CN104221173B - 发光半导体器件和用于制造发光半导体器件的方法 - Google Patents

Abstract

提出一种发光半导体器件(100，200，300)，其具有：发光半导体芯片(1)，所述发光半导体芯片具有半导体层序列(17)、光耦合输出面(11)、与光耦合输出面(11)相对置的后侧面(12)和侧面(13)；并且具有带有成形体(20)的载体本体(2)，所述成形体形状配合地且直接地覆盖侧面(13)，其中在后侧面(12)上构成两个电接触层(14)和热接触层(15)，其中热接触层(15)与电接触层(14)和半导体层序列(17)电绝缘，其中载体本体(2)在后侧面(12)上具有与电接触层(14)直接接触的电连接元件(24)和与热接触层(15)直接接触的热连接元件(25)，并且其中热连接元件(25)至少部分地形成半导体器件(100，200，300)的背离半导体芯片(1)的安装面(22)。此外，提出一种用于制造半导体器件的方法。

Description

发光半导体器件和用于制造发光半导体器件的方法

相关申请的交叉参引

本申请要求德国专利申请10 2012 102 847.8的优先权，其公开内容在此通过参引并入本文。

技术领域

提出一种发光半导体器件和一种用于制造发光半导体器件的方法。

背景技术

已知下述发光半导体芯片，所述发光半导体芯片的电端子全部设置在主面上，经由所述主面分别将半导体芯片安装在载体上。具有对于电连接而言例如不再需要如接合线形式的附加的电接触部的优点的这种半导体芯片也称作为所谓的“倒装芯片”。

因为倒装芯片典型地仅经由其电端子安装在载体上，所以产生半导体芯片在运行期间有效散热的问题。

已知的是：例如将倒装芯片安装到陶瓷衬底上，其中将电端子置于陶瓷衬底的相应的带状导线上并且连接到所述带状导线上。陶瓷衬底的优点在于：所述陶瓷衬底是电绝缘的并且是良好导热的，并且能够将热膨胀系数选择成，使得所述热膨胀系数类似于半导体芯片。为了将半导体芯片连接到陶瓷衬底的带状导线上，提供多种可能性，例如焊接、金在金上超声波接合、粘接或低温下烧结(LTS：“low temperature sintering”)。然而，与其相对地，存在提高的成本，尤其在大面积的陶瓷衬底的情况下存在提高的成本，以及热膨胀系数难于匹配于另一个热沉、即所谓的二级热沉、例如为金属芯印刷电路板，在所述金属芯印刷电路板上安装有具有陶瓷衬底的所安装的半导体芯片。

此外，已知所谓的QFN结构类型的壳体(QFN：“quad flat no leads”扁平无引脚)，所述壳体具有塑料壳体中的导体框部件，在所述导体框部件上例如能够安装倒装芯片。在该情况下，能够应用如针对陶瓷衬底所描述的连接可能性，然而，QFN壳体与陶瓷衬底相比具有更好的导热性并且与其相比也是更成本适宜的。此外，与在陶瓷衬底的情况下相比，热膨胀系数更好地匹配于二级热沉。然而，QFN壳体的缺点是，壳体的热膨胀系数明显与半导体芯片的热膨胀系数不同，这能够引起可靠性问题。此外，QFN壳体中的可实现的最小结构大小通过导体框的最小的刻蚀宽度受限并且例如在200μm厚的导体框中为大于100μm。

为了实现用于QFN壳体的电绝缘的安装侧，必须附加地施加介电层，例如由类金刚石碳(DLC：“diamond-like carbon”)或者聚酰亚胺构成的介电层，所述介电层必须例如由附加的金属层覆盖，以便能够通过焊接安装QFN壳体。由此，尽管能够实现QFN壳体的下侧的电绝缘，然而适合于绝缘的材料与更高的成本联系在一起并且通常也与更差的导热性联系在一起。

在工艺技术中耗费提高的条件下，也可能的是，QFN壳体构成为在朝向半导体芯片的一侧上具有适当的电绝缘部。

发明内容

特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种发光半导体器件。特定的实施方式的至少一个另外的目的是：提出一种用于制造发光半导体器件的方法。

