CN106030830A - 用于制造光电子的半导体器件的方法和光电子的半导体器件 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于制造光电子的半导体器件(100)的方法，其中提供具有载体主侧(11)的载体(1)。此外，提供多个已分割的光电子的半导体芯片(2)，其中半导体芯片(2)分别具有主发射侧(21)和与主发射侧(21)相对置的接触侧(22)。将已分割的半导体芯片(2)随后施加到载体主侧(11)上，使得接触侧(22)分别朝向载体主侧(11)。在半导体芯片(2)之间的区域中施加掩模框(3)，其中掩模框(3)是由隔板(31)构成的栅格。在载体主侧(11)的俯视图中，每个半导体芯片(2)环形地由隔板(31)包围。用转换材料(4)将半导体芯片(2)浇注为，使得在半导体芯片(2)上分别形成转换元件(41)。在此，转换元件(41)至少部分地覆盖相应的半导体芯片(2)的主发射侧(21)。随后移除载体(1)。在另一步骤中，从掩模框(3)中分离出光电子的半导体器件(100)，其中掩模框架(3)被破坏。
Description
技术领域
提出一种用于制造光电子的半导体器件的方法。此外，提出一种光电子的半导体器件。
发明内容
待实现的目的在于，提出一种用于尽可能简单且有效地制造光电子的半导体器件的方法，所述光电子的半导体器件具有均匀的光耦合输出。另一待实现的目的在于，提出一种光电子的半导体器件，所述光电子的半导体器件具有均匀的光耦合输出。
这些目的尤其通过根据独立权利要求的用于制造光电子的半导体器件的方法和光电子的半导体器件实现。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
根据所述方法的至少一个实施方式，提供具有载体主侧的载体。载体例如能够是蓝宝石载体或金属载体或由塑料构成的载体。
根据所述方法的至少一个实施方式，提供一个或多个单个的光电子的半导体芯片。在此，半导体芯片优选分别具有主发射侧和与主发射侧相对置的接触侧。由半导体芯片产生的光能够经由主发射侧从半导体芯片中耦合输出。接触侧优选用于电接触半导体芯片。在此，优选没有光经由接触侧从半导体芯片中耦合输出。主发射侧和接触侧经由侧面彼此连接。在此，侧面横向于主发射侧伸展并且能够如主发射侧那样设置用于光耦合输出。
半导体芯片优选包括一个或多个半导体层序列。至少一个半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料、如AlnIn1-n-mGamN，或者是磷化物化合物半导体材料、如AlnIn1-n-mGamP，或者也可以是砷化物化合物半导体材料、如AlnIn1-n-mGamAs，其中分别有0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，半导体层序列能够具有掺杂剂以及附加的组成部分。然而，为了简单起见，仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使这些组成部分能够部分地通过少量其他物质替代和/或补充时也如此。
半导体芯片例如具有沿着主发射侧的至少为250μm或400μm或600μm的横向扩展。作为替代方案或附加方案，横向扩展至多为2000μm或1100μm或700μm。半导体芯片的垂直于主发射侧测量的高度优选为至少5μm或50μm或200μm。作为替代方案或附加方案，半导体芯片的高度≤400μm或≤350μm或≤300μm。
根据所述方法的至少一个实施方式，将被分割的半导体芯片施加到载体主侧上，使得半导体芯片的接触侧分别朝向载体主侧。在此，接触侧能够直接放置在载体主侧上或者通过中间层与载体主侧分开。
根据所述方法的至少一个实施方式，至少在半导体芯片之间的区域中施加掩模框。掩模框在此是由多个相交的隔板构成的栅格。隔板设置为用于使半导体芯片彼此分离。在载体主侧的俯视图中，在施加掩模框之后，每个半导体芯片或者也可以是半导体芯片的组环形地由掩模框的隔板部分地或完全地包围。隔板例如能够以矩形的或六边形的栅格的方式设置，使得半导体芯片分别由通过隔板构成的矩形的或六边形的框架包围。
