[发明专利]半导体器件和用于制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种半导体器件以及用于制造半导体器件的方法。

相关申请的交叉参引

本申请要求德国专利申请10 2010 024 545.3的优先权，其公开内容在此通过引用并入本文。

背景技术

为了提高由例如发光二极管的发射辐射的半导体器件所发射的辐射功率，能够将半导体芯片在其层结构或其几何形状方面进行修改。然而，这是耗费的和高成本的。

发明内容

一个目的是提供一种半导体器件，其中提高在运行时发射的辐射功率。此外，应提出一种用于制造这种半导体器件的方法，借助于所述方法能够简化地并且可靠地制造这种器件。

所述目的通过根据独立权利要求所述的半导体器件或制造方法来实现。其他的设计方案和有利方案是从属权利要求的主题。

根据一个实施形式，半导体器件具有光电子的半导体芯片和设置在半导体芯片的辐射穿透面上的光学元件。光学元件以高折射率的聚合物材料为基础。

光学元件由于其高折射率的特性而能够改进地有助于降低半导体芯片和环境之间的折射率突变。

以高折射率的聚合物材料“为基础”在本文中表示，高折射率的聚合物材料形成光学元件的基本材料。在作为基本材料的高折射率的聚合物材料中能够混合有另外的材料，例如扩散材料和/或用于转换在半导体芯片中产生的辐射的发光转换材料。

优选地，光学元件包含重量比为至少80%的高反射的聚合物材料。

在一个改进形式中，在高反射的聚合物材料中设有用于提高折射率的纳米微粒。纳米微粒适当地具有与高折射率的聚合物材料的折射率相比更大的折射率。纳米微粒在其平均大小方面适当地构成为，使得所述纳米微粒不吸收和/或至少基本不吸收要由半导体器件产生和/或接收的辐射。

在本申请的范围内，高折射率的材料理解成折射率至少为1.50的材料。

优选地，光学元件的、尤其是光学元件的聚合物材料的折射率最低为1.52，尤其优选最低为1.54。此外，光学元件的折射率有利地与半导体器件的朝向光学元件的半导体材料的折射率相比更小。

在一个优选的设计方案中，光学元件包含硅树脂、环氧化物或杂化材料。例如，二苯基硅氧烷的出色之处在于1.54的相对高的折射率。

光学元件用于穿透半导体芯片的辐射穿透面的辐射的射束形成。在此，射束形成能够尤其涉及空间的和/或光谱的辐射特征。

在一个设计方案中，光学元件在背离半导体芯片的一侧上至少局部地弯曲，尤其在半导体器件的俯视图中凸形地弯曲。因此，光学元件能够满足辐射成束的透镜的功能。

在横向方向上，光学元件优选最多延伸至半导体芯片的一个侧面，所述侧面在横向方向上对半导体芯片限界。因此，光学元件在横向方向上没有突出于半导体芯片。在有疑问时，横向方向理解成沿着半导体芯片的半导体层的主延伸平面延伸的方向。

因此，在横向方向上对半导体芯片限界的侧面能够没有光学元件的材料。

在一个设计方案变型形式中，光学元件优选地直接地邻接半导体芯片。尤其地，光学元件在制造半导体器件时被模制到半导体芯片上。

在一个替选的设计方案变型形式中，光学元件是预制的，并且此外优选借助于连接层固定在半导体芯片上。

在一个优选的改进形式中，将发光转换材料嵌入到光学元件中。发光转换材料设置用于，至少部分地吸收在运行时在半导体芯片中产生的辐射并且转换成另一波长的辐射。

在另一优选的改进形式中，在光学元件的背离半导体芯片的一侧上设置有另一个光学元件，所述另一个光学元件以高折射率的聚合物材料为基础并且此外优选凸形地弯曲。

在该情况下，光学元件能够用于光谱的射束形成并且另一个光学元件用于空间的射束形成。

设置在半导体芯片和光学元件之间的连接层优选地构成为高折射率的。尤其地，连接层的折射率优选大于或等于邻接的光学元件的折射率。连接层能够以高折射率的聚合物材料为基础，例如以高折射率的硅树脂为基础。

在另一个优选的设计方案中，半导体器件具有包套，半导体芯片嵌入到所述包套中。优选地，包套至少局部地、尤其优选完全地覆盖光学元件。包套优选至少局部地直接邻接于光学元件。

包套优选具有与光学元件的折射率相比更小的并且必要时与另一个光学元件的折射率相比更小的折射率。

此外优选地，包套在背离半导体芯片的一侧上至少局部地构造成是透镜形的。借助于包套的形状能够调整半导体器件的空间的辐射特征。