CN107004747A - 发射辐射的光电子半导体组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提出一种发射辐射的光电子半导体组件，其具有：辐射透射面(S)，在半导体组件运行中产生的光(R)穿过所述辐射透射面；第一阻挡层(1)，所述第一阻挡层设置在辐射透射面(S)的上侧上并且在那里至少局部地与辐射透射面(S)直接接触；转换元件(3)，所述转换元件设置在第一阻挡层(1)的背离辐射透射面(5)的上侧上；第二阻挡层(2)，所述第二阻挡层设置在转换元件(3)的背离第一阻挡层(1)的上侧上和设置在第一阻挡层(1)的上侧上，其中第一阻挡层(1)和第二阻挡层(2)共同地完全包围转换元件(3)，并且第一阻挡层(1)和第二阻挡层(2)局部地彼此直接接触。

Description

发射辐射的光电子半导体组件及其制造方法

技术领域

提出一种发射辐射的光电子半导体组件。此外，提出一种用于制造发射辐射的光电子半导体组件的方法。

背景技术

参考文献DE102012110668描述一种发射辐射的光电子半导体组件。

发明内容

要实现的目的在于：提供一种具有提高的寿命的发射辐射的光电子半导体组件。另一要实现的目的在于：提出一种方法，借助所述方法能够尤其低成本地制造发射辐射的光电子半导体组件。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，发射辐射的光电子半导体组件具有辐射透射面，在半导体组件运行中产生的光穿过辐射透射面。发射辐射的光电子半导体组件例如能够为发光二极管。所产生的光能够为出自从紫外辐射至红外辐射的光谱范围中的光。发射辐射的光电子半导体组件的辐射透射面是如下面，所述面例如通过发射辐射的光电子半导体组件的一个部件的外面形成，在半导体组件运行中在运行中产生的光的至少一部分穿过所述外面。例如，所产生的光的至少50％、尤其至少75％、尤其至少95％穿过辐射透射面。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，半导体组件包括第一阻挡层，所述第一阻挡层设置在辐射透射面的上侧上并且在那里至少局部地与辐射透射面直接接触。这就是说，第一阻挡层能够无连接剂地与辐射透射面连接进而例如与发射辐射的光电子半导体组件的一个部件连接。阻挡层优选构成为是辐射可透过的。“辐射可透过”在此和在下文中表示：从辐射透射面进入第一阻挡层中的光的至少50％、尤其至少75％、优选至少95％穿过阻挡层，而在此不会被吸收。例如，第一阻挡层构成为是清晰透明的。阻挡层为抵御大气气体和/或湿气的阻挡件。第一阻挡层因此在制造公差的范围内构成为是空气不可透过的和/或水不可透过的。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，半导体组件包括转换元件，所述转换元件设置在第一阻挡层的背离辐射透射面的上侧上。例如，转换元件能够与第一阻挡层直接接触。转换元件于是能够无接触剂地与第一阻挡层连接。转换元件例如包括至少一种转换材料的颗粒和基体材料，转换材料的颗粒引入到所述基体材料中。但是此外，转换元件也能够由转换材料构成并且不具有基体材料。

转换元件设计用于：从辐射透射面穿过第一阻挡层进入转换元件中的光至少部分地被转换成尤其更大波长的光。转换元件于是发射次级辐射，所述次级辐射能够借助在半导体组件运行中产生的且穿过辐射透射面射出的光、即初级辐射形成混合辐射，在这种情况下其例如为白光。替选地也可行的是：转换元件在制造公差的范围内完全地转换入射的光，使得仅放射次级辐射。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，半导体组件包括第二阻挡层，所述第二阻挡层设置在转换元件的背离第一阻挡层的上侧上和设置在第一阻挡层的上侧上。在此，第二阻挡层能够与转换元件直接接触，这就是说，所述第二阻挡层在该情况下能够无连接剂地与转换元件连接。第二阻挡层能够如第一阻挡层那样构成为辐射可透过的，其中来自转换元件和第一阻挡层的电磁辐射的至少50％、尤其至少75％、优选至少95％穿过第二阻挡层到达，而不会被所述第二阻挡层吸收。为此，第二阻挡层例如能够构成为是清晰透明的。

