[发明专利]光电子半导体器件和散射体

说明书

技术领域

本发明提出一种光电子半导体器件。此外，提出一种用于光电子半导体器件的散射体。

发明内容

要实现的目的在于提出一种光电子半导体器件，所述光电子半导体器件显示出近似稳定的光谱发射特性。此外，要实现的目的在于提出一种用于这样的半导体器件的散射体。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，所述光电子半导体器件包括一个或多个光电子半导体芯片。所述半导体芯片尤其为基于III-V-半导体材料的半导体芯片。例如，半导体芯片基于例如为Al_nIn_1-nGa_mN的氮化物化合物半导体材料或者基于Al_nIn_1-nGa_mP，其中相应地0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，所述材料能够具有一种或多种掺杂物以及附加的成分。然而，为了简单性，仅提出晶格的主要成分，也就是Al、Ga、In、N或P，即使所述主要成分能够部分地由少量的其他物质替代和/或补充。优选地，光电子半导体芯片设置成，在半导体器件运行时，产生例如在蓝色的、绿色的、黄色和/或红色的光谱范围内的可见辐射。所述辐射产生优选地在至少一个有源区中进行，所述有源区包含至少一个量子阱结构和/或至少一个pn结。

半导体器件的全部半导体芯片能够是结构相同的。替选地，可能的是，半导体器件包含不同类型的、尤其是基于不同的半导体材料的半导体芯片，所述半导体芯片优选地设置成用于在不同的光谱范围内发射。

根据至少一个实施形式，光电子半导体器件是发光二极管，缩写为LED。换言之，那么半导体器件发射不相干辐射。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，所述光电子半导体器件包括至少一个散射体。散射体具有对辐射而言能穿透的、优选地清晰可见的以及透明的基体材料，在所述基体材料中嵌入散射颗粒。散射颗粒由颗粒材料构成。颗粒材料不同于基体材料。

根据散射体的至少一个实施形式，所述散射体设置成没有引起或几乎没有引起由半导体芯片发射的辐射的光谱的变化。尤其地，散射体不含过滤介质和/或不含转换介质，所述转换介质设置成用于对由半导体芯片发射的辐射进行部分的或完全的波长转换。那么因此，散射体仅仅或基本上设置成用于对由半导体芯片发射的辐射进行散射和/或反射，而不用于对所述辐射进行吸收或光谱转化。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，散射体设置在至少一个所述半导体芯片下游。如果半导体器件具有多个结构相同的半导体芯片，那么共同的散射体设置在半导体芯片下游，或者尤其地，在所述半导体芯片中的每一个下游设置有各自的散射体。如果半导体器件具有彼此不同的、结构不同的半导体芯片，那么可仅在半导体芯片中的一部分下游设置有散射体。设置在下游尤其意味着，散射体沿着主发射方向跟随着半导体芯片。散射体能够直接设置在半导体芯片处或半导体芯片上。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，在温度改变时，基体材料和颗粒材料之间的折射率差异改变。换言之，基体材料的折射率的依据温度的变化曲线不同于颗粒材料的折射率的依据温度的变化曲线。

例如，不仅对于基体材料而且对于颗粒材料而言，能够近似地由直线对于重要温度范围内的温度的折射率进行描述。那么，描述基体材料以及颗粒材料的依据温度的折射率的直线能够具有彼此不同的斜率。所述斜率能够具有相同的或者不同的符号。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，在温度为300K时，基体材料和颗粒材料之间的折射率差异最高为0.15，优选最高为0.10，尤其最高为0.07或者最高为0.05。也就是说，在室温时，基体材料和颗粒材料之间的折射率差异相对较小。然而，优选地，折射率彼此不同，使得折射率差异不为零。

在光电子半导体器件的至少一个实施形式中，所述光电子半导体器件具有一个或多个光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片尤其设为用于发射可见光。此外，半导体器件包括至少一个散射体，所述散射体包含辐射能穿透的、优选为透明的基体材料和嵌入所述基体材料中的由颗粒材料构成的散射颗粒。散射体设置在至少一个所述半导体芯片下游，尤其沿着半导体芯片的主发射方向设置在其下游。在温度改变时，基体材料和颗粒材料之间的折射率差异改变。当温度为300K时，基体材料和颗粒材料之间的折射率差异最高为0.15。