[发明专利]光电子半导体器件及其制造方法

说明书

本发明申请是申请日期为2008年8月11日、申请号为“200880103803.2”、发明名称为“光电子半导体器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

本发明专利申请要求德国专利申请102007039291.7的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种光电子半导体模块和一种用于制造光电子半导体模块的方法。

发明内容

本发明的任务是，提出一种光电子半导体模块，该光电子半导体模块具有特别好的光学特性。

该任务通过根据所附的权利要求所述的光电子半导体模块和用于制造光电子半导体模块的方法来解决。该半导体模块和该方法的有利的扩展方案和改进方案在从属权利要求中给出。权利要求的公开内容通过引用结合于说明书中。

根据本发明的光电子半导体模块具有芯片支承体，发光半导体芯片安装在该芯片支承体上。

根据本发明的光电子半导体模块具有：芯片支承体；安装在该芯片支承体上的发光半导体芯片；以及盖元件，该盖元件具有至少部分透光的盖板和框架部分，该盖板设置在半导体芯片的背离芯片支承体的侧上，其中

-该框架部分侧面地包围半导体芯片，以无接合层的方式与盖板连接，并且在该框架部分远离盖板的侧上与芯片支承体连接，

-该盖板具有光耦合输出区域，光通过该光耦合输出区域从该光电子半导体模块耦合输出，以及

-该盖板局部地设置有反射性的和/或吸收性的层，使得该光耦合输出区域具有非对称的形状。

芯片支承体例如包含陶瓷材料，例如氮化铝。在一个扩展方案中，芯片支承体具有印制导线结构用于电接触发光半导体芯片。在一个改进方案中，芯片支承体具有多层结构，并且具有印制导线结构，该印制导线结构部分地在芯片支承体内部延伸。例如，芯片支承体是金属芯电路板。于是特别是实现了一种印制导线结构，其具有两个印制导线，它们在芯片支承体的主延伸平面的俯视图中相交和/或交叉并且彼此电绝缘。

发光半导体芯片优选是发光二极管(LED：light emitting diode)。可替选地，其可以是有机发光二极管(OLED：organic light emitting diode)或者激光二极管。

在下面结合发光半导体芯片来描述光电子半导体模块。然而可替选地，替代发光半导体芯片也可以使用接收光的半导体芯片如光电二极管，或者使用发光并且接收光的半导体芯片。

“发光”和“接收光”在本上下文中理解为，半导体芯片发射和/或检测在红外、可见和/或紫外光谱范围中的电磁辐射。

发光半导体芯片尤其是具有有源半导体层序列，该有源半导体层序列包括pn结、双异质结构、单量子阱或者多量子阱(MQW)，用于生成光和/或用于接收光。

在此，名称量子阱结构并未阐明在量化的维度方面的含义。由此，该名称尤其是包括量子槽、量子线和量子点以及这些结构的任意组合。在出版物WO 01/39282、US 5,831,277、US 6,172,382 B1和US 5,684,309中描述了MQW结构的例子，它们就此而言的公开内容通过引用结合于此。

在一个扩展方案中，半导体芯片是薄膜半导体芯片。

薄膜半导体芯片的特色尤其在于以下有代表性的特征的至少之一：

-在外延的有源半导体层序列的朝向外延支承元件的第一主面上施加或者构建有反射性的层，该层将有源半导体层序列中产生的光的至少一部分反射回该半导体层序列中；

-薄膜半导体芯片包括外延支承元件，该外延支承元件不是其上外延地生长有有源半导体层序列的生长衬底，而是独立的外延支承元件，该外延支承元件事后固定在外延的有源半导体层序列上，

-外延的有源半导体层序列的生长衬底被从外延的有源半导体层序列去除或者薄化，使得该生长衬底与外延的有源半导体层序列一同并非独自是自由支承的，或者

-外延的有源半导体层序列具有在20μm或者更小范围中的厚度，特别是在10μm或者更小范围中的厚度。

外延支承元件优选构建为对于半导体芯片发射的辐射是可透射的。

此外，外延的有源半导体层序列优选包含带有至少一个面的至少一个半导体层，所述面具有混匀结构(Durchmischungsstruktur)，该混匀结构在理想情况下导致光在外延的外延半导体层序列中的近似各态历经的分布，即其具有尽可能各态历经的随机散射特性。