光電子器件和用于制造光電子器件的方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光電子器件和用于制造光電子器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如發(fā)光二極管(LED)的光電子器件通常包含連接元件，所述連接元件將襯底和發(fā)射輻射的層序列彼此連接。所述連接元件通常具有極其小的導熱性。因此，通常存在如下問題:即在光電子器件運行中形成的熱量、例如層序列中形成的熱量不能夠充分地導出。為了提高導熱性，例如將填充材料混入到常規(guī)的連接元件中。由此能夠根據(jù)0.01的填充度將導熱性提高到最大0.2至0.4ff/mK上。該混入的填充材料的缺點在于:所述填充材料僅能夠以小顆粒的形式混入，以便保持連接元件的透明度。因此，不能夠產(chǎn)生高于0.4ff/mK的導熱性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的任務在于，說明一種光電子器件以及一種用于制造光電子器件的方法，所述光電子器件具有改進的導熱性。
[0004]所述任務通過具有獨立權(quán)利要求的特征的主題來解決。主題的有利的實施方式和改進方案在從屬權(quán)利要求中說明并且從下面的描述和附圖中得出。
[0005]光電子器件包括襯底、施加在襯底上的連接元件、發(fā)射電磁輻射的層序列。在此，層序列施加在連接元件上，其中連接元件具有至少一種連接材料，其中連接材料具有定向的分子排列，并且其中連接元件具有至少一個各向異性的參數(shù)。
[0006]在此需要指出的是:在此將術(shù)語“器件”不僅能夠理解為制成的器件、例如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管，而且也能夠理解為襯底和/或半導體層，使得例如銅層和半導體層的復合件已經(jīng)可以為器件并且能夠構(gòu)成上一級的第二器件的組成部分，在所述第二器件中例如附加地存在電接線。根據(jù)本發(fā)明的光電子器件例如能夠包括薄膜半導體芯片、尤其是薄膜發(fā)光二極管芯片。
[0007]“層序列”在本文中應理解為包括多于一個層的層序列，例如P摻雜的和η摻雜的半導體層的序列，其中層依次地被布置。也能夠?qū)雽w芯片理解為層序列。
[0008]在此和在下面，將“電磁輻射”、尤其是具有自紫外至紅外光譜范圍的一種或多種波長或波長范圍的電磁輻射也稱作為光。光尤其能夠是可見光并且包括大約350nm和大約800nm之間的可見光譜范圍中的波長或波長范圍?？梢姽庠诖撕驮谙旅胬缒軌蛲ㄟ^其具有根據(jù)本領域技術(shù)人員已知的所謂的CIE-1931色位置圖表或CIE標準色圖表的cx_和cy-色位置坐標的色位置來表征。
[0009]將一層或一個元件布置或施加到另一層或另一元件“上”或“上方”在此和在下面可以表示:這一層或者這一個元件直接地以直接的機械和/或電接觸的方式被布置在另一層或另一元件上。此外也能夠表示:這一層或這一個元件間接地被布置在另一層或另一元件上或上方。在此，于是另外的層和/或元件能夠被布置在這一層和/或另一層之間或者被布置在這一個和另一兀件之間。
[0010]特別是，“將連接元件施加在襯底上”表示:連接元件直接地或間接地以直接的機械和/或電接觸的方式被布置在襯底上。在間接的接觸的情況下，例如能夠在連接元件和襯底之間存在接觸層。
[0011]特別是，“將層序列施加在連接元件上”表示:層序列間接地以直接的機械和/或電接觸的方式被布置在連接元件上。在此，于是能夠?qū)⑵渌膶雍?或元件、例如焊料層和/或元件或藍寶石層或元件布置在連接元件和層序列之間。
[0012]“連接元件”在本文中表示:該連接元件能夠?qū)⒁粋€元件和/或?qū)?、例如襯底連接到另一元件和/或?qū)印⒗绨ò雽w芯片的層序列上。該連接能夠通過連接元件與這一元件和/或?qū)拥奈锢砗?或化學的交互作用以及連接元件與另一元件和/或?qū)拥奈锢砗?或化學的交互作用進行?；瘜W的交互作用能夠是分子之間的力、分子間力、分子內(nèi)的力和/或化學鍵、例如離子交互作用、氫鍵、偶極子交互作用、范德華交互作用、離子鍵、共價鍵、配位鍵和/或金屬鍵。由此能夠更好地固定襯底和層序列。
[0013]連接元件根據(jù)一個實施方式具有連接材料，所述連接材料具有定向的分子排列?！岸ㄏ虻姆肿优帕小痹诖撕驮谙挛膽斫鉃?連接材料的各個分子或單獨的分子能夠具有關于襯底的朝向連接元件的表面的空間的定向，和/或連接材料的各個分子能夠具有彼此間的空間的定向。