第二阻挡层同样如第一阻挡层那样为抵御大气气体和/或湿气的阻挡件并且为此能够构成为是空气不可透过的和/或水不可透过的。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一阻挡层和第二阻挡层共同完全地包围转换元件。这就是说，转换元件由两个阻挡层完全地封入，并且不存在转换元件的外面的不被这两个阻挡层中的任一个包覆的区域。在此也可行的是：两个阻挡层在制造公差的范围内完全地覆盖转换元件的外面并且在制造公差的范围内在转换元件的整个外面之上与转换元件直接接触，其中第一或第二阻挡层局部地与转换元件直接接触。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一阻挡层和第二阻挡层局部地彼此直接接触。这就是说，第一阻挡层和第二阻挡层在彼此朝向的表面上局部地与转换元件直接接触并且局部地彼此直接接触。因此，转换元件似乎设置在由两个阻挡层包围的腔室中。

换言之，这两个阻挡层能够至少局部地材料配合地彼此连接。“材料配合的连接”在此和在下文中是如下连接，其中连接配合件通过原子和/或分子力固紧。特别地，借助材料配合的连接能够实现对两个连接配合件之间的自由空间的气密密封。例如，材料配合的连接为范德瓦尔连接。材料配合的连接尤其是能不可无破坏地拆开的。换言之，连接配合件仅能够利用化学溶剂和/或通过破坏分离。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，半导体组件包括：辐射透射面，在半导体组件运行中产生的光穿过所述辐射透射面；第一阻挡层，所述第一阻挡层设置在辐射透射面的上侧上并且在那里至少局部地与辐射透射面直接接触；转换元件，所述转换元件设置在第一阻挡层的背离辐射透射面的上侧上；第二阻挡层，所述第二阻挡层设置在转换元件的背离第一阻挡层的上侧上和设置在第一阻挡层的上侧上，其中第一阻挡层和第二阻挡层共同完全包围转换元件，并且第一阻挡层和第二阻挡层局部地彼此直接接触。

在此描述的发射辐射的光电子半导体组件中，转换元件设置在两个阻挡层之间，所述阻挡层能够保护转换元件防止外部影响，如大气气体和湿气。在此，第一阻挡层与发射辐射的光电子半导体组件的一个部件直接接触，并且第一阻挡层例如能够直接地在所述部件上产生。于是，转换元件例如能够直接地在第一阻挡层上产生，并且第二阻挡层能够直接地在第一阻挡层和转换元件上产生。

以这种方式不需要的是：转换元件与半导体组件分开地制造。因此，转换元件不必自承地构成，而是阻挡层能够为柔性的、弹性的密封层，所述密封层也在循环负载的情况下在半导体组件运行中保留其抵御大气气体和/或湿气影响的特性。

因此，在此描述的半导体组件的特征还在于其高的寿命。此外，在转换元件中能够使用灵敏的转换材料，即例如有机转换材料或所谓的量子点转换体，所述灵敏的转换材料从通过阻挡层对大气气体和/或湿气产生的提高的保护中获益进而在半导体组件中具有提高的寿命。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一阻挡层和第二阻挡层在接触区域中彼此直接接触，其中接触区域沿横向方向完全地包围转换元件。接触区域在此例如根据框架的类型包围转换元件，其中接触区域的伸展在此不必须是矩形的。

因此，转换元件仅覆盖第一阻挡层的朝向所述转换元件的上侧的一部分，并且转换元件仅覆盖第二阻挡层的朝向所述转换元件的下侧的一部分。因此，第一和第二阻挡层具有比转换元件更大的面积。在第一阻挡层的上侧和第二阻挡层的下侧不与转换元件直接接触的区域中，第一和第二阻挡层能够彼此直接接触，其中在直接接触的区域中构成两个阻挡层之间的接触区域。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，转换元件与第一阻挡层和第二阻挡层直接接触。这就是说，在转换元件和两个阻挡层之间分别不设有另外的层，并且尤其可行的是：在阻挡层和转换元件之间例如不存在空气填充的气体封入部。

