CN111512450A - 用于制造转换元件的方法和转换元件 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于制造转换元件(2)的方法，所述方法具有如下步骤：‑提供具有开口(9)的框架(8)；‑将牺牲层(10)至少施加到至少一个开口(9c)的侧面上；‑将反射层(5)施加到牺牲层(10)上；‑将转换材料(4)引入到至少一个开口(9)中，其中转换材料(4)覆盖反射层(5)；以及‑将牺牲层(10)和框架(8)移除。

Description

用于制造转换元件的方法和转换元件
技术领域
提出一种用于制造转换元件的方法。还提出一种转换元件。此外，提出一种用于制造光电子半导体器件的方法和一种光电子半导体器件。
发明内容
要实现的目的在于提出一种方法，借助所述方法可低成本地制造转换元件。另一要实现的目的在于提出这种转换元件。
提出一种用于制造转换元件的方法。转换元件构成为用于将初级辐射转换为例如更长波的次级辐射。所述转换元件为此例如包括发光转换材料的颗粒。
根据至少一个实施方式，所述方法包括提供具有开口的框架。所述框架例如可以具有一个或多个开口。如果框架具有多个开口，那么这些开口例如可以矩阵状地，即以沿着行和列设置的方式，在一个平面中设置。也就是说，所述开口例如可以设置在规则的网格的网格点处。
至少一个开口例如可以具有矩形的、多边形的、圆形的或卵形的形状。框架例如由至少一个开口完全穿透，也就是说至少一个开口穿通框架。
框架例如由硬质材料构成。硬质材料在此是如下材料，所述材料在机械负荷下仅轻微变形或损坏并且保持初始提供的形状。框架例如借助塑料或由塑料形成或者借助金属或由金属形成。
根据至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤：将牺牲层至少施加到至少一个开口的侧面上。至少一个开口的至少一个侧面将框架的顶面与其底面连接。如果至少一个开口例如具有多个侧面，那么其在一个平面中设置。
牺牲层的材料例如由光刻胶形成。优选地，在此使用光刻胶，由所述光刻胶可以产生具有相对高的纵横比的结构。借助所述光刻胶尤其可以实现大的厚度的转换元件。例如，光刻胶是负胶，其例如由SU-8形成。
牺牲层的材料例如填充到至少一个开口中。辅助承载件例如设置在框架的下侧上。开口的底面于是例如通过辅助承载件的顶面形成。牺牲层的材料的底面和顶面于是例如与框架的底面和顶面齐平。牺牲层的材料覆盖至少一个开口的至少一个侧面并且例如与至少一个开口的至少一个侧面直接和非间接接触。也就是说，牺牲层的材料可以除开口的至少一个侧面之外覆盖辅助承载件的顶面并且与其处于直接和非间接接触。至少一个侧面例如完全由牺牲层的材料覆盖。
牺牲层的材料例如仅填充到至少一个开口中，使得框架的顶面基本上不具有牺牲层的材料。基本上不具有意味着，牺牲层的少量材料由于制造公差可能在框架的顶面上存在。
如果框架具有多个开口，那么开口以相同的方式具有侧面，所述侧面分别由牺牲层的材料完全覆盖。
在牺牲层的材料的一部分中例如可以产生凹部。所述凹部例如通过牺牲层的材料的材料去除产生。材料去除例如可以通过化学刻蚀产生。凹部例如完全地穿透牺牲层的材料，也就是说牺牲层的材料于是完全被去除并且通过凹部穿通。也就是说，凹部例如直至辅助承载件的顶面产生并且辅助承载件的顶面例如不具有牺牲层的材料。仅牺牲层的材料留在至少一个开口的至少一个侧面上并且形成牺牲层。
如果牺牲层的材料例如由光刻胶形成，那么光刻胶可以通过光刻技术结构化。通过例如化学刻蚀，将光刻胶在结构化的部位处去除，使得光刻胶的仅一个薄层留在至少一个开口的至少一个侧面上。所述薄层于是形成在至少一个开口的至少一个侧面上的牺牲层。