根据所述方法的至少一个实施方式，随后用转换材料浇注半导体芯片，使得在半导体芯片上分别沉积由转换材料构成的层，所述层随后构成转换元件。在此，转换元件至少部分地或完全地覆盖相应的半导体芯片的主发射侧。在此并且在下文中，由光电子的半导体芯片和转换元件构成的复合物称作光电子的半导体器件。
在半导体芯片上的由转换材料构成的层的厚度优选为至多20μm或50μm或100μm。作为替代方案或附加方案，转换元件的厚度≤200μm或≤250μm或≤150μm。在此，层的厚度分别垂直于半导体芯片的面来测量，由转换材料构成的层被施加到所述面上。
为了用转换材料浇注半导体芯片，转换材料例如能够施加到掩模框上并且借助于压印法、例如借助于印刷刮刀在隔板之间的中间区域中压印到半导体芯片上。此外可能的是，转换材料是液态的或粘性的材料，所述材料施加在掩模框上并且随后独立地在没有外部压力的情况下流入隔板之间的区域中并且在那分布在半导体芯片上。因此，相应的转换元件例如通过如下方式产生：干燥或硬化转换材料。
根据所述方法的至少一个实施方式，在施加转换材料之后移除载体。通过移除载体，优选至少部分地露出半导体芯片的接触侧。特别地，在此露出接触侧的如下区域，所述区域必须是露出的以便实际接触半导体芯片。为了移除载体，例如能够将载体逐层地剥蚀，经由化学工艺溶解或作为整体从半导体芯片剥离。
根据所述方法的至少一个实施方式，随后将光电子的半导体器件从掩模框中移除。在进行分离出时，掩模框架会完全被破坏。例如能够借助于溶剂分离或溶解掩模框。作为替代方案，也可行的是，拆开或打破将掩模框的各个隔板。在分离出半导体器件时，有利地完全移除掩模框，使得半导体器件随后不具有掩模框。也已经能够通过分离载体来进行从掩模框中的分离出和/或掩模框的破坏。
在用于制造光电子的半导体器件的方法的至少一个实施方式中，提供具有载体主侧的载体。此外，提供一个或多个单个的光电子的半导体芯片，其中半导体芯片分别具有主发射侧和与主发射侧相对置的接触侧。在此，接触侧设置为用于电接触半导体芯片。被分割的半导体芯片随后施加到载体主侧上，使得接触侧分别朝向载体主侧。此外，至少在半导体芯片之间的区域中施加掩模框，其中掩模框是由隔板构成的栅格。在载体主侧的俯视图中，每个半导体芯片环形地由掩模框的隔板包围。在另一步骤中，用转换材料将半导体芯片浇注为，使得在半导体芯片上分别形成转换元件。在此，转换元件至少部分地覆盖相应的半导体芯片的主发射侧。随后移除载体，其中至少部分地露出半导体芯片的接触侧。在另一步骤中，将光电子的半导体器件从掩模框中分离出，其中掩模框架被破坏。
借助于在此所描述的方法，能够尤其有效并且简单地制造多个光电子的半导体器件。因为施加掩模框作为牺牲层，所以在半导体芯片上的转换元件的形状能够自由地设计，所述牺牲层在分离半导体器件时能够被破坏。此外，对于半导体器件而言借助于破坏掩模框的分割工艺是尤其简单的。不同的半导体器件既不必经由锯割也不必经由基于激光的分离法彼此分离。由此降低半导体芯片和/或转换元件在分割工艺中受损伤或被污染的风险。因此，有利的是，在这里所描述的方法中也使用具有敏感的发光物质的转换材料。
根据所述方法的至少一个实施方式，为了施加掩模框执行中间步骤。在第一中间步骤中，为此将有机的掩模材料的层施加到半导体芯片上和半导体芯片之间。在此，掩模材料优选完全地覆盖每个半导体芯片的主发射侧和侧面。有机的掩模材料优选是自硬的、例如根据温度硬化的有机材料。特别地，掩模材料能够是光敏漆。掩模层的垂直于载体主侧测量的厚度例如为至少100μm或200μm或500μm。作为替代方案或附加方案，掩模层的厚度≤1000μm或≤800μm或≤700μm。
根据所述方法的至少一个实施方式，将由掩模材料构成的层结构化。通过结构化至少部分地露出半导体芯片，使得产生包围半导体芯片的掩模框。在此，结构化例如能够经由自由射束光学装置，简称LDI来实现。为了构成具有弯曲的侧面或侧沿的隔板，由掩模材料构成的层也能够由多个单层构成，所述单层例如具有不同的光敏度。例如，由掩模材料构成的层为此不仅具有正性的光刻胶而且具有负性的光刻胶，也就是说，不仅具有在光照下可溶的光刻胶而且具有在光照下不可溶的光刻胶。但是作为替代方案，也可能的是，借助于3D印刷法制造掩模框。
