其小的厚度，所述厚度基本上通過(guò)半導(dǎo)體芯片I的厚度來(lái)確定。輻射可穿透的包覆物5具有從輻射出射面3朝向半導(dǎo)體芯片I減小的厚度。通過(guò)所述設(shè)計(jì)方案和鄰接的反射元件，電磁輻射朝向側(cè)面、也就是說(shuō)朝向輻射出射面3從半導(dǎo)體組件中引出。
[0050]結(jié)合圖2A詳細(xì)闡述用于制造在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的另一個(gè)方法的第一方法步驟。在該方法中，體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片I類(lèi)似于圖1A的方法步驟設(shè)置在載體4上。在半導(dǎo)體芯片I之間存在阻擋件8，所述阻擋件將要制造的半導(dǎo)體組件彼此分開(kāi)。附加地，所述阻擋件8用于，在圖2B的方法步驟中將輻射可穿透的包覆物5的例如借助于分配引入的材料通過(guò)粘附力拉到阻擋件8的上部的背離載體4的棱邊上。按量分配輻射可穿透的包覆物5的材料在此能夠?qū)崿F(xiàn)為，使得輻射可穿透的包覆物5在其背離阻擋件8的一側(cè)上與半導(dǎo)體芯片I的背離載體4的上側(cè)、即第二主面12齊平。由此，能夠在半導(dǎo)體芯片I和阻擋件8之間構(gòu)成輻射可穿透的包覆物5的凹形彎曲的彎月形。
[0051]接下來(lái)，圖2C，將第二反射元件22例如再次作為反射層填充到腔6中直至阻擋件8的上部棱邊，所述腔通過(guò)輻射可穿透的包覆物5以及半導(dǎo)體芯片I的第二主面12限界。在最后的方法步驟中，進(jìn)行分割成各個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件，其中阻擋件8例如借助于鋸割移除。
[0052]結(jié)合圖3根據(jù)示意剖視圖詳細(xì)闡述在此描述的輻射發(fā)射的半導(dǎo)體組件的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將半導(dǎo)體芯片I的連接部位15設(shè)置在半導(dǎo)體芯片I的背離載體4的一側(cè)上。連接部位15例如由金形成，這對(duì)于可見(jiàn)光是部分吸收的。半導(dǎo)體芯片的外面上的連接部位和/或必要時(shí)的電流分布帶能夠由反射覆層23覆蓋，所述反射覆層可能覆蓋連接部位的和/或電流分布帶的吸收輻射的區(qū)域。反射覆層23能夠由與第二反射元件22相同的材料形成。
[0053]半導(dǎo)體芯片I借助于連接劑9、例如粘接劑粘接到載體4上，所述載體在此也在半導(dǎo)體芯片I的第一主面11上形成第一反射元件21。替選地或附加地，半導(dǎo)體芯片I能夠具有第一主面11的鏡面化部作為第一反射元件，所述鏡面化部例如能夠構(gòu)成為布拉格反射器和/或通過(guò)金屬覆層得出。第二反射元件22例如能夠構(gòu)成為是完全反射的，使得所述第二反射元件不會(huì)由半導(dǎo)體芯片I的輻射穿透。在該情況下，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件是理想的側(cè)向發(fā)射器。然而，也可能的是，第二反射元件構(gòu)成為是僅部分反射的并且在芯片中產(chǎn)生的電磁輻射的即使很小的部分穿過(guò)第二反射元件。在該情況下，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的背離載體4的上側(cè)被均勻照亮。
[0054]這就是說(shuō)，第二反射元件能夠構(gòu)成為是部分輻射可穿透的。這就是說(shuō)，在半導(dǎo)體芯片I中產(chǎn)生的電磁輻射的一部分穿過(guò)第二反射元件，這引起照亮半導(dǎo)體組件的背離載體的上側(cè)。在光導(dǎo)體中使用發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件時(shí)，這能夠證實(shí)為是尤其有利的，因?yàn)樵诮油ò雽?dǎo)體組件和光導(dǎo)體的輻射出射面時(shí)，在第二反射元件的背離半導(dǎo)體芯片的外面上不再可看到或僅幾乎不可看到光導(dǎo)體中的半導(dǎo)體組件。以這種方式，不會(huì)由于半導(dǎo)體組件在光導(dǎo)體的放射面中產(chǎn)生暗點(diǎn)或光斑。
[0055]半導(dǎo)體芯片I借助于接觸線16導(dǎo)電地連接于載體4。接觸線16完全地設(shè)置在輻射可穿透的包覆物5之內(nèi)并且由于第二反射元件22從外部不可看到。
[0056]由半導(dǎo)體芯片2在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射的大部分通過(guò)側(cè)向的輻射出射面3耦合輸出。
[0057]結(jié)合圖4根據(jù)示意剖面圖描述在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片I具有第二主面12，所述第二主面具有凹部14，所述凹部由第二反射元件22填充。半導(dǎo)體芯片I的例如能夠作為粗糙部實(shí)施的結(jié)構(gòu)化的上側(cè)引起由半導(dǎo)體組件在運(yùn)行時(shí)發(fā)射的電磁輻射的耦合輸出角的改變。以這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的尤其扁平的構(gòu)造。