替选地，也可以将牺牲层的材料的薄层施加到至少一个开口中。至少一个开口于是例如仅部分地填充。例如，至少一个开口的至少一个侧面和至少一个顶面那么用牺牲层的材料的薄膜覆盖。牺牲层的材料例如与至少一个开口的至少一个侧面处于直接和非间接接触。牺牲层的例如能够邻接于至少一个开口的底面的材料例如通过化学刻蚀移除。仅牺牲层的材料在此情况下留在至少一个开口的至少一个侧面上并且形成牺牲层。
根据至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤：将反射层施加到牺牲层上。反射层例如覆盖牺牲层的背离框架的外表面。反射层例如与牺牲层的背离框架的外表面处于直接和非间接接触。此外，反射层例如可以覆盖框架的顶面和至少一个开口的至少一个底面。也就是说，反射层例如覆盖辅助承载件的顶面。在施加反射层之后，例如可以再次移除辅助承载件。
反射层例如是金属反射层。也就是说，反射层由金属构成或包含金属。反射层例如可以借助于沉积工艺从框架的上侧施加。沉积例如可以借助于下述方法进行：溅镀、PVD、蒸镀。
反射层例如包括下述材料中的一种或多种或者由一种或多种这些材料构成：Ag、Al、Al:Cu、Rh、Pd、Pt、TCO层，如ITO。此外，反射层也可以构成为介电镜，所述介电镜例如包括由银和氧化硅构成的层。反射层的厚度例如为至少10nm或50nm和/或最高100nm或500nm。有利地，所述金属反射层比例如由硅树脂和TiO2形成的反射层更薄。
根据至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤：将转换材料引入到至少一个开口中，其中转换材料覆盖反射层。转换材料例如将电磁辐射转换为另一波长范围的电磁辐射。转换材料例如包括基体材料，发光材料颗粒引入到所述基体材料中。基体材料例如可以是树脂，例如环氧化物，或是硅树脂或是这些材料的混合物。发光材料颗粒赋予转换材料从而转换元件波长转换的特性。
对于发光材料颗粒适合的例如是下述材料中的一种：掺杂有稀土的石榴石、掺杂有稀土的碱土硫酸盐、掺杂有稀土的硫代镓酸盐、掺杂有稀土的铝酸盐、掺杂有稀土的硅酸盐、掺杂有稀土的正硅酸盐、掺杂有稀土的氯代硅酸盐、掺杂有稀土的碱土氮化硅、掺杂有稀土的氧氮化物、掺杂有稀土的氧氮化铝、掺杂有稀土的氮化硅、掺杂有稀土的赛隆、量子点。这些材料也可以在没有基体材料的情况下使用并且直接施加。转换元件于是可以由这些材料中的一种构成。
将转换材料引入到至少一个开口中。在此，转换材料例如以可流动的形式存在。在此情况下，将转换材料在施加之后硬化。此外，转换材料例如可以借助于喷涂，丝网印刷或刮涂施加。
转换材料在至少一个开口中例如完全地覆盖反射层。也就是说，至少一个开口的由反射层形成的底面由转换材料覆盖。此外，至少一个开口的由反射层覆盖的至少一个侧面由转换材料覆盖。转换材料例如与反射层处于直接和非间接接触。转换材料的底面和顶面例如与反射材料的顶面和底面齐平。
根据至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤：移除牺牲层和框架。通过移除牺牲层和框架，将至少一种转换材料分割。这样制造的转换元件包括反射层，所述反射层完全地覆盖转换元件的至少一个侧面，尤其完全覆盖转换元件的所有侧面。转换元件的至少一个侧面将转换元件的顶面与其底面连接。转换元件于是例如可以施加到表面发射的发射辐射的半导体芯片上。此外，通过在此所描述的方法可制造多个转换元件。
在至少一个实施方式中，用于制造转换元件的方法包括如下步骤：提供具有开口的框架；将牺牲层施加到至少一个开口的至少一个侧面上；将反射层施加到牺牲层上；将转换材料引入到至少一个开口中，其中转换材料覆盖反射层；以及移除牺牲层和框架。
在此所描述的用于制造转换元件的方法现在另外利用如下构思：薄的、金属的反射层包围转换元件的侧面，以便这样使侧向发射最小化。
替选地，用由硅树脂和TiO2形成的反射层包围转换元件的侧面，发射辐射的半导体芯片也可以嵌入到所述侧面中。由此实现高的反射率，这些反射层的厚度必须大于200μm。所述厚度限制了以矩阵设置方式、即沿着行和列设置的发射辐射的器件的间距。