根据至少一个实施方式，发光半导体器件具有发光半导体芯片，所述发光半导体芯片具有带有用于产生光的有源区域的半导体层序列。尤其优选地，半导体层序列能够借助于外延方法、例如借助于金属有机气相外延(MOVPE)或者分子束外延(MBE)在生长衬底上生长。由此，半导体层序列具有半导体层，所述半导体层沿着通过生长方向给出的布置方向彼此叠加地设置。半导体层序列的层垂直于布置方向具有主延伸平面。

发光半导体芯片尤其具有两个垂直于生长方向设置的主表面。主表面中的一个构成为光耦合输出面，经由所述光耦合输出面放射在运行时产生的光。此外，半导体芯片具有与光耦合输出面相对置的后侧面，所述后侧面形成半导体芯片的第二主表面。光耦合输出面和后侧面经由侧面彼此连接。除了通过光耦合输出面放射光之外，在运行时在有源层中产生的光能够至少部分地也经由侧面和/或后侧面放射。

发光半导体芯片能够根据波长具有基于不同的半导体材料体系的半导体层序列。对于长波的、红外至红色辐射而言，例如基于In_xGa_yAl_1-x-yAs的半导体层序列是适合的，对于红色至黄色辐射而言，例如基于In_xGa_yAl_1-x-yP的半导体层序列是适合的，并且对于短波的可见的、即尤其对于绿色至蓝色辐射和/或对于UV辐射而言，例如基于In_xGa_yAl_1-x-yN的半导体层序列是适合的，其中分别有0≤x≤1且0≤y≤1。此外，基于锑化物、例如InSb、GaSb、AlSb或者其组合的半导体层序列能够适合于长波的红外辐射。

生长衬底能够包括绝缘材料或者半导体材料，例如上述化合物半导体材料体系。特别地，生长衬底能够包括蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、InP、SiC、Si和/或Ge或者由这种材料制成。

发光半导体芯片的半导体层序列能够具有有源区域，例如常见的pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW结构)或多量子阱结构(MQW结构)。术语量子阱结构在本申请的范围内尤其包括载流子由于约束(“Confinement”)能够得到其能量状态的量子化的任何结构。特别地，术语量子阱结构不包含任何关于量子化的维度的说明。因此，此外，术语量子阱结构包括量子槽、量子线和量子点以及这些结构的任意的组合。除了有源区域之外，半导体层序列能够包括另外的功能层和功能区域，例如p型或n型掺杂的载流子传输层、未掺杂的或p型或n型掺杂的约束层、包覆层或波导层、阻挡层、平坦化层、缓冲层、保护层和/或电极以及它们的组合。在此描述的涉及有源区域或另外的功能层和区域的结构对于本领域技术人员而言尤其在构造、功能和结构方面是已知的并且因此关于此点不详细阐述。

生长工艺尤其能够在晶圆组合件中进行。换而言之，生长衬底以晶圆的形式提供，在所述晶圆上大面积地生长半导体层序列。生长的半导体层序列能够在另外的方法步骤中分割成各个半导体芯片，其中通过分割能够形成半导体芯片的侧面。

此外，能够在分割之前将半导体层序列转移到载体衬底上并且能够将生长层打薄，即至少部分地或完全地移除生长层。

根据至少一个实施方式，在半导体芯片的后侧面上构成至少两个电接触层和热接触层，其中热接触层与至少两个电接触层电绝缘。特别地，发光半导体芯片仅在后侧面上具有电接触层和热接触层，而半导体芯片的其他面、尤其光耦合输出面不具有接触层。

热接触层尤其无电势地构成。换而言之，热接触层与半导体芯片的半导体层序列电绝缘。为此，半导体芯片能够在半导体层序列和热接触层之间具有电绝缘层，所述电绝缘层例如具有二氧化硅、金刚石或者氧化铝并且以大于或等于100nm的厚度施加。在制造半导体芯片时，为此能够将半导体层序列施加在衬底上并且电绝缘层以钝化层的形式在半导体层序列的与衬底、尤其是生长衬底相对置的一侧上形成。替选于此也可能的是，电绝缘层通过设置有半导体层序列的衬底形成，例如载体衬底，例如陶瓷衬底。热接触层在该情况下能够构成在衬底的与半导体层序列相对置的一侧上。