尤其可行的是：两个阻挡层在接触区域中直接邻接并且在接触区域之外分别直接邻接于转换元件。以这种方式可行的是：阻挡层和转换层之间的连接是无连接剂的并且半导体组件的所述部件尤其良好地彼此机械连接。在此，阻挡层和转换元件尤其不能够无破坏地彼此脱开，这就是说，仅通过破坏部件中的至少一个部件能够使由阻挡层和转换元件构成的复合件破裂。此外可行的是：第一阻挡层以不能够无破坏地脱开的方式与发射辐射的光电子半导体组件的另一部件连接。发射辐射的光电子半导体组件因此整体上构成为是尤其稳定的。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，进入到转换元件中的水蒸汽穿透速率最高为1×10^-3g/m²/天，优选最高为1×10^-4g/m²/天。换言之，转换元件通过阻挡层对外密封。阻挡层和在阻挡层之间的接触区域构成为，使得水蒸气穿透速率尤其小。这通过对于阻挡层的材料选择以及将阻挡层在接触区域中彼此直接靠近地设置而是可行的。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一阻挡层和第二阻挡层借助相同的材料形成或由相同的材料构成。这就是说，第一和第二阻挡层共享至少一种材料组分或者由相同的材料构成。以该方式可行的是：第一阻挡层和第二阻挡层在接触区域中尤其良好地相互附着，由此实现所提出的低的水蒸气透射速率。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一和/或第二阻挡层尤其借助如下材料形成。这就是说，第一和/或第二阻挡层包括下述材料中的至少一种材料或由下述材料中的至少一种材料构成：聚对二甲苯、PVC、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚硅氮烷、有机改性陶瓷(Ormocer)、环氧化物。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一阻挡层和/或第二阻挡层具有最高5.0GPa的弹性模量。这就是说，阻挡层为尤其弹性的密封层。阻挡层与常规的封装材料、如玻璃、二氧化硅、氮化硅或氧化铝相比是尤其弹性的。因此可行的是：弃用用于其制造和在半导体组件中施加的昂贵的材料和工艺。

阻挡层尤其不是玻璃或金属，所述玻璃或金属经由耗费的方法、如阳极键合、钎焊、熔焊或研合彼此连接。由于阻挡层的弹性，与硬质的阻挡层相比减小在阻挡层中形成裂纹的危险，所述硬质的阻挡层例如借助Al2O3经由ALD(Atomic Layer Deposition-原子层沉积)方法形成。在发射辐射的光电子半导体组件的部件之间的热膨胀系数的通常强的差异引起在运行中部件的不同的热膨胀。然而，由于弹性构成的阻挡层强烈减小在循环负载下形成裂纹的危险。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，转换元件包括转换波长的量子点或由转换波长的量子点构成。

转换波长的量子点为灵敏的转换材料。优选的是，量子点为纳米颗粒，即具有纳米范围中的大小的微粒，其具有在Q0中测量的例如在至少1nm和最高1000nm之间的颗粒直径d50。量子点包括半导体核，所述半导体核具有转换波长的特性。半导体核例如能够借助CDSE、CDS、EANS和/或ENP形成。半导体核能够由多个层包覆。换言之，半导体核能够在其外面上完全地或几乎完全地由另外的层覆盖。

量子点的第一包覆层例如借助无机材料、例如ZNS、CDS和/或CDSE形成，并且用于产生量子点势能。第一包覆层和半导体核由至少一个第二包覆层在露出的外面处几乎完全地包围。第二层例如能够借助有机材料、例如胱胺或半胱氨酸形成，并且还用于改进量子点例如在基体材料和/或溶剂中的可溶性。在此可行的是：由于第二包覆层改进量子点在基体材料中的空间均匀的分布。

基体材料例如能够借助下述材料中的至少一种材料形成：丙烯酸盐、硅树脂、杂化材料，例如有机改性陶瓷。

在这种情况下存在如下问题：量子点的第二包覆层在与空气接触时氧化进而能够被破坏，由此会降低量子点的可溶性。这于是会在基体材料中例如引起量子点的聚集，即引起结块。在结块的情况下，基体材料中的量子点靠近并且能够无辐射地在量子点之间交换激发能。这引起在波长转换时的效率损失。

第二包覆层的破坏能够通过量子点由包围转换元件的空气气密密封来防止。该气密的密封当前经由这两个阻挡层的材料配合的连接进行。

替选于或除了作为转换材料的量子点之外，转换元件能够包含有机转换材料。例如，有机转换材料为有机颜料。这种有机颜料例如也从德国公开文献DE 10 2007 049 005A1中已知，其公开内容通过参引的方式并入本文。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，半导体组件包括发射辐射的半导体芯片和透射辐射的包覆体，所述包覆体局部地包围半导体芯片，其中透射辐射的包覆体的背离半导体芯片的外面包括辐射透射面，并且第一阻挡层与包覆体直接接触。因此，包覆体能够设置在半导体芯片和转换元件之间。特别地，转换元件能够借助于包覆体与半导体芯片间隔开地设置。包覆体例如能够通过如注塑或模压的方法围绕半导体芯片构成。在此，透射辐射的包覆体能够借助如环氧化物、硅树脂或环氧化物-硅树脂-杂化材料形成。透射辐射的包覆体能够用散射的和/或转换的颗粒填充。第一阻挡层优选与包覆体直接接触，使得第一阻挡层无连接剂地与包覆体连接。