在此所描述的用于制造转换元件的方法和用于制造光电子半导体器件的方法的构思是，此外将由硅树脂和TiO2形成的反射层由薄的金属的反射层替换。对于例如这样制造的光电子半导体器件例如可以使用体积发射的倒装芯片，其中所产生的光电子半导体器件是表面发射的。通过例如具有至少5nm和最高50nm厚度的薄的金属的反射层，光电子半导体器件的尺寸比例如芯片级封装(CSP)更小地设计，在所述芯片级封装中反射层由包含TiO2颗粒的硅树脂形成。在CSP中，壳体处于所使用的半导体芯片的数量级中。金属层的使用在例如闪光矩阵布置中是有利的，例如用于具有像素化的LED芯片的闪光灯。此外，金属层的使用对于自适应的前照明***，例如对于机动车的前照灯是有利的。此外，金属反射层使相邻的光电子半导体器件之间的光学串扰最小化。此外，光电子半导体器件可以通过批量工艺生产，造成低的工艺成本。
根据至少一个实施方式，至少一个开口的侧面具有斜边。至少一个开口的至少一个倾斜的侧面横向于框架的顶面伸展。至少一个倾斜的侧面例如与框架的顶面围成锐角。此外，至少一个开口的至少一个倾斜的侧面平坦地构成。如果至少一个开口具有多个侧面，那么这些侧面例如同样具有斜边。例如可能的是，至少两个相对置的侧面具有斜边。还可能的是，至少两个邻接的侧面具有斜边。
这样制造的转换元件例如可以具有朝底面的方向扩宽的形状。也就是说，转换元件的顶面的沿横向方向的横截面小于转换元件的底面的沿横向方向的横截面。通过这种形状例如可以实现聚焦的光放射特性。
替选地可能的是，转换元件具有朝转换元件的顶面的方向扩宽的形状。也就是说，转换元件的顶面的沿转换元件的横向方向的横截面小于转换元件的底面的横截面。通过这种形状例如可以提高光耦合输出。
施加到至少一个开口的至少一个侧面上的牺牲层于是同样具有斜边。也就是说，所施加的牺牲层同样横向于框架的顶面伸展并且与框架的顶面围成锐角。
此外，施加在牺牲层上的反射层同样具有斜边。也就是说，所施加的反射层同样横向于框架的顶面伸展并且与框架的顶面围成锐角。
此外，提出一种用于制造光电子半导体器件的方法。
根据至少一个实施方式，所述方法包括所描述的用于制造转换元件的步骤。
根据至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤，其中在将转换材料引入之前将发射辐射的半导体芯片引入到至少一个开口中。发射辐射的半导体芯片例如可以是所谓的体积发射器。体积发射的发射辐射的半导体芯片具有衬底，在所述衬底上例如外延生长或施加半导体本体。衬底例如可以具有下述材料中的一种或由下述材料中的一种构成：蓝宝石、碳化硅、玻璃。体积发射的发射辐射的半导体芯片将所产生的辐射不仅经由唯一的光出射面发出，而且也经由其侧面发出。例如，在体积发射器中至少30％的所发射的辐射穿过侧面射出。例如，发射辐射的半导体芯片可以是发光二极管芯片，所述发光二极管芯片构成为倒装芯片。
发射辐射的半导体芯片例如在半导体本体的底面上具有接触元件，所述接触元件例如设计用于电接触发射辐射的半导体芯片。半导体本体的顶面例如不具有接触元件。半导体本体的底面和顶面平行地沿竖直方向且垂直于竖直方向伸展。
框架例如在引入至少一个发射辐射的半导体芯片之前放置在另一辅助承载件上。另一辅助承载件例如可以在上侧上包括膜，所述膜构成粘附力。至少一个开口的底面于是例如通过辅助承载件的顶面形成。至少一个发射辐射的半导体芯片例如中央地引入到至少一个开口中的一个开口中。通过在例如膜和至少一个发射辐射的半导体芯片之间构成的粘附力，得到在这两个部件之间的附着。也就是说，发射辐射的半导体芯片与辅助承载件连接并且不会滑落。在此，例如半导体本体的底面与反射层的底面齐平。此外，反射层沿竖直方向伸出半导体本体的上侧。