电接触层例如能够直接设置在半导体层序列上、即与半导体层序列直接接触。此外，也可能的是，电接触层设置在电绝缘层上并且经由电通孔、即所谓的贯穿孔(Via)与半导体层序列电连接。如果半导体芯片具有两个电接触层，那么所述电接触层用于将电压施加到整个半导体芯片上。如果半导体芯片具有多于两个电接触层，那么半导体芯片也能够具有多个彼此可分开控制的发光区段。

电接触层以及热接触层尤其具有一种或多种金属或金属合金或金属层序列。尤其优选地，电接触层和热接触层构成为是相同的。

例如，接触层能够具有Ti、Pt、Pd、Au或者由其构成的混合物、合金或层组合。电接触层和热接触层能够尤其优选地例如具有增附层、例如Ti，和安装层、例如Au。在其之间也还能够设置有阻挡层，例如Pt和/或Pd。

电接触层和热接触层能够在生产发光半导体芯片时施加并且在构成更下面描述的载体本体之前作为半导体芯片的一部分提供。此外，接触层例如也能够通过电镀方法在更下面描述的借助成形体对半导体芯片改型之后和在制造更下面描述的连接元件之前构成。

与以倒装芯片的形式构成且仅具有必须同时也用于从半导体芯片导出热量的电连接层的已知的半导体芯片相比，在此描述的半导体芯片除了电接触层之外还具有热接触层，所述热接触层能够实现半导体芯片与热沉的大面积的热连接，使得关于到电接触层的导热方面的需求能够是小的或者甚至是可忽略的。通过将热接触层与电接触层和半导体层序列电绝缘，可能的是，尤其当热接触层和半导体层序列之间的电绝缘层构成为可靠地防止电击穿时，将具有热接触层的半导体芯片安置到具有任意电势的任意表面上。

根据另一个实施方式，热接触层与电接触层相比在半导体芯片的后侧面上占据更大的面积。这尤其能够表示，后侧面的面积的大部分通过热接触层形成，尤其优选地基本上是后侧面的没有被电接触层覆盖的部分通过热接触层形成。

根据另一个实施方式，发光半导体器件具有载体本体，所述载体本体承载发光半导体芯片并且经由所述载体本体能够导出在运行时在发光半导体芯片中产生的热量。载体本体例如能够适合于：设置到另一个热沉、即所谓的二级热沉上，例如金属热沉、金属芯印刷电路板或者电路板形式的热沉。

根据另一个实施方式，载体衬底具有成形体，所述成形体形状配合地且直接地覆盖半导体芯片的侧面。成形体尤其模制在半导体芯片上并且在横向方向上、即在沿着半导体芯片的光耦合输出面的主延伸平面的方向上包围半导体芯片。特别地，成形体能够构成为，使得不覆盖半导体芯片的光耦合输出面。半导体芯片的侧面能够完全地被覆盖或从后侧面起观察在朝向光耦合输出面的方向上直到一定高度被覆盖，使得成形体具有相对于光耦合输出面缩回的上侧。尤其优选地，侧面能够完全地被覆盖，使得成形体具有与光耦合输出面齐平的上侧。此外，后侧面、即电接触层的接触层的尤其与半导体层序列相对置的面也能够不具有成形体。此外，成形体也能够以其上侧伸出光耦合输出面，而没有遮盖光耦合输出面。由此，提高载体本体的机械稳定性。此外，由此能够在光耦合输出面之上形成凹处，在所述凹处中例如能够设置有波长转换元件。此外也可能的是，成形体遮盖光耦合输出面，使得半导体芯片嵌入载体本体中并且完全由载体本体包围。成形体能够在光耦合输出面之上例如构成为，使得所述成形体具有适合的光学特性。

成形体尤其能够具有塑料材料，优选硅树脂、环氧化物、环氧化物硅树脂混合材料、聚酯或者低熔点玻璃或者低熔点玻璃陶瓷。“低熔点”在此表示下述玻璃或玻璃陶瓷，所述玻璃或玻璃陶瓷在成形工艺中能够在不损坏半导体芯片的温度下加工。特别地，成形体能够形成用于机械稳定的元件，所述元件基本上使得载体本体稳定。通过成形体将半导体芯片尤其嵌入载体本体中。

成形体尤其能够在成形工艺中例如借助于喷射、浇注、压制、层叠薄膜等来进行。尤其优选地，成形体能够通过传递模塑工艺(“transfer molding”)、例如薄膜传递模塑工艺来形成。如果发光半导体器件具有多个发光半导体芯片，那么所述发光半导体芯片能够嵌入共同的载体本体中进而在一个方法步骤中借助共同的成形体改型。