包覆体能够拱曲地构成。特别地，包覆体能够为***的囊封件。包覆体能够远离半导体芯片或朝其***。换言之，包覆体能够在半导体本体的区域中具有与在包覆体的横向的边缘区域中不同的厚度。包覆体的***尤其能够提高电磁辐射从包覆体中射出的概率。此外，***部能够实现：提高在发射辐射的半导体芯片和转换元件之间的间距，使得避免在转换元件处过高的射束密度。

在此，尤其可行的是：透射辐射的包覆体的材料与第一阻挡层的材料不同。这就是说，透射辐射的包覆体和第一阻挡层于是由不同的材料形成。因此，透射辐射的包覆体的材料能够尤其良好地匹配于光电子半导体组件的光学要求，并且第一阻挡层的材料在其保护防止湿气和/或大气气体影响的特性方面来选择。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，发射辐射的光电子半导体组件包括发射辐射的半导体芯片，其中发射辐射的半导体芯片的外面包括辐射透射面，并且第一阻挡层与发射辐射的半导体芯片直接接触。这就是说，发射辐射的半导体芯片在该实施方式中至少局部地未被透射辐射的包覆体所包围，并且第一阻挡层至少局部地直接邻接于发射辐射的半导体芯片。以该方式可行的是：转换元件距发射辐射的半导体芯片尤其近地设置。

发射辐射的半导体芯片例如为发光二极管芯片，所述发光二极管芯片在运行中发射出自从紫外辐射至可见光，例如蓝光的光谱范围中的电磁辐射。在此，发射辐射的光电子半导体组件能够包括多个发射辐射的半导体芯片，所述半导体芯片能够彼此相同地或不同地构成。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，半导体组件包括壳体本体，所述壳体本体具有腔室，在所述腔室中设置有发射辐射的半导体芯片。此外，发射辐射的光电子半导体组件能够包括发射辐射的半导体芯片，例如发光二极管芯片。在此，壳体本体能够例如沿横向方向、即侧向地包围发射辐射的半导体芯片。壳体本体的朝向发射辐射的半导体芯片的外面能够对于在发射辐射的半导体芯片中产生的电磁辐射构成为是反射的。在此，壳体本体能够与发射辐射的半导体芯片间隔开地设置，或者壳体本体在发射辐射的半导体芯片的侧面处与发射辐射的半导体芯片直接接触。例如，第一阻挡层部分地位于腔室之内。这能够实现保护第一阻挡层防止机械损坏。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，第一阻挡层至少局部地设置在腔室中和/或与壳体本体直接接触。这就是说，可行的是：至少第一阻挡层同样局部侧向地由壳体本体包围。第一阻挡层由此能够通过壳体本体至少局部地机械保护。附加地或替选地可行的是：第一阻挡层局部地与壳体本体直接接触。这就是说：第一阻挡层和壳体本体随后无连接剂地彼此连接。随后，第一阻挡层与发射辐射的光电子半导体组件的另一部件，例如透射辐射的包覆体和/或发射辐射的半导体芯片直接接触。通过第一阻挡层与发射辐射的光电子半导体组件的多个部件接触，第一阻挡层尤其良好地附着并且以该方式提高发射辐射的半导体组件的机械稳定性。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，腔室具有背离发射辐射的半导体芯片的开口，其中开口的面积的至少95％由转换元件遮盖。这就是说，转换元件几乎填满所述开口的整个面积，并且几乎所有在光电子半导体组件中产生的电磁辐射必须以该方式穿过转换元件射出，以便离开光电子半导体组件。以该方式能够避免：在壳体本体和转换元件之间的区域中，未被转换的光的显著的份额例如经由第一阻挡层从半导体组件射出。因此，减少例如蓝色的、未被转换的光的泄漏。

根据发射辐射的光电子半导体组件的至少一个实施方式，所述光电子半导体组件包括：至少一个另外的转换元件，所述另外的转换元件设置在第二阻挡层的背离辐射透射面的上侧上；和至少一个另外的阻挡层，所述另外的阻挡层设置在另一转换元件的背离第二阻挡层的上侧上并且设置在第二阻挡层的上侧上，其中第二阻挡层和另一阻挡层共同地完全包围另外的转换元件，和第二阻挡层和另外的阻挡层局部地彼此直接接触。