框架于是侧向地包围至少一个发射辐射的半导体芯片。尤其，框架可以完全横向地环绕至少一个发射辐射的半导体芯片。
根据至少一个实施方式，所引入的转换材料部分地包围发射辐射的半导体芯片。转换材料的顶面和底面例如与反射层的顶面和底面齐平。转换材料例如完全地覆盖半导体本体的顶面和半导体本体的侧面。转换材料在此与半导体芯片的顶面和侧面以及反射层的至少一个侧面处于直接和非间接接触。也就是说，例如使用体积发射的半导体芯片，这样将在运行中发射的电磁的初级辐射转换为次级辐射，所述初级辐射从半导体本体的侧面和从半导体芯片的顶面射出。借助于反射层将从半导体本体的侧面射出的电磁的初级辐射和次级辐射又反射并且再次射入到转换材料中。在此，剩余的初级辐射再次转换。此外，将初级和次级辐射借助于反射层例如朝半导体本体的顶面的方向转向。这有利地提高光耦合输出。
此外提出一种转换元件。优选地，转换元件通过在此之前描述的用于制造转换元件的方法制造。也就是说，在此所描述的转换元件可借助在此所描述的方法制造或者借助所描述的方法制造。所有结合用于制造转换元件的方法所公开的特征因此也结合转换元件公开并且反之亦然。
根据至少一个实施方式，转换元件包括转换材料。转换材料例如将电磁辐射转换为另一波长范围的电磁辐射。转换材料例如包括基体材料，发光颗粒引入到所述基体材料中。基体材料例如可以是树脂，例如环氧化物，或是硅树脂或是这些材料的组合。发光材料颗粒赋予转换材料从而转换元件波长转换的特性。
根据至少一个实施方式，转换材料包括反射层。反射层例如是金属的反射层。也就是说，反射层由金属构成或包含金属。反射层例如包括下述材料中的一种或多种或者由这些材料中的一种或多种构成：Ag、Al、Al:Cu、Rh、Pd、Pt、TCO层，如ITO。此外，反射层也可以构成为介电镜，所述介电镜例如包括由银和氧化硅构成的层。反射层的厚度例如为至少10nm或20nm或30nm和/或最高100nm或200nm或500nm。
根据至少一个实施方式，反射层与转换材料的侧面直接接触。也就是说，反射层的朝向转换材料的侧面与转换材料的至少一个侧面处于直接和非间接接触。有利地，电磁辐射和经转换的电磁辐射直接在转换材料和反射层的边界面处反射回到转换材料中并且剩余的电磁辐射可以再次转换。通过直接接触，例如避免通过设置在转换材料和反射层之间的层处的散射所引起的损耗。
根据至少一个实施方式，反射层的背离转换材料的外表面形成转换元件的露出的外表面。由转换材料和反射层构成的装置由此形成转换元件。此外，反射层的背离转换材料的外表面可自由接近。有利地，这种转换元件是可特别简单操作的。
根据至少一个实施方式，反射层完全地覆盖转换材料的至少一个侧面。也就是说，例如转换材料的顶面与反射层的顶面齐平，并且转换材料的底面与反射层的底面齐平。也就是说，电磁辐射和经转换的电磁辐射在转换元件的整个侧面上反射。
根据至少一个实施方式，反射层具有恒定的厚度。反射层的厚度在此是反射层的例如两个相对置的内面之间的沿横向方向的间距。沿横向方向的所述间距对于沿竖直方向的不同位置是恒定的。例如，反射层的厚度在制造公差的范围内基本上相同。基本上相同在此意味着，由于制造公差引起的小的不平坦性例如会造成反射层的厚度的变化。
根据至少一个实施方式，转换材料具有朝转换元件的底面和顶面的方向扩宽的形状。如果转换材料例如具有朝底面的方向扩宽的形状，那么转换材料的顶面的沿横向方向的横截面小于转换材料的底面的沿横向方向的横截面。
通过所述形状例如可以实现聚焦的光放射特性。
如果转换材料具有朝转换元件的顶面的方向扩宽的形状，那么转换材料的顶面的沿转换材料的横向方向的横截面大于转换材料的底面的横截面。通过所述形状例如可以提高光耦合输出。
此外，提出一种光电子半导体器件。优选地，光电子半导体器件通过用于制造光电子半导体器件的之前所描述的方法制造。也就是说，在此所描述的光电子半导体器件可借助在此所描述的方法制造或者借助在此所描述的方法制造。所有结合用于制造光电子半导体器件的方法所公开的特征因此也结合光电子半导体器件公开并且反之亦然。