根据所述方法的至少一个实施方式，掩模材料在施加之后硬化。在硬化之后，掩模材料优选是形状稳定的和/或坚硬的和/或脆性的和/或易碎的。在此，例如将形状稳定理解为：由掩模材料制成的掩模框不会因例如会在借助于印刷法施加转换材料时出现的机械负荷而变形。特别地，掩模框是持久地形状稳定的，即至少在施加转换材料期间、优选直至掩模框架被破坏都是形状稳定的。
在将由掩模材料构成的层结构化时，能够将所产生的隔板和半导体芯片的侧面之间的间距有利地调节到明确规定的、尤其恒定的值上。为此，能够在将掩模层结构化之前测量每个半导体芯片在载体上的位置。这例如允许生产如下掩膜框，所述掩膜框的隔板厚度和取向调整都是独特的。
根据所述方法的至少一个实施方式，掩模框的隔板具有侧沿。在此，侧沿横向于载体的载体主侧伸展并且分别朝向一个或多个半导体芯片。隔板的侧沿能够是平面的或平坦的，因此侧沿不具有弯曲部。作为替代方案，可行的是，侧沿具有弯曲部、例如凹状的弯曲部。在此例如将凹状的弯曲部理解为：隔板的宽度在远离载体主侧的方向上首先减小随后再次增加。同样地，隔板的宽度在远离载体的方向上能够单调地增加或单调地减小或也能够首先增加并且随后减小。
例如，一个或多个隔板或每个隔板在隔板的中间区域中具有最小宽度。此外，隔板在隔板的朝向载体主侧的下端部上能够具有第一最大宽度。在隔板的背离载体主侧的上端部上，隔板例如具有第二最大宽度。最小宽度例如为第一和/或第二最大宽度的至少70％或50％或20％。第一和第二最大宽度优选彼此相差小于20％或10％或5％。在此，中间区域例如在从载体主侧起测量出的高度中设置，所述高度为隔板的总高度的至少30％或40％或50％。作为替代方案或附加方案，中间区域例如位于小于隔板的总高度的80％或70％或60％的高度上。在此，隔板的高度限定为隔板的垂直于载体主侧的扩展。
根据所述方法的至少一个实施方式，掩模框的隔板侧向地与半导体芯片隔开，使得在半导体芯片和隔板之间产生间隙，在所述间隙中优选露出载体主侧。在载体主侧的俯视图中，半导体芯片环形地由间隙至少部分地、尤其完全地包围。
在浇注时，间隙例如由转换材料填满。由此产生的转换元件部分地或完全地环绕相应的半导体芯片的主发射侧和露出的侧面成形。术语“环绕成形”意味着，转换元件形状配合地包围半导体芯片并且在此在局部地或整面地与半导体芯片直接接触。
此外，转换元件能够至少部分地环绕隔板的侧沿成形并且在此形状配合地仿效侧沿。换言之，转换元件的背离半导体芯片的外面因此至少部分地具有隔板的侧沿的阴模。也就是说，尤其转换元件的外面的形状至少部分地通过掩模框的隔板的形状预设。因此，隔板的凹状的侧沿形状例如在转换元件的部分凸状成形的外面中产生。
根据所述方法的至少一个实施方式，掩模框的内棱边部分地或完全地倒圆。掩模框的内棱边分别朝向至少一个半导体芯片并且由两个相交的、相对于彼此横向伸展的隔板形成。由于掩模框的倒圆的内棱边能够实现：转换元件具有倒圆的外棱边。
根据所述方法的至少一个实施方式，在施加转换材料之前将反射性材料引入半导体芯片和隔板之间的间隙中。在此，半导体芯片的露出的侧面至少部分地由反射层覆盖。在此，反射层优选至少部分地覆盖半导体芯片的所有侧面，使得在载体主侧的俯视图中，反射层形成围绕半导体芯片的连续的轨道。例如能够通过使用另一掩模防止主发射侧由反射性材料润湿，其中所述另一掩模保护半导体芯片的主发射侧。此外，半导体芯片的主发射侧能够用如下材料覆层，所述材料防止由反射性材料润湿。
反射层例如具有银或铝或铂或者由这类材料构成。此外，反射层能够具有氧化钛颗粒，所述氧化钛颗粒例如嵌入硅酮基体材料中。
反射层尤其覆盖侧面的邻接于半导体芯片的接触面的区域。例如，反射层在半导体芯片的侧面上从接触侧延伸直至如下高度，所述高度为半导体芯片的总高度的至多80％或50％或5％。然而，尤其反射层也能够完全地覆盖侧面并且与半导体芯片的主发射侧齐平。反射层例如用于使经由侧壁从半导体芯片中出射的光朝主发射侧转向。
反射层以及转换元件能够形状配合地仿效掩模框架的隔板的侧沿的一部分。也就是说，在光电子的半导体器件的外面上，优选形成在反射层和转换元件之间的齐平的过渡部，而在反射层和转换元件之间的过渡区域中不产生凹口或突起或***部或缝隙。
根据所述方法的至少一个实施方式，转换元件不具有接缝结构。在此，将接缝结构理解为转换元件中因制造工艺产生的***部或凹陷部。这种接缝部位例如在注塑成型法中产生。在此，注塑成型模板通常由两个或更多个接合的子模板构成。在两个子模板之间的接触面的区域中通常形成小的缝隙。在浇注时，该缝隙例如仿造转换元件的外面上的***部的形状。因为在这里所描述的方法中模板是一件式的、连续的掩模，所以在此所描述的方法中有利地不产生这种接缝结构。