[0014]根據(jù)另一實施方式，連接材料的各個分子彼此間主要相互平行地設置。“主要”在本文中表示:分子的主要部分能夠彼此平行地對齊，這就是說，連接材料的各個分子的至少50%、優(yōu)選大于80%、尤其優(yōu)選大于90%、例如95%能夠如此對齊。連接材料和/或連接材料的分子能夠具有如下區(qū)域，所述區(qū)域關于X，I平面具有不同的定向，而其在z方向上具有相同的定向。
[0015]根據(jù)另一實施方式，連接材料的各個分子能夠垂直于和/或平行于襯底的朝向連接元件的表面。特別是，連接材料的各個分子具有主要垂直于襯底的表面的定向。主要平行和/或垂直定向的分子排列不排除:能夠存在與關于襯底表面平行和/或垂直的定向的微小的偏差。
[0016]根據(jù)一個實施方式，能夠任意地選擇連接材料的分子的幾何形狀。分子例如是形狀各向異性的。形狀各向異性在本文中表示:連接材料的分子根據(jù)方向具有不同的幾何形狀或是不規(guī)則成型的。形狀各向異性例如表示:連接材料的分子的高度、寬度和長度是不同的。特別是，連接材料的分子以管、小棒或線的形式、例如以納米線的形式來構(gòu)型。連接材料能夠以顆粒形式存在。顆粒的大小例如位于納米范圍中。形狀各向異性能夠改進各向異性的參數(shù)，例如提高沿襯底表面方向的連接元件的導熱性。
[0017]發(fā)明人發(fā)現(xiàn):根據(jù)本發(fā)明的至少將襯底和層序列彼此連接的連接元件在光電子器件中具有改進的與方向相關的導熱性。連接元件的更高的和/或各向異性的導熱性允許從層序列中更好地散熱。由此能夠?qū)有蛄懈叩赝?。這引起光電子器件的更高的效率。連接元件的更高的導熱性引起層序列中的更大的熱量經(jīng)過例如襯底而排出。這引起層序列和其周圍環(huán)境的更小的升溫。通過引起從層序列中更好散熱的連接元件能夠?qū)崿F(xiàn)色位置(Farbort)的更小的偏移并且因此整體上改進光電子器件的光學特性。因此能夠改進光效率。
[0018]根據(jù)一個實施方式，層序列能夠是半導體層序列，其中在半導體層序列中存在的半導體材料不受限制，只要至少一個具有有效區(qū)域的半導體層具有電致發(fā)光物質(zhì)。半導體層序列例如能夠包括具有選自如下元素的化合物的單獨的層:銦、鎵、鋁、氮、磷、砷、氧、硅、碳和其組合。但是也能夠使用其他的元素或附加物。具有有效區(qū)域的層序列例如能夠基于氮化物化合物半導體材料或InGaAlP化合物半導體材料?！盎诘锘衔锇雽w材料”在本文中表示:半導體層序列或其至少一部分具有氮化物化合物半導體材料，優(yōu)選為AlnGamIn1^mN或由其構(gòu)成,其中1,0 ^ m ^ I并且n+m ( I。在此,所述材料不必強制具有根據(jù)上式的數(shù)學精確的組分。更確切地說，例如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，出于簡單，上式僅包含晶格的主要組成部分(Al、Ga、In、N)，即使這些主要組成部分能夠部分地由少量的其他物質(zhì)替代和/或補充。
[0019]半導體層序列能夠具有常規(guī)的pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)(SQW結(jié)構(gòu))或多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))作為有效區(qū)域。半導體層序列能夠除了有效區(qū)域之外包括其他的功能層和功能區(qū)域，例如P或η摻雜的載流子傳輸層、即電子或空穴傳輸層、P或η摻雜的約束或包覆層、緩沖層和/或電極以及其組合。涉及有效區(qū)域或其他的功能層和區(qū)域的這樣的結(jié)構(gòu)對于本領域技術(shù)人員尤其在構(gòu)造、功能和結(jié)構(gòu)方面是已知的并且因此在此不詳細闡述。
[0020]根據(jù)另一實施方式，半導體芯片包括發(fā)射輻射或電致發(fā)光的層序列。
[0021]根據(jù)另一實施方案，半導體芯片能夠是激光二極管、共振腔發(fā)光二極管或有機發(fā)光二極管(OLED)。
[0022]根據(jù)一個實施方式，半導體芯片具有擁有半導體材料的載體，所述半導體材料包括硅和其化合物、鍺和其化合物、藍寶石和/或砷化鎵。
[0023]襯底根據(jù)另一實施方式能夠為印刷電路板(PCB)、陶瓷襯底、電路板、鋁板、銅板、塑料澆注件或模壓電路板(SCB)、玻璃或薄膜。襯底能夠包括Al203、A