根据至少一个实施方式，光电子半导体器件包括在此所描述的转换元件。也就是说，所有结合转换元件所公开的特征因此也结合光电子半导体器件公开并且反之亦然。
根据至少一个实施方式，光电子半导体器件包括发射辐射的半导体芯片。发射辐射的半导体芯片例如可以是所谓的体积发射器。体积发射的发射辐射的半导体芯片具有衬底，在所述衬底上例如外延生长或施加半导体本体。体积发射的发射辐射的半导体芯片将所产生的辐射不仅经由唯一的光出射面发出，而且也经由其侧面发出。例如，在体积发射器中至少30％的所发射的辐射通过侧面射出。例如，发射辐射的半导体芯片可以是发光二极管芯片，所述发光二极管芯片构成为倒装芯片。
根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体芯片嵌入到转换元件中。嵌入在此可以意味着，发射辐射的半导体芯片部分地设置在转换元件之内和/或由转换元件在其至少一部分的外表面处环绕。在此，发射辐射的半导体芯片例如处于与转换元件直接和非间接接触。也就是说，转换元件的材料局部地直接邻接于半导体芯片。
根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体芯片包括半导体本体，所述半导体本体构成用于产生电磁初级辐射。半导体本体例如是外延生长的半导体本体。半导体本体可以基于III-V族化合物半导体材料。半导体本体包括有源区域，所述有源区域包括量子阱结构或多量子阱结构。有源区域在此构成为，产生电磁初级辐射。
根据至少一个实施方式，在发射辐射的半导体芯片的下侧上设置有接触元件。接触元件在此构成用于为半导体本体通电。接触元件例如具有金属或由金属构成。接触元件的顶面例如与转换元件的底面齐平。
根据至少一个实施方式，转换材料覆盖半导体本体的侧面。也就是说，转换材料例如沿横向方向伸出半导体本体的横截面。也就是说，发射辐射的半导体芯片例如是体积发射器，这样有利地也将在光电子器件的运行中发射的初级辐射转换，所述初级辐射通过半导体本体的至少一个侧面射出。
根据至少一个实施方式，转换材料覆盖半导体本体的顶面。转换材料沿竖直方向朝转换材料的顶面的方向伸出半导体本体的顶面。也就是说，在光电子器件的运行中发射的初级辐射被转换，所述初级辐射从半导体本体的顶面射出。
此外，转换材料的底面例如与半导体本体的底面齐平。也就是说，接触部的侧面不由转换材料覆盖。此外，半导体本体的底面也例如不具有转换材料。
根据至少一个实施方式，转换材料处于与半导体本体的至少一个侧面和顶面直接接触。也就是说，转换材料的背离反射层的侧面例如与半导体本体的至少一个侧面处于直接和非间接接触，所述侧面朝向反射层并且完全覆盖所述反射层。此外，转换材料例如处于与半导体本体的顶面直接和非间接接触。
根据至少一个实施方式，反射层构成用于，反射电磁初级辐射的一部分。反射层例如是金属的反射层。也就是说，反射层由金属构成或包含金属。
还可能的是，反射层是布拉格反射镜，其由高折射率材料和低折射率材料的交替设置的层构成。反射层于是例如电绝缘地构成。
此外，反射层可以是布拉格镜和金属层的组合。
反射层在此针对在有源区域中产生的电磁初级辐射优选具有至少90％的反射率。
附图说明
下面根据实施例和所属的附图详细阐述用于制造转换元件的方法和在此所描述的转换元件。
附图示出：
图1A、1B、1C、1D、1E、1F和1G示出转换元件的实施例的方法步骤的示意剖面图；
图2示出在此所描述的用于制造光电子半导体器件的方法的一个实施例的方法步骤的俯视图的示意剖面图；
图3以在此所描述的光电子半导体器件的侧视图示出一个实施例的示意剖面图；
图4示出在此所描述的转换元件的一个实施例的示意图；
图5以在此所描述的光电子半导体器件的侧视图示出一个实施例的示意剖面图；