根据所述方法的至少一个实施方式，掩模框或隔板具有如下高度，所述高度大于半导体芯片的高度。在此，所述高度分别垂直于载体主侧测量。半导体芯片优选仅用转换材料浇注至，使得两个相邻的半导体芯片的所产生的所述转换元件不连贯。也就是说，尤其半导体器件连同施加在其上的转换元件的总高度小于掩模框的高度。
根据所述方法的至少一个实施方式，将转换元件施加到半导体芯片上，使得所产生的转换元件在半导体芯片的主发射侧上构成拱顶状的和/或透镜状的形状。为了实现这种形状，转换材料能够具有触变性的和/或粘性的材料，例如转换材料在施加时的粘度至少是102Pa·s或103Pa·s或104Pa·s。
根据所述方法的至少一个实施方式，载体是粘结膜。在粘结膜的载体主侧上施加有粘结层。在此，粘结层例如具有至少2μm或5μm或10μm的厚度。作为替代方案或附加方案，粘结层的厚度≤50μm或≤30μm或≤20μm。
根据所述方法的至少一个实施方式，在半导体芯片的接触侧上施加接触垫作为***部。接触垫例如是金属的并且例如具有银或金或铝。接触垫的厚度优选为至少5μm或10μm或20μm。作为替代方案或附加方案，接触垫的厚度≤50μm或≤40μm或≤30μm。接触垫尤其设置为用于半导体芯片的电接触。
根据所述方法的至少一个实施方式，在将半导体芯片施加到由粘结层覆盖的粘结膜上时，将接触垫完全地或部分地压入粘结层中。在此，接触垫例如能够以1μm或1.5μm或2μm的深度进入粘结层中。作为替代方案或附加方案，接触垫进入粘结层中不多于5μm或4μm或3μm。有利地，接触垫通过粘结层来保护免受随后施加的转换材料或反射性材料。在剥离粘结膜和分割半导体器件之后，接触垫因此是至少部分地露出的。这允许相应的半导体器件的随后的接触。
根据所述方法的至少一个实施方式，在所述方法中，用转换材料或反射性材料至少部分地覆盖接触面的设置在接触垫之间的区域。作为替代方案，也可行的是，接触面保持不具有转换材料或反射性材料。为了实现上述目的，例如用如特氟隆的材料对接触垫之间的区域覆层，所述材料防止由转换材料或反射性材料润湿。此外可考虑的是，半导体芯片压入粘结层中至，使得接触侧的所有区域由粘结层覆盖，并且在粘结层和接触面之间不产生缝隙。
根据所述方法的至少一个实施方式，转换材料具有基体材料。将有机的或无机的发光物质、例如呈发光颗粒形式的发光物质引入到基体材料中。基体材料例如能够是有机材料如硅酮或树脂。发光物质例如是陶瓷的发光物质，如掺杂有稀土的钇铝石榴石、简称YAG，或者镥铝石榴石、简称LUAG。此外，发光物质能够是掺杂有稀土的碱土氮化硅或碱土氮化铝硅。
发光颗粒尤其设置用于将由半导体芯片发射的第一波长范围的光至少部分地转换为第二波长范围的光。然后，已制成的半导体器件在运行时例如发射具有第一波长范围的和第二波长范围的光的份额的混合光。半导体芯片例如发射蓝光或UV光，所述蓝光或UV光由发光材料吸收并且被转换为黄绿色的或橘红色的光。由半导体器件发射的混合光例如是白光。
此外提出一种光电子的半导体器件。在此所描述的光电子的半导体器件能够借助于在此所描述的方法制造。也就是说，结合制造方法所公开的所有特征对于光电子的半导体器件而言也是公开的并且反之亦然。
根据光电子的半导体器件的至少一个实施方式，该光电子的半导体器件包括光电子的半导体芯片。在此，半导体芯片具有主发射侧和与主发射侧相对置的接触侧。接触侧设有接触垫，其中所述接触垫用于光电子的半导体器件的电接触。此外，光电子的半导体芯片具有侧面，所述侧面横向于主发射侧定向并且使主发射侧和接触侧彼此连接。
根据光电子的半导体器件的至少一个实施方式，该光电子的半导体器件具有转换元件。转换元件至少覆盖半导体芯片的主发射侧。作为附加方案，半导体芯片的侧面能够部分地或完全地由转换元件覆盖。转换元件设置为用于转换来自半导体芯片的光。
根据光电子的半导体器件的至少一个实施方式，在主发射侧的俯视图中，转换元件在所有方向上超出半导体芯片。也就是说，在俯视图中，转换元件完全地覆盖半导体芯片。