用于制造在此描述的成形体的方法例如在参考文献WO2011/015449A1中描述，其公开内容在此全面通过参引并入本文。

根据另一个实施方式，成形体构成为是光学反射的。这例如能够通过下式方式实现：将光学反射的颗粒引入到成形体的基体材料中、尤其是用于成形体的上述材料中的一种中。那么，在发光半导体芯片的侧面上射出的光能够由成形体反射。此外可能的是，成形体构成为是透光的。这尤其对于下述发光半导体芯片的情况而言能够是有利的：所述发光半导体芯片通过侧面发射其大部分的光。对于发光半导体芯片基本上或仅经由光耦合输出面放射所产生的光的情况而言，或者对于容许由于通过侧面发射的光产生的损失的情况而言，成形体例如也能够构成为是吸收光的并且例如具有与白色的环氧树脂相比具有更大机械稳定性的黑色的环氧树脂。

根据另一个实施方式，载体本体在半导体芯片的后侧面上具有电连接元件和热连接元件。电连接元件在此与半导体芯片的电接触层直接接触。载体本体的热连接元件与半导体芯片的热接触层直接接触。“直接接触”表示：连接元件与接触层在其之间没有其他中间层或其他连接材料的情况下接触。连接元件在此尤其也不部分地或完全地由连接层或连接材料、例如焊料或者导电粘接剂形成。此外，热连接元件至少部分地形成半导体器件的背离半导体芯片的安装面。

根据另一个实施方式，电连接元件和热连接元件电镀地施加在半导体芯片上。为此，电连接元件和热连接元件于在半导体芯片的后侧面上构成成形体之后电镀地施加在半导体芯片的相应的接触层上。由此，50μm数量级的小的结构宽度是可能的，使得能够制造具有紧凑尺寸的发光半导体器件。此外，在电镀方法中能够自由地选择电连接元件和热连接元件的形状和尺寸，使得所述形状和尺寸例如能够对应于期望的客户规格。

电连接元件也还能够部分地施加在成形体上进而在横向方向上远离电接触层延伸。

根据另一个实施方式，电连接元件和热连接元件具有铜和/或镍。优选地，连接元件通过铜形成，所述铜在工艺方面能够简单地通过电镀来施加。

为了电接触载体本体中的电连接元件，载体本体能够具有至少一个电通孔，所述电通孔与电连接元件电连接。电通孔例如能够穿过成形体并且构成为成形体中的所谓的贯穿孔。电通孔在该情况下在借助成形体对半导体芯片改型时能够集成到成形体中。此外也可能的是，成形体中的电通孔在对半导体芯片改型之后构成。成形体例如能够对于每个电连接元件具有电通孔，使得电连接元件进而半导体芯片的电接触层能够从成形体的上侧起、即在发光半导体芯片的光耦合输出面旁边被接触。替选于此也可能的是，例如构成至半导体器件的安装面的电通孔。为此，例如热连接元件也能够具有开口，电通孔穿过所述开口。

此外可能的是：对于每个电连接件元件在载体本体中存在电通孔，所述电通孔伸展至安装面，使得发光半导体器件能够经由安装面电接触。此外也可能的是，能够经由电通孔从成形体的或载体本体的上侧起接触电连接元件，同时能够从载体本体的安装面起接触另外的电接触元件。

根据另一个实施方式，电连接元件设置在载体本体的内部中。这尤其表示：电连接元件嵌入载体本体中并且不能够直接地、而是仅能够通过电通孔从外部接触。

在发光半导体器件能够从载体本体的上侧起电接触的情况下，热连接元件优选形成半导体器件的整个安装面。换而言之，载体本体的下侧仅通过热连接元件形成。

热连接元件尤其能够在从半导体芯片的后侧面朝向安装面的方向上具有大于电连接元件的厚度的厚度，使得热连接元件突出于电连接元件。尤其优选地，热连接元件也在横向方向上突出于电连接元件，使得热连接元件的横截面在从半导体芯片朝向安装面的方向上变宽。由此，能够实现导热性的提高或者热电阻的降低，由此能够实现有效地从半导体芯片中导出热量。