图6A和6B示出在此所描述的转换元件的实施例的示意图；
图7以在此所描述的光电子半导体器件的侧视图示出一个实施例的示意剖面图。
相同的、同类的或起相同作用的元件在图中设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件彼此间的大小关系不视为是符合比例的。更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解可以夸大地示出个别元件。
具体实施方式
结合图1A至1G示出用于在此所描述的转换元件2的制造方法的一个实施例。
根据图1A，在第一方法步骤中提供具有多个开口9的框架8。开口9在此完全地穿透框架8并且矩阵状地，即以沿着行和列设置的方式，在一个平面中设置。也就是说，开口9例如可以在规则的网格的网格点处设置。框架的下侧例如可以设置在辅助承载件11的上侧上。
根据图1B，在下一方法步骤中将开口9用牺牲层100的材料填充。在此，牺牲层100的材料例如是光刻胶。牺牲层的材料的顶面100a在此与框架的顶面8a齐平。也就是说，整个开口9用牺牲层100的材料填充。牺牲层100的材料在此处于与框架的侧面8c直接和非间接接触。
根据图1C，在下一方法步骤中，在牺牲层10中产生多个凹部12。材料去除在此例如通过对牺牲层100的材料的顶面的光刻和化学刻蚀来产生。凹部12在此完全地穿透牺牲层100的材料。牺牲层100的剩余的材料在此完全地覆盖框架的侧面8c并且与所述侧面处于直接和非间接接触。也就是说，牺牲层100的材料对应于牺牲层10。
根据图1D，在下一方法步骤中借助于沉积工艺，例如溅镀将反射层5施加到框架的顶面8a、牺牲层的顶面和牺牲层的侧面10c上。通过沉积工艺也用反射层5覆盖辅助承载件的底面11b。辅助承载件11可以在该步骤之后例如移除。
根据图1E示出在根据图1D的方法步骤之后的框架的下侧。在此，辅助承载件11在框架的下侧上已移除。框架的朝向开口9的侧面8c在此例如完全由牺牲层10覆盖。此外，牺牲层的侧面10c在朝向开口9的侧上完全用反射层5覆盖。牺牲层10在此与框架的侧面8c直接和非间接接触，所述侧面朝向开口9。此外，反射层的背离开口9的侧面5c与牺牲层的朝向开口9的侧面10c处于直接和非间接接触。框架的底面8b、牺牲层的底面10b和反射层的底面5b例如齐平。
根据图1F，在下一方法步骤中将转换材料4引入到开口9中。在此，可以将另一辅助承载件13设置到框架的下侧上。也就是说，转换材料4完全填满开口9并且完全覆盖开口的底面和开口的侧面9c。转换材料的顶面4a在此与反射层的顶面5a齐平。
根据图1G在下一方法步骤中移除牺牲层10和框架8。牺牲层10例如可以通过化学刻蚀移除。由此产生分割的转换元件2。
结合图2示出用于在此所描述的光电子半导体器件1的制造法的一个实施例的方法步骤。
根据图2在根据图1F引入转换材料4之前分别将发射辐射的半导体芯片3引入到开口中。框架8于是框架式地包围发射辐射的半导体芯片3。也就是说，框架8完全地环绕光电子半导体芯片3。
框架8例如在引入发射辐射的半导体芯片3之前放置在另一辅助承载件13上。另一辅助承载件13例如可以在上侧上包括膜，所述膜构成粘附力。发射辐射的半导体芯片3于是例如中央地引入到开口9中。通过在例如膜和发射辐射的半导体芯片3之间的所构成的粘附力，得到这两个部件之间的附着。也就是说，发射辐射的半导体芯片3与另一辅助承载件13连接并且不会滑落。
下一方法步骤与根据图1F和1G的所描述的方法步骤类似。
图3的示意剖面图示出在此所描述的光电子半导体器件1的一个实施例。