根据光电子的半导体器件的至少一个实施方式，施加到半导体芯片上的转换元件具有外棱边和外面。在此，外面是转换元件的背离半导体芯片的侧，外棱边是外面之间的连接棱边。转换元件的外棱边能够部分地或完全地倒圆。特别地，转换元件的所有外棱边能够是完全地倒圆的。在此，外棱边优选被倒圆至，使得外棱边和半导体芯片上的点之间的最小间距与在面和半导体芯片上的点之间的间距相差不大于5％或10％或20％。
被倒圆的外棱边的半径与转换元件的平均厚度相比优选以类似的大小来选择。被倒圆的外棱边的半径例如为转换元件的平均厚度的至少10％或50％或90％。作为替代方案或附加方案，所述半径是转换元件的平均厚度的至多1000％或200％或110％。通过这样倒圆的外棱边补偿从半导体芯片中耦合输出的光束在整个转换元件中的光程。这引起半导体器件的色角特性改善。
附图说明
在下文中，根据实施例详细阐述在此所描述的用于制造光电子的半导体器件的方法以及在此所描述的光电子的半导体器件。在此，相同的附图标记说明在各个附图中的相同的元件。然而，在此不以合乎比例的关系进行示出，更确切地说，为了更好的理解能够夸大地示出各个元件。
附图示出：
图1a至4示出用于制造光电子的器件的不同的方法步骤的实施例的横截面图，
图5a和5b示出用于制造光电子的器件的不同的方法步骤的实施例的示意俯视图，
图6a至6c示出光电子的器件的实施例的侧视图和俯视图。
具体实施方式
在图1a中示出用于制造光电子的器件的一个方法步骤的实施例。将多个已分割的半导体芯片2施加到具有载体主侧11的载体1上。在此，半导体芯片2分别具有主发射侧21和与主发射侧21相对置的接触侧22。主发射侧21和接触侧22通过半导体芯片2的侧面23彼此连接。在每个半导体芯片2的接触侧22上施加接触垫220，所述接触垫设置为用于半导体芯片2的电接触。因此，将半导体芯片2施加到载体1上，使得接触侧22分别朝向载体主侧11。
在图1b的方法步骤中示出另一方法步骤。将有机的掩模层31涂覆到半导体芯片2上并且涂覆到半导体芯片之间。在此，掩模层31优选完全地覆盖露出的侧面23和主发射侧21。掩模层31例如是光敏的漆层31。漆层的厚度例如为200μm。
在图1c中示出另一方法步骤。在此，将漆层31结构化并且使其硬化。例如能够借助于自由射束光学装置、简称LDI来实现结构化。通过将漆层31结构化来产生掩模框3，所述掩模框由多个栅格状设置的隔板30构成。此外，通过结构化使半导体芯片2露出。
在根据图1c的方法步骤中，隔板30在横截面图中示出，其中隔板的主延伸方向垂直于视图平面伸展。隔板30具有侧沿33，其中侧沿33横向于载体主侧11伸展并且分别朝向半导体芯片2。从相应的半导体芯片2起观察，离得最近的侧沿33分别具有凹状的弯曲部。由此，隔板30的宽度在远离载体主侧11的方向上首先减小至最小宽度并且再次增加。隔板30的宽度在载体主侧11的区域中和在离载体主侧11最远的区域中例如是最小宽度的两倍。最小宽度例如设置在高于载体主侧11的高度中，所述高度在隔板30的总高度的40％和60％之间。
在图1c中示出的凹状成形的隔板30例如能够借助于灰度平版印刷产生。为此，载体1例如能够是透明的，使得穿过载体也能够照射漆层31。
在图1c中，隔板30此外与半导体芯片2侧向地隔开。由此，半导体芯片2环形地由间隙包围，在所述间隙中载体1的载体主侧11是露出的。
在图1d的方法步骤中，用转换材料4浇注半导体芯片2，对于每个半导体芯片2而言分别由所述转换材料构成转换元件41。在此，转换材料4填充半导体芯片2和隔板30之间的中间区域并且部分地或完全地覆盖半导体芯片2的主发射侧21。特别地，转换元件41在图1d中分别形状配合地包围半导体芯片2的侧面23和主发射侧21。转换元件41此外形状配合地仿效隔板30的侧沿33，使得转换元件41的侧向的外面从半导体芯片2起来观察具有凸状的弯曲部。在图1d中，由转换材料4构成的层在半导体芯片2的主发射侧21上的厚度例如为70μm。
在图1e的方法步骤中，在用转换材料4浇注半导体芯片2之后将半导体芯片从载体1处分离。通过分离载体1使接触侧22的一部分、尤其接触垫220的一部分露出。这实现了半导体芯片2的之后的电接触。在图1e中，载体1作为整体从半导体芯片2处剥离。作为替代方案，也可行的是，逐层地剥蚀载体1或借助于溶剂分离载体1。