根据另一个实施方式，在电连接元件和热连接元件之间设置有电绝缘材料。这例如能够通过有机材料、尤其是聚合物材料形成。例如，电绝缘材料能够通过基于苯并环丁烯(BCB)的材料形成。

根据另一个实施方式，在发光半导体芯片的光耦合输出面上设置有波长转换元件。波长转换元件在此能够在借助成形体对半导体芯片改型之前或之后设置在光耦合输出面上并且尤其通过具有一种或多种波长转换材料的层形成。在载体本体中存在多个发光半导体芯片的情况下，能够将共同的波长转换元件设置在半导体芯片的下游，或者替选于此将自身配设的波长转换元件设置在每个半导体芯片的下游。

波长转换元件尤其具有至少一种或多种波长转换材料，所述波长转换材料适合于将由一个发光半导体芯片或多个发光半导体芯片发射的光至少部分地转换成其他波长的光，使得发光半导体芯片能够放射由最初通过半导体芯片发射的光和经过转换的次级光组成的混合光。例如，发光半导体芯片能够发射蓝光，所述蓝光由波长转换元件至少部分地转换成绿光和红光和/或黄光，使得半导体器件在运行时能够放射白光。波长转换元件例如能够以颗粒的形式施加，所述颗粒嵌入基体材料、例如塑料、如硅树脂、或陶瓷中。此外也可能的是，波长转换元件构成为陶瓷小板，所述陶瓷小板包含波长转换材料或者由陶瓷的波长转换材料构成。波长转换元件尤其能够直接地施加到光耦合输出面上。

根据另一个实施方式，在成形体中横向并排地设置多个发光半导体芯片。这尤其表示：发光半导体器件在半导体芯片的光耦合输出面和成形体的或载体本体的上侧的俯视图中并排地具有半导体芯片。发光半导体芯片尤其能够通过成形体中的电连接元件彼此互联。此外，载体本体尤其优选能够具有连续的热连接元件，半导体芯片的热接触层能够与所述热连接元件直接接触，使得在半导体芯片中在运行时产生的热量能够通过共同的热连接元件导出至安装面。

根据另一个实施方式，用于制造发光半导体器件的方法包括下述步骤：

A)提供发光半导体芯片，所述发光半导体芯片具有半导体层序列、光耦合输出面、与光耦合输出面相对置的后侧面和将光耦合输出面和后侧面连接的侧面，其中在半导体芯片的后侧面上设置有两个电接触层和热接触层，所述热接触层与电接触层和半导体层序列电绝缘，

B)构成用于半导体芯片的载体本体，具有下述子步骤：

B1)借助成形体对半导体芯片改型，所述成形体形状配合地且直接地覆盖半导体芯片的侧面，

B2)通过电镀方法构成与半导体芯片的电接触层直接接触的电连接元件和与半导体芯片的热接触层直接接触的热连接元件，其中施加具有一定厚度的热连接元件，使得所述热连接元件形成半导体器件的背离半导体芯片的安装侧。

结合发光半导体器件所描述的特征和实施方式同样适合于用于制造发光半导体器件的方法并且反之亦然。

在此处描述的发光半导体器件和用于其制造的方法中，能够通过载体本体的与发光半导体芯片的热接触层直接接触的热连接元件实现从半导体芯片中良好地导热。在此描述的方法的特征尤其在于：在此描述的载体本体例如与陶瓷载体本体相比是更加成本适宜的，并且特征在于例如与在陶瓷衬底的情况下相比，通过载体本体中的热接触元件，载体本体的、进而发光半导体器件的热膨胀系数能够更好地匹配于所谓的二级热沉。由于用于制造电连接元件和热连接元件的电镀方法，与例如在QFN壳体的情况下相比，更小的结构大小是可能的，使得在此描述的发光半导体器件能够具有更小的尺寸。在多个发光半导体芯片的情况下，半导体芯片的工艺上简单的互联经由电镀方法是可能的。

附图说明

从在下文中结合附图描述的实施例中得出其他的优点、有利的实施方式和改进方案。

附图示出：

图1A和1B示出根据一个实施例的发光半导体器件的示意图，

图2A和2B示出根据另一个实施例的发光半导体芯片的示意图，

图3示出根据另一个实施例的发光半导体器件的示意图和

图4示出根据另一个实施例的发光半导体器件的示意图。

具体实施方式

在实施例和附图中，相同的、相同类型的或起相同作用的元件能够分别设有相同的附图标记。示出的元件和其相互间的大小关系不能够视为是按照比例的，更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解能够夸张大地示出个别元件，例如层、构件、器件和区域。