光电子半导体器件1例如包括至少一个反射层5、转换材料4和发射辐射的半导体芯片3，由半导体本体6和接触元件7构成。转换材料的顶面和底面4a和4b例如分别与反射层的顶面和底面5a和5b齐平。在此，发射辐射的半导体芯片3嵌入到转换材料4中。也就是说，半导体本体的顶面6a由转换材料4覆盖。同样，半导体本体的侧面6c完全用转换材料4覆盖。转换材料的底面4b在此与半导体本体的底面6b齐平。此外，接触元件的顶面7b与转换材料的底面4b齐平。
转换材料4的背离反射层5的侧面在此与半导体本体的至少一个侧面6c处于直接和非间接接触，所述侧面朝向反射层5并且完全地覆盖所述反射层。此外，转换材料4例如与半导体本体的顶面6a处于直接和非间接接触。反射层5还具有恒定的厚度。此外，反射层5沿竖直方向平行于半导体本体的侧面6c伸展。
图4的示意图示出在此所描述的转换元件2的实施例。
转换元件2例如包括转换材料4和反射层5。反射层5在此完全地包围转换材料的侧面4c。转换材料的顶面4a在此与反射层的顶面5a齐平。此外，转换材料的底面4b在此与反射层的底面5b齐平。反射层5和转换材料4在此处于直接和非间接接触。此外，反射层5沿竖直方向垂直于转换元件2的顶面和底面伸展。
图5的示意剖面图示出在此所描述的光电子半导体器件的实施例。
在此示出的光电子半导体器件1具有根据在图3中示出的实施例的相同的特性。此外，反射层5的外表面具有斜边。外表面在此平行地伸展。反射层5的倾斜的外表面横向于半导体本体的顶面6a伸展。倾斜的外表面在此例如与半导体本体的顶面6a围成锐角。在此，反射层5也具有恒定的厚度，因为倾斜的外表面平行地伸展。
光电子半导体器件1具有朝光电子半导体器件的顶面1a的方向扩宽的形状。也就是说，光电子半导体器件的顶面1a的沿横向方向的横截面大于光电子半导体器件的底面1b的横截面。
图6A和6B的示意图示出在此所描述的转换元件2的实施例。在此示出的转换元件2具有根据在图4中示出的实施例的相同的特性。
根据图6A的转换元件2具有朝转换元件的顶面2a的方向扩宽的形状。也就是说，转换元件的顶面2a的沿横向方向的横截面大于转换元件的底面2b的横截面。通过所述形状可以实现改善的光耦合输出。
根据图6B的转换元件2具有朝转换元件的底面2b的方向扩宽的形状。也就是说，转换元件的底面2b的沿横向方向的横截面大于转换元件的顶面2a的横截面。通过所述形状可以实现聚焦的光放射特性。
图7的示意剖面图示出在此所描述的光电子半导体器件的实施例。
与图3的实施例不同，转换材料的底面4b在本实施例中不分别与反射层的底面5b和半导体本体的底面6b齐平。更确切地说，在转换材料的底面4b上设置有另一反射层14。另一反射层14与反射层的底面5b和半导体本体的底面6b齐平。另一反射层14在此例如由基体材料，例如硅树脂形成，所述基体材料用反射光的颗粒，例如氧化钛颗粒填充。
借助于另一反射层14将从半导体本体的侧面6c朝底面4b、5b和6b的方向射出的电磁初级辐射又反射并且再次射入到转换材料4中。在此，剩余的初级辐射再次转换。此外，初级和次级辐射借助于另一反射层14例如朝半导体本体的顶面6a的方向转向。这有利地提高光耦合输出。
本申请要求德国专利申请10 2017 130 574.2的优先权，其公开内容通过参引结合于此。
本发明不通过根据实施例的描述而限制于此。更确切地说，本发明包括任意新特征以及特征的任意组合，这尤其包含权利要求中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合本身并未详尽地在权利要求或实施例中给出也如此。
附图标记列表
1 光电子半导体器件
1a 光电子半导体器件顶面
1b 光电子半导体器件底面
2 转换元件
2a 转换元件顶面
2b 转换元件底面
3 发射辐射的半导体芯片
4 转换材料
4a 转换材料顶面
4b 转换材料底面
4c 转换材料侧面
5 反射层
5a 反射层顶面
5b 反射层底面
5c 反射层侧面
6 半导体本体
6a 半导体本体顶面
6b 半导体本体底面
6c 半导体本体侧面
7 接触元件
7a 接触元件顶面
8 框架
