[发明专利]芯片装置、连接装置、发光二极管以及用于制造芯片装置的方法

说明书

本专利申请要求德国专利申请10 2007 057 242.7和德国专利申请102008 021 618.6的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

本发明涉及一种用于光电子器件的芯片装置，其具有至少一个发射电磁辐射的半导体芯片和连接装置。

目前，优选将所谓的半导体器件用作光源。发光二极管(LED)(也称作电致发光二极管)在此是成本非常低廉的并且有效的光源。对于制造LED芯片的起始点是单晶的基本材料。示例性地，在此提及了硅和锗。硅具有IV价硅原子，其中IV价元素具有四个外层电子用于原子键合。

通过该基本材料的掺杂将供体原子或者受体原子插入到基本材料的晶格中。由此有针对性地改变了基本材料的特性，例如导电性。在例如n掺杂(其中n表示所引入的可自由运动的负电荷)的情况下，V价元素(所谓的供体)被引入硅晶格中并且代替IV价硅原子。V价元素具有五个外层电子可供原子键合使用，使得在结合至硅晶体中时受体的外层电子可自由运动以供使用。在施加电压时，该电子可以做功。在受体原子的位置上形成位置固定的正的键，可自由运动的电子的负电荷与该键相对。对于基本材料的n掺杂例如使用蓝宝石、砷或者锑。

相比而言，在p掺杂(其中p表示可自由运动的正空穴(Loch))的情况下，III价元素(所谓的受体)被引入硅晶格中并且代替IV价硅原子。类似地，III价元素具有三个外层电子用于原子键合。在施加电压时，该空穴表现如可自由运动的正载流子，并且可以类似于带有负电荷的电子做功。在受体原子的位置上，形成位置固定的负电荷，其与可自由运动的空穴的正电荷相对。为了对半导体器件p掺杂例如使用硼、铟、铝或者镓。

同样，III-IV半导体砷化镓可以掺杂以IV价元素碳、硅或金。

LED芯片需要所谓的pn结构(也即p掺杂的材料与n掺杂的材料相连)来发射电磁辐射，。通过施加高于该结构的阈值电压(英语：thresholdvoltage)的电压，由该pn结构发射确定波长的光。在此，光的波长、强度和要施加的电压的大小与相应的pn结构的构造和掺杂类型有关。

LED芯片(＝发光半导体芯片)的结构现在并非一定是相同的。一方面，p掺杂的层可以设置在LED芯片的上侧上，另一方面可以设置在LED芯片的下侧上。这类LED芯片在专业领域称作p上n下(p-up n-down)LED芯片。在此，在上侧是否具有p连接部或n连接部是不重要的。LED芯片的相应的另外的连接部在LED芯片的相应对置的侧上。在连接部之间的衬底在此优选构建为不是电绝缘的，即构建为导电的。

在另一LED结构中不仅n连接部而且p连接部都设置在LED芯片的上侧上。衬底在该情况下理想地构建为电绝缘的。

以下，表述“不同构建的LED芯片或半导体芯片”将等同于不同设置的n连接部或p连接部。

为了提高LED所发射的光功率，为了将不同波长混合和/或为了针对不同要求来优化所发射的光锥，通常将多个发光半导体芯片(LED芯片)设置在共同的壳体中。

为了针对功率光源获得多种布线变形方案，现在例如需要将多个不同构建的半导体芯片安置在共同的装置中或者安置在共同的壳体中。这样的装置也称作芯片装置。为了将不同构建的半导体芯片引入芯片装置内，目前实现了在该装置内的复杂的布线方案。这些布线方案尽管防止了LED芯片的可能的短路并且能够实现各个芯片的单独激励，但只能复杂地实现，由此制造的成本非常高。另外，在该芯片装置中困难的是对于相应的LED芯片实现最优的散热。

本发明的任务是将多个不同构建的半导体芯片设置在芯片装置内而不必设计成本高昂的布线方案，并且此外针对每个单个的半导体芯片实现最优的热连接。

该任务通过在所附的权利要求中所说明的特征来解决。其他有利的扩展方案在从属权利要求中说明。

通过如下方式解决该任务：光电子器件的芯片装置，具有至少一个发射电磁辐射的半导体芯片和连接装置，其中连接装置具有彼此电绝缘的平面，在至少两个平面中设置有至少两个被电绝缘的导体，至少一个平面具有腔，半导体芯片设置在腔内并且具有至少两个连接部位，连接部位的每一个都分别与导体之一导电连接并且平面的至少一个是散热平面。