[0058]在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的結(jié)合圖5的示意剖面圖示出的實(shí)施例中，放棄第二反射元件22和半導(dǎo)體芯片I之間的直接接觸。但是，半導(dǎo)體組件能夠有利地借助于簡(jiǎn)單的模制法來(lái)制造(對(duì)此也參見(jiàn)圖1A至1C)。
[0059]結(jié)合圖6的示意剖面圖詳細(xì)闡述在此描述的照明設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
[0060]照明設(shè)備包括光導(dǎo)體7，在所述光導(dǎo)體中引入凹部71。凹部71由在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件填充。在光導(dǎo)體7的下側(cè)上設(shè)置有反射器72。
[0061]光導(dǎo)體7的背離反射器72的上側(cè)形成照明設(shè)備的輻射出射面74。對(duì)于發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件100的第二反射元件22也構(gòu)成為是部分輻射可穿透的情況，關(guān)于如在圖6中示出的照明設(shè)備，得出均勻的照明面。
[0062]半導(dǎo)體組件100和光導(dǎo)體7的輻射入射面73之間的溝槽30能夠在引入半導(dǎo)體組件之后由輻射可穿透的材料、例如由折射率匹配的凝膠填充。所述材料也能夠用于將半導(dǎo)體組件100機(jī)械地固定在光導(dǎo)體7中。
[0063]對(duì)在圖6中示出的實(shí)施例替選地，也可能的是，反射器7通過(guò)半導(dǎo)體組件4的載體形成。在該情況下，光導(dǎo)體借助構(gòu)成為裂口的凹部71扣到半導(dǎo)體組件I上。
[0064]結(jié)合圖7A、7B和7C的示意圖詳細(xì)闡述在此描述的輻射發(fā)射的半導(dǎo)體組件的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片I在其第一主面11和其第二主面12上由第一反射元件21的和第二反射元件22的材料覆層。例如，第一反射材料21能夠通過(guò)半導(dǎo)體芯片I的后側(cè)鏡面化部形成，所述后側(cè)鏡面化部構(gòu)成為是金屬的和/或介電的。例如，所述層能夠由招構(gòu)成或包含招。
[0065]第二反射元件22例如能夠構(gòu)成為在上文中描述的反射層，所述反射層例如包含硅樹(shù)脂作為基體材料，在所述基體材料中引入由氧化鈦構(gòu)成的顆粒。第二反射元件22在此例如能夠借助于噴涂法作為均勻厚度的層施加到半導(dǎo)體芯片I的第二主面12上。
[0066]第二反射元件22在此也能夠覆蓋半導(dǎo)體芯片I的電流分布帶。連接部位15保持為不具有反射元件22或在施加反射元件22之后露出。
[0067]得到發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件，其中半導(dǎo)體芯片I的側(cè)面13形成半導(dǎo)體組件的側(cè)向的輻射出射面3。這種半導(dǎo)體組件的特征尤其在于其非常緊湊的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
[0068]結(jié)合圖8根據(jù)示意剖面圖詳細(xì)闡述在此描述的顯示設(shè)備。顯示設(shè)備包括具有多個(gè)在此描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件的在此描述的照明設(shè)備101，在所述半導(dǎo)體組件下游在照明設(shè)備101的輻射出射面74上設(shè)置有成像元件102，這例如為IXD面板。
[0069]本發(fā)明不局限于根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行的描述。更確切地說(shuō)，本發(fā)明包括每個(gè)新特征以及特征的任意的組合，這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合自身沒(méi)有明確地在權(quán)利要求中或?qū)嵤├姓f(shuō)明時(shí)也如此。
[0070]本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)102012102114.7的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參引并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)，具有: -體積發(fā)射的半導(dǎo)體芯片(I)，所述半導(dǎo)體芯片具有第一主面(11)和與所述第一主面相對(duì)置的第二主面(12)； -第一反射元件(21)，所述第一反射元件設(shè)置在所述第一主面(11)上并且將通過(guò)所述第一主面(11)在所述半導(dǎo)體芯片(I)運(yùn)行時(shí)射出的電磁輻射反射回所述第一主面(11)； -第二反射元件(22)，所述第二反射元件設(shè)置在所述第二主面(12)上并且將通過(guò)所述第二主面(12)在所述半導(dǎo)體芯片(I)運(yùn)行時(shí)射出的電磁輻射反射回所述第二主面(12)；和 -至少一個(gè)輻射出射面(3)，在所述半導(dǎo)體組件(100)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射通過(guò)所述輻射出射面從所述半導(dǎo)體組件(100)射出，其中 -至少一個(gè)所述輻射出射面(3)橫向于所述半導(dǎo)體芯片(I)的所述第一主面(11)和所述第二主面(12)伸展。