8a 框架顶面
8b 框架底面
8c 框架侧面
9 开口
9c 开口侧面
10 牺牲层
10b 牺牲层底面
10c 牺牲层侧面
100 牺牲层材料
100a 牺牲层材料顶面
11 辅助承载件
11b 辅助承载件底面
12 凹部
13 另一辅助承载件
14 另一反射层

Claims (14)

1.一种用于制造转换元件(2)的方法，所述方法具有如下步骤：
-提供具有开口(9)的框架(8)；
-将牺牲层(10)至少施加到至少一个开口(9c)的侧面上；
-将反射层(5)施加到所述牺牲层(10)上；
-将转换材料(4)引入到所述至少一个开口(9)中，其中所述转换材料(4)覆盖所述反射层(5)；以及
-将所述牺牲层(10)和所述框架(8)移除，其中所述反射层(5)与所述转换材料的底面和顶面(4a，4b)齐平。
2.根据上一项权利要求所述的方法，
其中所述至少一个开口(9)的侧面具有斜边。
3.一种用于制造光电子半导体器件(1)的方法，其中
-执行根据上述权利要求中任一项所述的用于制造转换元件(2)的方法，并且
-在引入所述转换材料(4)之前，将发射辐射的半导体芯片(3)引入到至少一个开口(9)中。
4.根据上一项权利要求所述的方法，其中
引入的所述转换材料(4)部分地包围所述发射辐射的半导体芯片(3)。
5.一种转换元件(2)，所述转换元件具有：
-转换材料(4)，和
-反射层(5)，其中
-所述反射层(5)与所述转换材料的侧面(4c)直接接触，并且
-所述反射层(5)的背离所述转换材料(4)的外表面形成所述转换元件(2)的露出的外表面。
6.根据上一项权利要求所述的转换元件(2)，
其中所述反射层(5)完全地覆盖所述转换材料(4c)的至少一个侧面。
7.根据上述权利要求中任一项所述的转换元件(2)，
其中所述反射层(5)具有恒定的厚度。
8.根据上述权利要求中任一项所述的转换元件(2)，
其中所述转换材料(4)具有朝所述转换元件的底面或顶面(4a，4b)的方向扩宽的形状。
9.一种光电子半导体器件(1)，所述光电子半导体器件具有：
-根据上述权利要求5至8中任一项所述的转换元件(2)，和
-发射辐射的半导体芯片(3)，其中
-所述发射辐射的半导体芯片(3)嵌入到所述转换元件(4)中，
-所述发射辐射的半导体芯片(3)包括半导体本体(6)，所述半导体本体构成用于产生电磁初级辐射，和
-在所述发射辐射的半导体芯片(3)的下侧上设置有接触元件(7)。
10.根据上一项权利要求所述的光电子半导体器件(1)，
其中所述转换材料(4)覆盖所述半导体本体的侧面(6c)。
11.根据上两项权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1)，
其中所述转换材料(4)覆盖所述半导体本体的顶面(6a)。
12.根据前三项权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1)，
其中所述转换材料(4)与所述半导体本体的至少一个侧面和顶面(6c，6a)直接接触。
13.根据前四项权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1)，
其中所述反射层(5)构成用于，反射所述电磁初级辐射的一部分。
14.一种用于制造转换元件(2)的方法，所述转换元件能够施加在发射辐射的半导体芯片上，所述方法具有如下步骤：
-提供具有开口(9)的框架(8)；
-将牺牲层(10)至少施加到至少一个开口的侧面(9c)上；
-将反射层(5)施加到所述牺牲层(10)上；
-将转换材料(4)引入到至少一个开口(9)中，其中所述转换材料(4)覆盖所述反射层(5)；以及
-将所述牺牲层(10)和所述框架(8)移除。
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