图1f示出另一方法步骤，其中分割已完成浇注的半导体器件100，所述半导体器件由半导体芯片2和转换元件41构成。在分割半导体器件100时，掩模框3并且尤其是隔板30从半导体器件100分离，其中掩模框3能够被破坏。掩模框3的分离例如通过溶剂或折断隔板30来进行。
根据图2a的实施例与图1d的方法步骤的不同之处在于，载体1构成为粘结膜1。在此，在粘结膜1上施加粘结层12。粘结层12例如具有10μm的厚度。在此，半导体芯片2压入粘结层12中至，使得接触垫220部分地进入粘结层12中。在此，粘结层12保护接触垫220免受转换材料4。在这里所描述的方法中，接触侧22的在接触垫220之间的区域能够完全由转换材料4覆盖。作为替代方案，也可行的是，这些区域不由转换材料4润湿。
图2b的实施例与图1d中示出的方法步骤的不同之处在于，在注入转换材料4之前，将反射性材料引入到半导体芯片2和隔板30之间的间隙中。在此，反射性材料形成反射层5，所述反射层覆盖半导体芯片2的侧面23的一部分。在半导体芯片2的主发射侧21的俯视图中，反射层5例如形成环绕半导体芯片2而不具有中断部的轨道。在图2b中，反射层5的高度从载体主侧11起来观察例如为50μm。邻接于反射层5构成转换元件41。在此，转换元件41与反射层5直接接触。在反射层5和转换元件41之间不构成缝隙或缺口。在外面上，转换元件41与反射层5齐平。在此，反射层和转换元件41形状配合地仿效隔板30。此外，在转换元件41的外面上不存在接缝结构，所述接缝结构例如能够构成为***部或凹陷部。在反射层5和转换元件41之间的过渡区域中也不存在这种接缝结构。
在图2c的实施例中，与在图2b中类似地，在施加转换材料4之前在半导体芯片2的侧面23上构成反射层5。在此，反射层5与半导体芯片的主发射侧21齐平。将转换元件41施加到反射层5和主发射侧21上。在此，转换元件41具有弯曲的外面，所述外面透镜状地构成。这种透镜状的外面例如能够通过如下方式实现：对于转换材料4而言使用粘性的或触变性的材料。
图3a的实施例与图1d的方法步骤的差别在于，侧壁30的侧沿33是平面的或平坦的、即不具有弯曲部。环绕侧沿33成形的转换元件41由此构成同样平坦的或平面的侧向的外面。
在图3b中示出在图3a的实施例中的载体1和掩模框架3被移除之后已制成的器件100。已制成的器件100具有转换元件41，所述转换元件具有平坦的或平面的外面。连接外面的外棱边不是倒圆的，而是锐边的。
在图4中示出另一实施例，所述实施例类似于图2c的方法步骤。不同之处在于，在图4中隔板30的宽度在远离载体主侧11的方向上单调地减小并且不再增加。尽管如此，侧沿33的弯曲部仍是凸状的。在图4中，转换元件41在远离载体主侧11的方向上超出隔板30，但是其中两个相邻的半导体芯片2的转换元件41不连贯或直接接触。
在图5a的实施例中，在半导体芯片2的主发射侧21的俯视图中观察用于制造光电子的半导体器件100的方法步骤。掩模框3由多个栅格状设置的隔板31形成。在此，半导体芯片2环形地由隔板31包围。在此，隔板30不与半导体芯片2直接接触，而是通过间隙与半导体芯片2分开。此外，在半导体芯片2和隔板30之间的间隙通过转换材料4填充。此外，转换材料4施加到半导体芯片2的主发射侧21上。
在图5b的实施例中，在半导体芯片2的主发射侧21的俯视图中示出另一用于制造光电子的器件的方法步骤光电子的。在所述方法步骤中，已制成的半导体器件100从掩模框处脱离。在分离出时破坏掩模框3，尤其折断掩模框3的隔板30，使得半导体器件100能够被分割。
在图6a中，在载体主侧21的俯视图中示出光电子的半导体器件100的一个实施例。在此，半导体芯片2的主发射侧21矩形地构成。在主发射侧21上设置有转换元件41，其中转换元件41在所有方向上超出主发射侧21。在此，转换元件41同样具有矩形的形状。
在图6b的实施例中，在半导体芯片2的侧面23的侧视图中示出半导体器件100。在此，转换元件41具有矩形的横截面形状，其中矩形的距接触侧22最远的角部是倒圆的。
图6b中的转换元件41覆盖半导体芯片2的侧面23的一部分并且在远离主发射侧21的方向上超出半导体芯片2。在朝向半导体芯片2的接触侧22的方向上，在转换元件41的下游设置有反射层5。在此，反射层5同样覆盖半导体芯片2的侧面23的一部分。