2.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述第二反射元件(22)完全地覆蓋所述第二主面(12)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述第二反射元件(22)部分地構(gòu)成為是輻射可穿透的，并且所述第二反射元件(22)的背離所述半導(dǎo)體芯片(I)的一側(cè)形成發(fā)射輻射的所述半導(dǎo)體組件的輻射出射面⑶。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述第二反射元件(22)和/或所述第一反射元件(21)構(gòu)成為反射的并且電絕緣的層，其中所述層包括基體材料，在所述基體材料中引入散射的或反射的顆粒。
5.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述顆粒至少由材料Ti02、BaS04、Zn0、Alx0y、Zr02、金屬氟化物、氧化娃中的一種構(gòu)成或包含上述材料中的一種。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述第二反射元件(22)和/或所述第一反射元件(21)至少局部地與所述半導(dǎo)體芯片(I)的相關(guān)聯(lián)的所述主面(12，11)直接接觸。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述半導(dǎo)體芯片(I)借助其第一主面(11)固定在載體(4)上，其中所述載體(4)形成所述第一反射元件(21)的至少一部分和/或所述第一反射元件(21)至少部分地設(shè)置在所述載體(4)和所述第一主面(11)之間。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述半導(dǎo)體芯片(I)包括至少一個(gè)側(cè)面(13)，所述側(cè)面橫向于所述主面(11，12)伸展，其中所述半導(dǎo)體芯片(I)至少在所述側(cè)面(13)上由輻射可穿透的包覆物(5)包圍。
9.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中輻射可穿透的所述包覆物(5)至少部分地對(duì)腔￠)限界，所述腔由所述第二反射元件(22)填充。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中所述半導(dǎo)體芯片(I)在其第二主面(12)上具有凹部(14)，所述凹部由所述第二反射元件(22)填充。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)，具有 -反射覆層(23)，所述反射覆層至少局部地覆蓋在所述半導(dǎo)體芯片的所述主面(11，12)中的一個(gè)上的連接部位(15)。
12.一種照明設(shè)備(101)，具有: -光導(dǎo)體(7),和 -根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)， 其中 -所述光導(dǎo)體(7)具有凹部(71)， -發(fā)射輻射的所述半導(dǎo)體組件(100)設(shè)置在所述凹部(71)中，并且 -所述光導(dǎo)體(7)在所述輻射出射面(3)中的至少一個(gè)上包圍所述半導(dǎo)體組件(100)。
13.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的照明設(shè)備(101)， 其中所述凹部(71)是裂口。
14.根據(jù)前兩項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備(101)，具有: 至少兩個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件(100)，其中每個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體組件設(shè)置在所述光導(dǎo)體(7)的一個(gè)凹部(71)中。
15.根據(jù)前三項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備(101)， 其中所述第二反射元件(22)的背離所述半導(dǎo)體芯片(I)的外面(221)從所述光導(dǎo)體(7)的輻射出射面(74)伸出或者與所述光導(dǎo)體(7)的輻射出射面(74)齊平。
16.—種顯不設(shè)備,具有: -根據(jù)前四項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備(101);和 -成像元件(102)，其中 -所述照明設(shè)備(101)在背后照亮所述成像元件(102)，并且 -所述光導(dǎo)體(7)的所述輻射出射面(74)朝向所述成像元件(102)。
【文檔編號(hào)】H01L33/46GK104170104SQ201380014414
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月13日
【發(fā)明者】盧卡·海貝爾格, 喬治·伯格納 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司