[发明专利]光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法

说明书

本发明涉及一种光电子半导体器件(1)，具有半导体本体(10)，所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域(103)和耦合输出面(10A)，所述有源区域具有多个可彼此独立操控的发射区域(50)。此外，光电子半导体器件(1)包括波长转换元件(30)，所述波长转换元件借助于金属分离器(301)具有彼此光学分离的转换区域(60)，并且所述波长转换元件沿所述有源区域(103)的所述主放射方向位于所述半导体本体(10)的下游。所述发射区域(50)至少部分地对准所述转换区域(60)并且与所述转换区域(60)一对一地相关联。此外提出一种用于制造光电子半导体器件(1)的方法。

技术领域

提出一种光电子半导体器件和一种用于制造光电子半导体器件的方法。光电子半导体器件尤其能够是发射辐射的光电子半导体器件，所述光电子半导体器件在运行时发射电磁辐射，例如光。

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具有改进的光学特性。

另一要实现的目的在于，提出一种用于制造光电子半导体器件的方法，所述方法能够实现简化的制造。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，光电子半导体器件包括半导体本体，所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域、多个可相互独立地操控的发射区域和耦合输出面。有源区域优选横向于半导体本体的主放射方向延伸并且包括pn结，优选双异质结构、单量子阱结构(SQW，single quantum well)或者特别优选地，包括多量子阱结构(MQW，multi quantum well)以产生辐射。半导体本体优选在生长衬底上外延生长。

光电子半导体器件优选具有唯一的外延生长的半导体本体。此外，半导体本体优选包括全部发射区域。尤其，光电子半导体器件是像素化的发射器。

主放射方向是下述方向，由半导体本体发射的电磁辐射的主要部分沿着该方向放射。半导体本体的耦合输出面与此相应地横向于、优选垂直于主放射方向设置，在有源区域中产生的电磁辐射的至少一部分通过所述耦合输出面耦合输出。此外，关于半导体本体的主延伸平面，主放射方向横向于、优选垂直于该主延伸平面设置，使得换言之，半导体本体的耦合输出面和主延伸平面优选彼此平行地定向。

根据光电子半导体器件的至少一个实施形式，光电子半导体器件包括波长转换元件，所述波长转换元件借助于金属分离器具有彼此光学分离的转换区域，并且所述波长转换元件沿有源区域的主放射方向位于半导体本体的下游。波长转换元件将由有源区域产生的辐射至少部分地转换为其它波长的辐射。

波长转换元件优选用基质材料形成，例如聚合物，例如硅树脂、环氧树脂或包含硅树脂、环氧树脂和/或其他聚合物的杂化材料，所述杂化材料填充有转换材料的颗粒。用于基质材料的其它有利的材料例如是无机溶胶-凝胶材料，如氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铪或氧化锆。此外，波长转换元件也能够构成为陶瓷的波长转换元件，优选具有陶瓷基质材料，所述陶瓷基质材料填充有转换材料颗粒。

尤其陶瓷颗粒、发荧光的有机分子/聚合物或者还有量子点适合作为转换材料。量子点是下述结构，在所述结构中载流子在其在所有三个空间方向上的可运动性方面受到限制，使得其能量仅还具有离散值。量子点吸收电磁辐射并且重新发射在期望的光谱范围内的所述电磁辐射。

转换材料的颗粒的直径优选是尽可能小的。转换颗粒的D50直径优选在位于20μm和0.5μm之间的范围中，并且特别优选在位于1μm和5μm之间的范围中。在此平均粒径可理解为D50直径。换言之，D50直径表示，50％的颗粒小于所提出的值。

光学分离通常通过在两个相邻的光源之间的进行吸收的或进行反射的层产生。光学分离的转换区域当前通过金属分离器形成，所述金属分离器设置在相应的转换区域之间。光学分离尤其有利于增加相邻的转换区域的对比度。