在图6a的以及图6b的实施例中，转换元件41具有外棱边和外面。在此，外棱边至少部分地被倒圆至，使得对于转换元件41而言，在转换元件41的外棱边上的和半导体芯片2上的点之间的最小间距与在转换元件41的外面上的和半导体芯片2上的点之间的最小间距相差小于20％。通过外棱边的这种倒圆，在整个半导体器件100中再次补偿在转换元件41中对于从半导体芯片2中耦合输出的光而言的光程长度。由于被倒圆的外棱边，在图6a的俯视图中或在图6b的侧视图中，转换元件41的一些角部显现为是倒圆的。
图6c在半导体芯片2的侧面23的侧视图中示出光电子的半导体器件100的一个实施例。在此，与图4b的不同之处在于，侧面23从接触侧22起至主发射侧21都由反射层5覆盖。也就是说，反射层5与主发射侧21齐平。将转换元件41施加到主发射侧21上。在此，转换元件41具有拱顶状的或透镜状的外面。此外，转换元件41与反射层5在外面上齐平。在此，转换元件41的和反射层5的侧向的外面具有凸状的横截面形状。特别地，施加到侧面23上的反射层5的层厚度在远离接触侧22的方向上首先增加并且然后再次减小。与在图6c中所示出的不同，半导体芯片2的侧面也能够主要由转换元件41覆盖或仅由转换元件覆盖。
本发明不受根据实施例的描述限制。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的任意组合，这尤其包含在权利要求中的特征的任意组合，即使该特征或该组合本身并未明确地在权利要求中或实施例中提及时也如此。
本专利申请要求德国专利申请10 2014 102 293.9的优先权，所述德国专利申请的公开内容通过参引并入本文。
Claims (14)
1.一种用于制造光电子的半导体器件(100)的方法，所述方法包括如下步骤：
-提供具有载体主侧(11)的载体(1)，
-提供一个或多个单个的光电子的半导体芯片(2)，其中所述半导体芯片(2)分别具有主发射侧(21)和与所述主发射侧(21)相对置的接触侧(22)，其中所述接触侧(22)设置为用于电接触所述半导体芯片(2)，
-将已分割的所述半导体芯片(2)施加到所述载体主侧(11)上，使得所述接触侧(22)分别朝向所述载体主侧(11)，
-将掩模框(3)至少施加在所述半导体芯片(2)之间的区域中，其中所述掩模框(3)是由隔板(30)构成的栅格，并且其中在所述载体主侧(11)的俯视图中，每个半导体芯片(2)环形地由所述掩模框(3)的所述隔板(30)包围，
-用转换材料(4)浇注所述半导体芯片(2)，使得在所述半导体芯片(2)上分别形成转换元件(41)，所述转换元件至少部分地覆盖相应的所述半导体芯片(2)的所述主发射侧(21)，
-移除所述载体(1)，使得所述半导体芯片(2)的所述接触侧(22)至少部分地露出，
-从所述掩模框(3)中分离出所述光电子的半导体器件(100)，其中所述掩模框(3)被破坏。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中执行如下中间步骤以施加所述掩模框(3)：
-将光敏的漆层(31)施加到所述半导体芯片(2)上并且施加到所述半导体芯片(2)之间，
-将所述漆层(31)结构化，使得所述半导体芯片(2)至少部分地露出，并且使得包围所述半导体芯片(2)的掩模框(3)产生，
-使所述漆层(31)硬化，
其中已制成的所述漆层(31)是形状稳定的并且是坚硬的。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中
-所述掩模框(3)的所述隔板(30)具有侧沿(33)，其中所述侧沿(33)横向于所述载体主侧(11)伸展并且分别朝向半导体芯片(2)，
-所述侧沿(33)具有凹状的弯曲部，使得所述隔板(30)的宽度在远离所述载体主侧(11)的方向首先减小并且随后再次增加。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述半导体芯片(2)侧向地与所述隔板(30)间隔开，使得所述半导体芯片(2)在俯视图中分别环形地由间隙包围，其中所述间隙由所述转换材料(4)填满，使得
-所产生的所述转换元件(41)至少部分地环绕相应的所述半导体芯片(2)的主发射侧(21)和露出的侧面(23)成形，并且使得
