[发明专利]通过聚光器减小电极的遮挡效果的光电子装置

说明书

本发明提出了一种光电子装置，其尤其适于检测器系统、能量生成系统譬如太阳能电池或者投影仪例如放映机。

本专利申请要求德国专利申请10 2008 030 819.6的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

在印刷物DE 10 2005 033 005 A1中描述了一种具有划分为多个辐射发射区域的有源区带和多个凸面拱起的部分区域的光电子芯片，凸面拱起的部分区域具有比辐射发射区域更大的横向伸展。通过辐射发射区域和凸面拱起的部分区域之间的比例应该实现的是：由这些区域所发射的辐射在小于全反射的边界角的角度下射到部分区域上，使得能够提高辐射耦合输出效率。

要解决的任务在于提出一种低损耗的光电子装置。

根据一个优选的实施形式，光电子装置包括：带有光学结构的光学装置，该光学结构具有多个光学元件；以及带有接触结构的发射辐射或者接收辐射的半导体芯片，该接触结构具有用于电接触半导体芯片的多个接触元件并且与光学结构垂直间隔，其中在将接触结构投影到光学结构的平面中的情况下接触元件设置在光学元件之间的间隙中。

通过垂直间隔可以实现所希望的光学作用，即：将辐射聚束到接收辐射的半导体芯片的辐射入射面的通过接触结构彼此分离的区域中或者将这些区域所发出的辐射通过光学结构来平行定向。

根据一个有利的扩展方案，接触结构施加在半导体芯片的朝向光学装置的辐射穿透面上。对于发射辐射的半导体芯片适用的是，辐射穿透面对应于辐射出射面，而在接收辐射的半导体芯片的情况下该辐射穿透面是辐射入射面。

接触结构优选地仅覆盖半导体芯片的辐射穿透面的部分区域，即通过接触结构不形成对该辐射穿透面的整面覆盖，因此，通过在接触结构上对辐射的吸收所造成的辐射损耗在该被中断的接触结构的情况下降低。

此外，光学结构优选地设置在光学装置的朝向接触结构的辐射穿透面上。对于发射辐射的半导体芯片适用的是，光学装置的辐射穿透面对应于光学装置的辐射入射面，而在接收辐射的半导体芯片的情况下该辐射穿透面是光学装置的辐射出射面。

在接收辐射的半导体芯片的情况下，可以通过光学结构将所透射的辐射聚集到辐射穿透面的在横向上彼此分离的区域中，其中在这些区域之间的辐照度比较强烈地下降。接触结构有利地设置在较低辐照度的中间区域中。较低辐照度的中间区域尤其与光学结构的光学元件之间的间隙相应。接触结构位于主光路之外，使得基本上阻止了由接触结构而造成的遮挡。由此可以强烈地减小辐射损耗。

在发出辐射的半导体芯片的情况下，光学结构有利地实现了接触结构的“隐藏”，使得从半导体芯片来看设置在光学装置之后的面匀化地发光并且不被接触结构中断。通过接触结构产生了彼此分离的发光区域，这些发光区域通过光学装置或者光学结构结合成均匀发光的面。

接触结构可以以包含导电材料尤其是金属的结构化的涂层形式施加到半导体芯片的辐射穿透面上。

光学结构可以由透射辐射的材料来构成。合适的材料例如是玻璃。该材料具有对于短波辐射尤其是紫外辐射比较良好的抗老化性。

光学结构有利地具有周期性结构，即有规律地设置光学结构的光学元件。

根据一个有利的扩展方案，光学元件形成透镜阵列或者光学栅格。例如，透镜阵列可以包括多个有规律地设置的透镜，这些透镜在朝向半导体芯片的侧上具有凸面拱起的表面。半导体芯片的发射辐射或者接收辐射的区带尤其可以位于通过透镜的焦点伸张的平面中或在该平面附近。由此，射到半导体芯片上的辐射通过光学结构在接收辐射的区域中聚焦，而由半导体芯片所发射的辐射通过光学结构来平行定向。

对应于光学结构，接触结构也可以具有周期性的结构。尤其是，接触结构的周期性与光学结构的周期性相一致，即接触元件以与光学元件相同的规律性来设置。

根据一个有利的扩展方案，接触结构由网状设置的接触元件构成。接触元件尤其可以是接触接片。在此情况下优选的是，光学结构在接触结构的间隙的位置处具有光学元件例如透镜。

在一个优选的扩展方案中，光学装置包括聚光器。聚光器在朝向半导体芯片的侧上具有第一开口，第一开口尤其小于设置在背离半导体芯片的侧上的第二开口。借助聚光器可以在辐照度足够的情况下将芯片大小保持为比较小，这降低了材料成本。第二开口可以有利地是第一开口或者半导体芯片的优选对应于第一开口的辐射穿透面譬如10倍到1000倍。聚光器的长度通过第二开口或第一开口以及聚光器的张角来确定。