CN113544867A - 发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯 - Google Patents

发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯 Download PDF

Info

Publication number
CN113544867A
CN113544867A CN202080018645.1A CN202080018645A CN113544867A CN 113544867 A CN113544867 A CN 113544867A CN 202080018645 A CN202080018645 A CN 202080018645A CN 113544867 A CN113544867 A CN 113544867A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation
semiconductor chip
emitting semiconductor
solderable contact
contact surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080018645.1A
Other languages
English (en)
Inventor
G.韦斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN113544867A publication Critical patent/CN113544867A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/405Reflective materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

给出一种发射辐射的半导体芯片(1),其具有:‑包括辐射出射面(2)(2)的彼此分离的发射极区域(3),‑外延的半导体层序列(4),其包括有源区域(5),其中每个有源区域(5)被构建为用于从相应的发射极区域(3)发射电磁辐射,以及‑与辐射出射面(2)对置的安装面(6),其中安装面(6)包括多个第一可焊接接触面(7)和第二可焊接接触面(8),其中‑每个有源区域(5)能够分别利用第一可焊接接触面(7)和第二可焊接接触面(8)来通电,‑第一可焊接接触面(7)布置在安装面的内部区域(9)中,以及‑第二可焊接接触面(8)布置在安装面的边缘区域(10)中。此外,给出一种具有这种半导体芯片(1)的发射辐射的半导体元件(20)和一种探照灯。