图1A和1B示出根据一个实施例的发光半导体器件100。图1B示出在图1A中示出的半导体器件100的沿着在图1A中示出的剖平面A-A的剖面图。在图1B中，点线说明直接非间接位于半导体芯片1下方的电连接元件24和热连接元件25的横截面。

发光半导体器件100具有发光半导体芯片1，所述发光半导体芯片由载体本体2承载。

发光半导体芯片1具有半导体层序列，所述半导体层序列包括至少一个有源层，所述有源层在半导体芯片运行时放射光。此外，发光半导体芯片1能够具有生长衬底或者载体衬底形式的衬底，在所述衬底上设置有半导体层序列。为了概览，半导体芯片1的衬底和半导体层序列在图1A中没有示出。结合图2A和2B示出发光半导体芯片1的在更下文中描述的实施例。

经由光耦合输出面11放射在运行时产生的光。反向于光耦合输出面11，半导体芯片1具有后侧面12。光耦合输出面11和后侧面12经由侧面13彼此连接。在运行时产生的光除了光耦合输出面11之外也能够通过侧面放射和/或通过后侧面12的一部分放射。在后侧面12上，半导体芯片1具有两个电接触层14，经由所述电接触层能够电接触半导体芯片1并且尤其电接触半导体芯片1的半导体层序列。此外，半导体芯片1具有热接触层15，所述热接触层与电接触层14和半导体芯片1的半导体层序列电绝缘。因此，热接触层15无电势地构成在半导体芯片1中。

如从图1B中可见，热接触层15优选形成半导体芯片的后侧面12的大部分，使得半导体芯片的大面积的热连接是可能的。特别地，热接触层15构成为，使得所述热接触层除电接触层14以及用于使热接触层15与电接触层14电绝缘的间隙之外形成电半导体芯片的整个后侧面12。

承载本体2具有成形体20，所述成形体形状配合地且直接地覆盖半导体芯片1的侧面13。成形体20在此能够构成为，使得其如在图1A中示出的那样完整地覆盖半导体芯片1的侧面13。替选于此，也可能的是，半导体芯片1的侧面13仅部分地由成形体20覆盖，使得其与半导体芯片1相比能够具有更小的高度。尤其优选地，成形体20不覆盖半导体芯片1的光耦合输出面11并且如在图1A中示出的那样具有与光耦合输出面11齐平的上侧21。

此外，成形体20能够以其上侧21突出于光耦合输出面11，而没有遮盖光耦合输出面11。由此，能够提高载体本体2的机械稳定性。此外，能够由此在光耦合输出面11之上形成凹处，在所述凹处中例如能够设置有波长转换元件3。

替选于所示出的实施例，成形体20也能够遮盖光耦合输出面11，使得半导体芯片1封入载体本体2中并且由其全面地包围。成形体20能够在光耦合输出面11之上例如有针对性地成形或者材料特定地构成，例如透镜形地构成或者设有填充物，以便具有期望的光学特性，例如期望的光聚束或者散射。

成形体20模制到半导体芯片1上并且具有在成形工艺中可加工的材料，例如环氧化物、硅树脂、硅树脂环氧化物混合材料或者聚酯，或者由其构成。根据半导体芯片1的放射特性，成形体20能够构成为是透明的、吸收光的、反射光的或者散射光的并且在上述材料中具有相应的颗粒和/或填充物。

在半导体芯片的光耦合输出面11上进而在载体本体2的或成形体20的上侧21上能够施加波长转换元件3，所述波长转换元件能够将由发光半导体芯片1产生的光的至少一部分转换成与其不同的光。

为了制造发光半导体器件100提供半导体芯片1。

在图2A和2B中，对此示出发光半导体芯片1的实施例，所述发光半导体芯片能够分别设为用于发光半导体器件100并且所述发光半导体芯片分别具有衬底16，在所述衬底上设置有具有有源区域的半导体层序列17。

在图2A中示出发光半导体芯片1，其中通过用于制造半导体层序列17的生长衬底形成衬底16。通过对半导体层序列17的结构化，能够将电接触层14设置在半导体层序列17的相同侧上。