对于另外的阻挡层以及另外的转换元件公开全部如下特征，所述特征也对于转换元件以及对于第一阻挡层和第二阻挡层公开。

在此尤其可行的是：另一转换元件借助转换材料形成，所述转换材料与转换元件的转换材料相比例如相对于电磁辐射、尤其紫外辐射是更灵敏的，和/或相对于高温是更灵敏的。尤其可行的是：半导体组件包括多个转换元件和阻挡层，所述转换元件和阻挡层以所描述的方式彼此上下堆叠地设置。在此可行的是：不同的转换元件包括不同的转换材料，其中转换元件距辐射透射面越远，在转换元件中使用的转换材料就越灵敏。替选地可行的是：全部转换元件相同地构成。此外可行的是：彼此邻接的阻挡层分别在接触区域中彼此直接接触，其中接触区域沿横向方向完全地包围在邻接的阻挡层之间封入的转换元件。在此，封入的转换元件能够分别与邻接的阻挡层直接接触。

此外，提出一种用于制造发射辐射的光电子半导体组件的方法。该方法尤其能够用于制造在此描述的光电子半导体组件，使得对于光电子半导体组件公开的特征也对于该方法公开并且反之亦然。

根据用于制造发射辐射的光电子半导体组件的方法的至少一个实施方式，该方法包括如下方法步骤，其中将第一阻挡层施加到辐射透射面上。在此，第一阻挡层优选在并行的工艺中施加到多个待制造的发射辐射的光电子半导体组件的辐射透射面上。例如，能够通过在真空中或大面积的喷射中的沉积来直接且整面地在发射辐射的光电子半导体组件的一个部件上进行施加，所述部件包括辐射透射面。以该方式，在光电子半导体组件的一个或多个施加有第一阻挡层的部件和第一阻挡层之间形成直接连接。

根据所述方法的至少一个实施方式，在另一方法步骤中，将转换材料以结构化的方式施加到第一阻挡层的背离辐射透射面的上侧上，以形成转换元件，使得第一阻挡层保持局部地未被转换元件覆盖。换言之，不将转换元件整面地施加到第一阻挡层的朝向稍后的转换元件的外面上，而是第一阻挡层的一部分保持未被转换材料覆盖。此外可行的是：以结构化的方式施加转换材料，使得转换材料以特定的图案设置在第一阻挡层上。以结构化的方式施加例如能够通过点胶、丝网印刷、模板印刷、喷涂或借助掩模喷射来进行。特别地，转换材料进而要制造的转换元件于是局部地直接邻接于第一阻挡层并且无连接剂地与所述第一阻挡层连接。

根据所述方法的至少一个实施方式，在另一方法步骤中，将第二阻挡层施加到转换元件的背离第一阻挡层的上侧上并且施加到第一阻挡层的未由转换元件覆盖的区域上。在此也能够通过在真空中沉积或大面积地喷涂在并行工艺中施加第二阻挡层，其中为多个要制造的光电子半导体组件施加第二阻挡层的材料。

根据用于制造发射辐射的光电子半导体组件的方法的至少一个实施方式，该方法包括如下步骤：

-将第一阻挡层施加到辐射透射面上，

-将转换材料以结构化的方式施加到第一阻挡层的背离辐射透射面的上侧上，以形成转换元件，使得第一阻挡层保持局部地未被转换元件覆盖，

-将第二阻挡层施加到转换元件的背离第一阻挡层的上侧上并且施加到第一阻挡层的未被转换元件覆盖的区域上。

在此，该方法尤其能够以所提出的顺序执行，即制成的转换元件直接在光电子半导体组件的至少一个部件上产生并且不与光电子半导体组件的其余的部件分开地制造，并且随后与其例如通过连接剂连接。

根据用于制造发射辐射的光电子半导体组件的方法的至少一个实施方式，该方法包括如下步骤，其中确定在半导体芯片运行中由发射辐射的半导体芯片和转换元件产生的混合光的光特性的实际值。光特性例如能够为由发射辐射的半导体芯片和转换元件在运行中产生的混合光的色坐标和/或色温。