-所产生的所述转换元件(41)至少部分地形状配合地仿效所述隔板(30)的所述侧沿(33)，使得所述转换元件(41)的背离所述半导体芯片(2)的外面至少部分地具有所述侧沿(33)的阴模。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中在施加所述转换材料(4)之前，将反射性材料引入到所述半导体芯片(2)和所述掩模框(3)之间的所述间隙中，使得所述半导体芯片(2)的露出的所述侧面(23)至少部分地由反射层(5)覆盖。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述转换元件(41)不具有接缝结构，所述接缝结构在所述转换元件(41)中作为***部或凹陷部出现。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述掩模框(3)具有垂直于所述载体主侧(11)的高度，所述高度大于所述半导体芯片(2)的高度，并且其中所述半导体芯片(2)仅用所述转换材料(4)浇注至，使得两个相邻的半导体芯片(2)的所产生的所述转换元件(41)不连贯。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中将所述转换材料(4)施加为，使得所产生的所述转换元件(41)在所述半导体芯片(2)的所述主发射侧(21)上构成拱顶状的和/或透镜状的形状。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中
-所述载体(1)是粘结膜，所述粘结膜具有施加在所述载体主侧(11)上的粘结层(12)，
-接触垫(220)作为***部施加在所述接触侧(22)上，其中在将所述半导体芯片(2)施加到所述粘结膜(1)上之后，所述接触垫(220)至少部分地被压入所述粘结层(12)中。
10.根据上一项权利要求所述的方法，
其中所述粘结层(12)具有2μm至50μm的厚度，其中所述接触垫(220)具有在5μm和50μm之间的厚度，并且其中所述接触垫(220)以在1μm和5μm之间的深度进入所述粘结层(12)中。
11.根据权利要求9或10所述的方法，
其中用所述转换材料(4)或反射性材料覆盖所述接触面(22)的设置在所述接触垫(220)之间的区域。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述半导体芯片(2)具有沿着所述主发射侧(21)的在300μm和1000μm之间的横向扩展，其中所述半导体芯片(2)的高度在100μm和400μm之间，并且其中所述转换元件(41)在所述半导体芯片(2)上具有在20μm和250μm之间的厚度。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述转换材料(4)是具有硅酮的基体材料，所述基体材料具有引入其中的无机的发光颗粒，其中所述发光颗粒将由所述半导体芯片(2)发射的第一波长范围的光至少部分地转换为第二波长范围的光，使得已制成的所述半导体器件(100)发射混合光。
14.一种根据上述权利要求中任一项所述的方法制造的光电子的半导体器件(100)，
所述光电子的半导体器件具有：
-光电子的半导体芯片(2)，所述半导体芯片具有：
a)主发射侧(21)，
b)与所述主发射侧(21)相对置的接触侧(22)，所述接触侧设有接触垫(220)，其中所述接触垫(220)用于所述光电子的半导体器件(100)的电接触，
c)侧面(23)，所述侧面横向于所述主发射侧(21)定向并且使所述主发射侧(21)和所述接触侧(22)彼此连接，
-转换元件(41)，所述转换元件至少覆盖所述半导体芯片(2)的所述主发射侧(21)，
其中
i)所述转换元件(41)设置用于转换来自所述半导体芯片(2)的光，其中
ii)在所述主发射侧(21)的俯视图中，所述转换元件(41)在所有方向上超出所述半导体芯片(2)，
iii)所述转换元件(41)具有外棱边和外面，其中所述外棱边至少部分地是倒圆的，使得在被倒圆的所述外棱边和所述半导体芯片(2)之间的间距与在所述外面和所述半导体芯片(2)之间的间距相差小于20％。
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