此外，半导体芯片1在半导体层序列17上具有热接触层15，所述热接触层通过由钝化层19形成的电绝缘层18与半导体层序列17电绝缘。钝化层优选具有二氧化硅、金刚石或氧化铝并且具有大于或等于100nm的厚度。

相反地，图2B中的发光半导体芯片1具有构成为载体衬底的陶瓷衬底作为衬底16，将半导体层序列17于在生长衬底上生长之后转移到所述陶瓷衬底上。在衬底16的背离半导体层序列17的一侧上施加电接触层14并且经由电通孔141与半导体层序列17接触。附图标记142表示通孔141中的用于接触半导体层序列17的背离衬底16的一侧的电绝缘部。

在衬底16的背离半导体层序列17的一侧上还施加有热接触层15，其中衬底16在此形成电绝缘层18，以便使热绝缘层15与半导体层序列17电绝缘。

在提供发光半导体芯片1之后，制造载体本体2。为此，在第一子步骤中，形状配合地且直接地用成形体20的材料来覆盖半导体芯片1的侧面13。这通过在成形工艺中借助成形体20对半导体芯片改型来进行，在所示出的实施例中尤其通过传递模塑工艺来进行。

在用于制造载体本体2的另一个方法步骤中，以与半导体芯片的接触层14、15直接接触的方式构成连接元件24、25。为此，借助于电镀方法将热连接元件25的一部分以及电连接元件24施加到电接触层14以及热接触层15上。如从图1A中可见，电连接元件24能够以远离半导体芯片1引导的方式也部分地施加在成形体20上。

随后，施加电绝缘材料26，所述电绝缘材料覆盖热连接元件25的已经施加的部分以及电连接元件24。将电绝缘材料26在热连接元件25的已经施加的部分之上再次移除，使得所述热连接元件能够通过继续进行电镀方法来进一步加厚。特别地，由此可能的是，热连接元件24嵌入电绝缘材料26中进而嵌入载体本体2中并且制造具有扩大宽度的热连接元件25。热连接元件25由此能够构成为，使得其比电连接元件24更厚并且除了竖直方向之外也在横向方向上突出于电连接元件24。电绝缘材料26尤其通过可光敏结构化的材料、例如可光敏结构化的漆来形成，例如通过基于BCB的聚合物来形成。

电连接元件24和热连接元件25尤其具有铜和/或镍。优选地，连接元件24、25通过铜形成，所述铜在工艺方面能够简单地通过电镀方法来施加。

通过电镀方法，能够将连接元件24、25与接触层14、15在工艺方面简单地连接，所述连接允许大约50μm数量级的小的结构宽度。在薄的连接元件24、25的情况下，能够在半导体芯片1上实现小的压力负荷、例如通过热应力引起的压力负荷，而与电连接元件24相比明显更厚的热连接元件25能够实现良好的导热性。通过以无电势的方式、即以电绝缘的方式在半导体芯片1的半导体层序列17上构成热接触层15，同样使热连接元件25与半导体芯片1的半导体层序列17电绝缘，使得不需要热连接元件25的附加的电绝缘部。

电连接元件24从外部的电接触如在所示出的实施例中那样能够通过成形体20中的电通孔27来进行。所述电通孔能够以所谓的贯穿孔的形式构成，所述贯穿孔例如作为分立的元件连同发光半导体芯片1一起提供并且借助成形体20来改型。此外也可能的是，在成形体20中设有或构成开口，所述开口由用于构成电通孔的导电材料至少部分地或完全地填充。通过电通孔27可能的是，从载体本体2的上侧21起接触发光半导体芯片1进而接触发光半导体器件100，使得热连接元件25优选形成与上侧21相对置的整个安装面22。

发光半导体器件100尤其优选地能够以具有另外的半导体器件的组合件制造。为此，能够借助共同的成形体20对多个发光半导体芯片1改型。在构成电连接元件和热连接元件24、25以及可能的电通孔27进而完成载体本体组合件之后，所述载体本体组合件能够被切割成各个半导体器件100。通过分割产生载体本体2的侧面，所述侧面能够具有材料分离的痕迹，例如由分割引起的锯割槽或者打磨痕迹形式的痕迹。