在另一方法步骤中，随后将实际值与理论值比较，并且在随后的方法步骤中以结构化的方式施加另一转换材料以达到理论值。

在所测量的实际值在可预设的误差容限之内与理论值一致之前重复能够所述方法步骤。

因此例如通过在借助第二阻挡层封闭装置之前，通过补充点胶或补充喷射控制所产生的混合光的色温或色坐标。期望的色坐标的有针对性的设定以该方式是尤其简单可行的。

因此，当前，转换元件不耗费地与半导体组件的其余部件分开地产生，而是直接在半导体组件上进行制造，由此在制造期间就已经能够确定所产生的混合光的光特性。因为当达到期望的光特性时才借助第二阻挡层封住转换元件，所以通过附加地施加转换材料可以尤其简单地再校准转换元件。

借助在此描述的方法，能够产生发射辐射的光电子半导体组件，其中直接在半导体组件中紧邻光电子半导体芯片进行电磁辐射的转换，这引起简化***和降低成本。

附图说明

下面，根据实施例和所附的附图详细阐述在此描述的发射辐射的光电子半导体组件以及在此描述的方法。

图1A、1B、2和3的示意剖面图示出在此描述的发射辐射的光电子半导体组件的实施例。

相同的、同类的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和附图中示出的元件彼此间的大小比例不能够视为是合乎比例的。更确切地说，为了更好的示出和/或为了更好的理解能够夸大地示出个别元件。

具体实施方式

根据图1A的示意剖面图，阐述在此描述的光电子半导体组件的原理。光电子半导体组件包括辐射透射面S。辐射透射面S例如能够为发射辐射的半导体芯片4的外面和/或透射辐射的包覆体5的外面。在辐射透射面S上施加第一阻挡层1，所述第一阻挡层直接邻接于辐射透射面S并且与所属的、辐射透射面S所包含的部件无连接剂地且尤其材料配合地连接。第一阻挡层1例如通过在此描述的方法施加。

随后，将用于形成转换元件3的转换材料施加到第一阻挡层1的背离辐射透射面S的上侧的一部分上，使得第一阻挡层1不完全被转换材料覆盖。为了设定转换元件3的适当的厚度，能够应用在此描述的方法，其中在施加转换材料期间将光特性的实际值与理论值比较，并且一旦实际值在可预设的误差容限之内对应于理论值，就停止施加转换材料。

在另一方法步骤中，将第二阻挡层2施加到第一阻挡层1的和转换元件3的背离辐射透射面S的空出的表面上。

随后，半导体器件包括：第一阻挡层1，所述第一阻挡层直接地施加到辐射透射面S上；和转换元件3，所述转换元件设置在第一阻挡层1和第二阻挡层2之间。由此，这两个阻挡层能够彼此且与转换元件3分别材料配合地连接。

第一阻挡层1的背离辐射透射面S的上侧的在转换元件中未被覆盖的区域构成第一阻挡层1和第二阻挡层2之间的接触区域12，在所述接触区域中两个阻挡层彼此直接邻接。接触区域12沿横向方向、即侧向地完全包围转换元件3。

在发射辐射的光电子半导体组件的图1B的示意剖面图中，所述半导体组件包括：至少一个另外的转换元件3’，所述另外的转换元件设置在第二阻挡层2的背离辐射透射面S的上侧上；和至少一个另外的阻挡层2’，所述另外的阻挡层设置在另外的转换元件3’的背离第二阻挡层2的上侧上和设置在第二阻挡层2的上侧上，其中第二阻挡层2和另外的阻挡层2’共同完全包围另外的转换元件3’，并且第二阻挡层2和另外的阻挡层2’局部地彼此直接接触。

在此尤其可行的是：另外的转换元件3’借助转换材料3形成，所述转换材料与转换元件3的转换材料相比例如相对于电磁辐射，尤其紫外辐射是更灵敏的，和/或相对于高温是更灵敏的。彼此邻接的阻挡层2、2’在另外的接触区域12’中彼此直接接触，其中接触区域沿横向方向完全地包围在邻接的阻挡层2、2’之间封入的另外的转换元件3’。在此，封入的另外的转换元件3’能够分别与邻接的阻挡层2、2’直接接触。

图2的示意剖面图示出发射辐射的光电子半导体组件，所述光电子半导体组件以所谓的“框架中芯片Chip in a Frame(CIF)”结构方式构成。

这种构件在其他的文献中，例如在参考文献DE 10 2012 215 524 A1中描述，其公开内容关于“框架中芯片”结构方式中的构件的结构明确地通过参引的方式并入本文。特别地，“框架中芯片”组件具有成形体作为壳体本体6，所述壳体本体例如能够借助硅树脂和/或环氧树脂形成。这种材料具有的缺点是：所述材料不气密密封地构成，进而空气和/或湿气能够穿过成形体侵入。在这种“框架中芯片”组件中使用非气密密封的转换元件的情况下，因此在使用灵敏的转换材料时能够造成转换材料的破坏。