在图3中示出根据另一个实施例的发光半导体器件200，所述发光半导体器件与发光半导体器件100相比能够实现从安装面22起的电接触。对此，热连接元件25具有开口，电通孔27设置在所述开口中并且通过电绝缘材料26与热连接元件25绝缘。

此外，也可能的是，在上侧21上或者在下侧或安装面22上设有通孔27形式的连接可能性。

通过用于施加电连接元件24和热连接元件25的电镀方法以及通过电通孔27在成形体20中和/或在热连接元件25中的设置，能够在热和电连接可能性方面任意地构成安装面22。

在图3中示出发光半导体器件300的另一个实施例，所述实施例与之前的实施例相比具有多个半导体芯片1，所述半导体芯片由共同的成形体20改型。

半导体芯片1经由载体本体20中的电连接元件24彼此互联。此外，发光半导体器件300具有热连接元件25，半导体芯片1的热接触层15直接邻接于所述热连接元件，使得热连接元件25能够构成为连续的热连接元件，所述热连接元件能够导出由半导体芯片1在运行时产生的热量。

在附图中描述的实施例和特征也能够相互组合。对在实施例中示出的特征附加地或替选地，发光半导体器件100、200、300也能够具有根据概述部分中的描述的其他特征。

本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括任意新的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没有在权利要求或实施例中详尽地说明时也如此。

Claims (17)

1.一种用于制造发光半导体器件(100，200，300)的方法，所述方法具有下述步骤：

A)提供发光半导体芯片(1)，所述发光半导体芯片具有半导体层序列(17)、光耦合输出面(11)、与所述光耦合输出面(11)相对置的后侧面(12)和将所述光耦合输出面(11)和所述后侧面(12)连接的侧面(13)，其中在所述半导体芯片(1)的所述后侧面(12)上构成两个电接触层(14)和热接触层(15)，并且所述热接触层(15)与所述电接触层(14)和所述半导体层序列(17)电绝缘，

B)构成用于所述半导体芯片(1)的载体本体(2)，具有下述子步骤：

B1)借助成形体(20)对所述半导体芯片(1)改型，所述成形体形状配合地且直接地覆盖所述半导体芯片(1)的所述侧面(13)，

B2)在所述半导体芯片(1)的所述后侧面(12)上，通过电镀方法构成与所述半导体芯片(1)的所述电接触层(14)直接接触的电连接元件(24)和与所述半导体芯片(1)的所述热接触层(15)直接接触的热连接元件(25)，其中施加具有一定厚度的所述热连接元件(25)，使得所述热连接元件形成所述半导体器件(100，200，300)的背离所述半导体芯片(1)的安装侧(22)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中借助于选自喷射、浇注、压制、层叠薄膜、传递模塑工艺和薄膜传递模塑工艺的成形工艺来形成所述成形体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述成形体(20)不覆盖所述光耦合输出面(11)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述成形体(20)与所述光耦合输出面(11)齐平。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述成形体(20)具有硅树脂、环氧化物、环氧化物硅树脂混合材料、聚酯、低熔点玻璃或者低熔点玻璃陶瓷。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述光耦合输出面(11)上设置波长转换元件(3)。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述载体本体(2)在所述电连接元件(24)和所述热连接元件(25)之间具有电绝缘材料(26)。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电连接元件(24)设置在所述载体本体(2)的内部中。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电连接元件(24)部分地施加在所述成形体(20)上。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热连接元件(25)在横向方向上突出于所述电连接元件(24)。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电连接元件(24)和所述热连接元件(25)具有铜和/或镍。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述成形体(20)具有至少一个电通孔(27)，所述电通孔与所述电连接元件(24)电连接。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述热连接元件(25)形成所述半导体器件(100，200，300)的整个安装面(22)。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述半导体芯片(1)在所述半导体层序列(17)和所述热接触层(15)之间具有电绝缘层(18)。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述电绝缘层(18)具有二氧化硅、金刚石或氧化铝并且以大于或等于100nm的厚度施加。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热接触层(15)与所述电接触层(14)相比在所述半导体芯片(1)的所述后侧面(12)上占据更大的面积。

17.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述成形体(20)中横向并排设置多个发光半导体芯片(1)，并且所述载体本体(2)具有连续的热连接元件(25)，所述半导体芯片(1)的所述热接触层(15)与所述热连接元件(25)直接接触。