半导体组件在该情况下包括发射辐射的半导体芯片4，所述半导体芯片嵌入壳体本体6中，所述壳体本体具有用于芯片的腔室61。发射辐射的半导体芯片4的侧面在此能够直接邻接于壳体本体6，所述壳体本体例如能够以反射辐射的方式构成。发射辐射的半导体芯片4在其上侧上与接触元件41连接，所述接触元件例如构成为是透射辐射的并且为此能够包括透明导电氧化物。经由触点元件，例如焊盘46将接触元件41与接触元件45导电连接，所述接触元件45从发射辐射的半导体芯片4经由壳体本体6延伸至过孔44。

在发射辐射的半导体芯片4的朝向接触元件41的上侧上构成透射辐射的包覆体5，所述包覆体当前构成为***的囊封件。由于囊封件的***提高电磁辐射射出的概率。在过孔44和发射辐射的半导体芯片的背离包覆体5的下侧上设置有用于表面安装半导体组件的连接部位42、43。

***构成的包覆体5还用于：提高在发射辐射的半导体芯片4和转换元件3之间的间距，使得避免在转换元件3处过高的射束密度。以该方式，所描述的结构形式尤其适合于灵敏的转换材料，例如量子点转换体的使用。此外，***构成的包覆体5实现根据观察角度在光的颜色方面使放射的混合光均匀化。

第一阻挡层1与透射辐射的包覆体5以及壳体本体6和接触元件45的区域直接接触。特别地，第一阻挡层1完全遮盖半导体器件的上侧，使得其具有与半导体组件的部件的尤其大的接触面，进而与所述部件尤其牢固地机械连接。用于形成第一和第二阻挡层1、2的弹性材料的使用还允许：转换元件遵循包覆体5的***。

根据图3的示意剖面图，详细阐述在此描述的半导体器件的另一实施例。在该实施例中，与图2的实施例不同，壳体本体6侧向地与发射辐射的半导体芯片4间隔开地构成，并且壳体本体6的腔室局部地用透射辐射的包覆体5填满。

第一阻挡层1部分地处于腔室之内并且以该方式被尤其良好地保护防止机械损坏。此外，第二阻挡层2能够平面地构成。换言之可行的是：第二阻挡层2的外面具有平坦的面，所述平坦的面在制造公差的范围内不具有***部、凹部、凹痕和/或凸出部。第一阻挡层1沿着包覆体5延伸，所述包覆体的背离半导体芯片4的外面形成辐射透射面S。此外，第一阻挡层1与壳体本体6直接接触。转换元件3尤其大面积地设置在发射辐射的半导体芯片4之上，并且覆盖壳体本体6的腔室61的开口62的至少95％。

也在该实施例中，半导体器件在其上侧上完全地由第一阻挡层1的材料覆盖。在壳体本体6之上的区域中，接触区域12处于第一阻挡层1和第二阻挡层2之间，所述接触区域横向地完全包围接触元件3。

本发明不局限于根据所述实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的每个组合，这尤其包含权利要求、实施方式和实施例中的特征的每个组合，即使所述特征或所述组合本身没有在权利要求、实施方式或实施例中明确地说明时也是如此。

本专利申请要求德国专利申请10 2014 117 764.9的优先权，其公开内容通过参引的方式并入本文。

附图标记列表

1 第一阻挡层

2 第二阻挡层

2’ 另一阻挡层

12 接触区域

12’ 另一接触区域

3 转换元件

3’ 另一转换元件

4 发射辐射的半导体芯片

41 接触元件

42 连接部位

43 连接部位

44 过孔

45 接触元件

46 触点元件

47 保护元件

5 包覆体

6 壳体本体

61 腔室

62 开口

S 辐射透射面

R 光

Claims (16)

1.一种发射辐射的光电子半导体组件，其具有：

-辐射透射面(S)，在所述半导体组件运行中产生的光(R)穿过所述辐射透射面；

-第一阻挡层(1)，所述第一阻挡层设置在所述辐射透射面(S)的上侧上并且在那里至少局部地与所述辐射透射面(S)直接接触；

-转换元件(3)，所述转换元件设置在所述第一阻挡层(1)的背离所述辐射透射面(S)的上侧上；

-第二阻挡层(2)，所述第二阻挡层设置在所述转换元件(3)的背离所述第一阻挡层(1)的上侧上和设置在所述第一阻挡层(1)的上侧上，其中

-所述第一阻挡层(1)和所述第二阻挡层(2)共同地完全包围所述转换元件(3)，

-所述第一阻挡层(1)和所述第二阻挡层(2)局部地彼此直接接触，并且

-所述转换元件(3)包括转换波长的量子点或由转换波长的量子点构成。

2.根据上一项权利要求所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中

-所述量子点包括半导体核，所述半导体核具有转换波长的特性，

-所述半导体核由第一包覆层包围，所述第一包覆层借助无机材料形成，和

-所述第一包覆层由第二包覆层包围，所述第二包覆层借助有机材料形成。

3.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述第一阻挡层(1)和所述第二阻挡层(2)在接触区域(12)中彼此直接接触，其中所述接触区域(12)沿横向方向(L)完全包围所述转换元件(3)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述转换元件(3)与所述第一阻挡层(1)和所述第二阻挡层(2)直接接触。

5.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中进入到所述转换元件(3)中的水蒸汽穿透速率最高为1×10^-3g/m²/天，优选最高为1×10^-4g/m²/天。

6.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述第一阻挡层(1)和所述第二阻挡层(2)借助相同的材料形成或由相同的材料构成。

7.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述第一阻挡层(1)和/或所述第二阻挡层(2)具有最高5.0GPa的弹性模量。

8.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其具有

-发射辐射的半导体芯片(4)，和

-透射辐射的包覆体(5)，所述包覆体局部地包围所述半导体芯片(4)，其中

-所述透射辐射的包覆体(5)的背离所述半导体芯片(4)的外面包括所述辐射透射面(S)，和

-所述第一阻挡层(1)与所述包覆体(5)直接接触。

9.根据上一项权利要求所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述包覆体(5)拱曲地构成。

10.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其具有

-发射辐射的半导体芯片(4)，其中

-发射辐射的所述半导体芯片的外面包括所述辐射透射面(S)，和

-所述第一阻挡层(1)与发射辐射的所述半导体芯片(4)直接接触。

11.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其具有

-发射辐射的半导体芯片(4)，和

-壳体本体(6)，所述壳体本体具有腔室(61)，在所述腔室中设置有发射辐射的所述半导体芯片(4)，其中

-所述第一阻挡层(1)至少局部地设置在所述腔室(61)中和/或与所述壳体本体(6)直接接触。

12.根据上一项权利要求所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述腔室(61)具有背离发射辐射的所述半导体芯片(4)的开口(62)，其中所述开口(62)的面积的至少95％由所述转换元件(3)遮盖。

13.根据上两项权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其中所述第一阻挡层(1)至少部分地设置在所述腔室(61)之内。

14.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件，其具有

-另一转换元件(3’)，所述另一转换元件设置在所述第二阻挡层(2)的背离所述辐射透射面(S)的上侧上，

-另一阻挡层(2’)，所述另一阻挡层设置在所述另一转换元件(3’)的背离所述第二阻挡层(2)的上侧上和设置在所述第二阻挡层(2)的上侧上，其中

-所述第二阻挡层(2)和所述另一阻挡层(2’)共同地完全包围所述另一转换元件(3’)，和

-所述第二阻挡层(2)和所述另一阻挡层(2’)局部地彼此直接接触。

15.一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的光电子半导体组件的方法，所述方法具有如下步骤：

-将所述第一阻挡层(1)施加到所述辐射透射面(S)上，

-将转换材料(3)以结构化的方式施加到所述第一阻挡层(1)的背离所述辐射透射面(S)的上侧上，以形成所述转换元件(3)，使得所述第一阻挡层(1)保持局部地未被所述转换元件(3)覆盖，

-将所述第二阻挡层(2)施加到所述转换元件(3)的背离所述第一阻挡层(1)的上侧上并且施加到所述第一阻挡层(1)的未被所述转换元件(3)覆盖的区域上。

16.根据上一项权利要求所述的用于制造发射辐射的光电子半导体组件的方法，所述方法在施加所述第二阻挡层之前具有如下步骤：

-确定在所述半导体芯片(5)运行中由发射辐射的所述半导体芯片(4)和所述转换元件(3)产生的混合光的光特性的实际值，

-将所述实际值与理论值比较，

-以结构化的方式施加另一转换材料以达到所述理论值。