Description

发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯
给出一种发射辐射的半导体芯片。此外,给出一种发射辐射的半导体元件和一种探照灯。
待解决的技术问题在于,给出一种特别紧凑的发射辐射的半导体芯片。此外,应当给出一种紧凑的发射辐射的半导体元件和一种具有这种半导体元件的探照灯。
该技术问题通过具有权利要求1的特征的发射辐射的半导体芯片、具有权利要求18的特征的发射辐射的半导体元件以及具有权利要求19的特征的探照灯来解决。
发射辐射的半导体芯片、半导体元件和探照灯的有利实施方式是相应从属权利要求的内容。
根据至少一个实施方式,发射辐射的半导体芯片包括辐射出射面,该辐射出射面包括彼此分离的发射极区域。辐射出射面优选地具有主延伸平面。横向方向优选地定向为平行于辐射出射面,并且竖直方向优选地定向为垂直于横向方向。发射极区域优选地是辐射出射面的一部分并且在横向方向上延伸。此外,发射极区域优选地布置在共同的平面中。
根据一种实施方式,发射极区域以相同的方式构建。例如,发射极区域具有相同的表面积和/或相同的形状。
发射极区域优选地在横向方向上彼此间隔地布置。发射极区域优选以矩阵方式布置,即沿列和行地布置。优选地,发射极区域布置在第二规则网格的网格点处。第二规则网格可以优选地为多边形网格,例如六边形网格或正交网格。
发射极区域优选地分别具有三角形、四边形、六边形、圆形、蛋形或椭圆形的形状。每个发射极区域在横向方向上的最大尺寸优选地分别为至少15微米并且至多50微米,特别优选地在25微米与至多35微米之间。
根据至少一个实施方式,发射辐射的半导体芯片包括具有有源区域的外延的半导体层序列,其中每个有源区域被构建为用于从相应的发射极区域发射电磁辐射。
半导体层序列例如基于III-V族化合物半导体材料(III-V-Verbindungshalbleitermaterial)。III-V族化合物半导体材料例如是磷化物、砷化物和/或氮化物化合物半导体材料,即例如是InxAlyGa1-x-yP、InxAlyGa1-x-yAs和/或InxAlyGa1-x-yN,其中0≤x≤1,0≤y≤1并且x+y≤1。
半导体层序列可以具有掺杂剂和附加成分。然而,为了简单起见,仅说明了半导体层序列的晶格的基本成分,即Al、Ga、In、N、As或P,即使其可以部分替换和/或补充以少量的其他物质。
半导体层序列优选地包括第一导电类型的第一半导体层和另外的第二导电类型的第二半导体层。优选地,第一半导体层是p掺杂的并且因此被构建为p导电。优选地,第二半导体层是n掺杂的并且因此被构建为n导电。优选地,第一半导体层和第二半导体层在垂直方向上彼此堆叠。
优选地,有源区域布置在第一半导体层与第二半导体层之间。优选地,有源区域分别具有用于产生电磁辐射的pn结,例如双异质结构、单量子阱结构或多量子阱结构。
在有源区域运行中产生的电磁辐射可以是近紫外辐射、可见光和/或近红外辐射。可见光例如是蓝色、绿色、黄色或红色的光。
在发射极区域上可以布置转换元件,该转换元件被构建为用于至少部分地将半导体芯片的电磁辐射转换成电磁次级辐射。优选地,转换元件将半导体芯片的电磁辐射转换成另外的波长范围的电磁次级辐射。特别优选地,次级辐射包括比半导体芯片的电磁辐射更长的波长。如果有源区域例如产生蓝色的光,则由发射辐射的半导体芯片发射的电磁辐射和电磁次级辐射可以优选地混合以形成白色混合光。
有源区域优选地在横向方向上延伸并且优选地布置在共同的平面中。此外,有源区域优选地彼此分离地布置。在该情况下,有源区域优选地在横向方向上彼此间隔地布置。有源区域优选以矩阵方式布置,即沿列和行地布置。优选地,有源区域布置在第三规则网格的网格点处。在其上布置有源区域的第三网格的网格点优选地在俯视图中布置在与在其上布置发射极区域的第二网格的网格点相同的位置处。
有源区域优选地分别具有三角形、四边形、六边形、圆形、蛋形或椭圆形的形状。每个有源区域在横向方向上的最大尺寸优选地分别为至少15微米并且至多50微米,特别优选地在25微米与至多35微米之间。
在每个有源区域上在垂直方向上优选地布置发射极区域。优选地,在俯视图中,每个有源区域与相关联的发射极区域完全重叠。术语“相关联”说明了,分别恰好一个发射极区域在垂直方向上布置在分别恰好一个有源区域之上。因此,例如,每个有源区域与恰好一个发射极区域相关联。
每个有源区域在横向方向上的尺寸优选地预先给定了相关联的发射极区域在横向方向上的尺寸。每个有源区域在横向方向上的尺寸可能小于相关联的发射极区域在横向方向上的尺寸。例如,有源区域的电磁辐射的射束除了具有垂直方向上的传播分量,还具有横向方向上的传播分量。因此,在相关联的发射极区域处的射束可以从俯视图中不与有源区域重叠的区域出射。
根据至少一个实施方式,发射辐射的半导体芯片包括与辐射出射面对置的安装面,其中,该安装面包括多个第一可焊接接触面和第二可焊接接触面。安装面面向半导体层序列的背离辐射出射面的外表面。利用安装面可优选地向发射辐射的半导体芯片通电。
第一可焊接接触面优选地具有金属、尤其是可焊接的金属,或由其构成。此外,第二可焊接接触面具有另外的金属、尤其是另外的可焊接的金属,或者由其构成。金属和/或另外的金属是/或包含例如金、银、铜、锡、铅、铋和/或锑。优选地,金属和另外的金属由相同的材料构成。
第一可焊接接触面分别具有背离半导体层序列的外表面。此外,第二可焊接接触面具有背离半导体层序列的外表面。第一可焊接接触面的外表面和/或第二可焊接接触面的外表面优选是可自由够着的。
第一可焊接接触面的背离半导体层序列的外表面优选地在横向方向上布置在共同的平面中。此外,第二可焊接接触面的背离半导体层序列的外表面优选地与第一可焊接接触面的外表面布置在共同的平面中。由此,发射辐射的半导体芯片优选地可以表面安装。
根据至少一个实施方式,每个有源区域可以分别利用第一可焊接接触面和第二可焊接接触面来通电。在有源区域的区域中,第一半导体层优选地与第一可焊接接触面导电地连接。此外,第二半导体层优选地与第二可焊接接触面导电地连接。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面布置在安装面的内部区域中。安装面的内部区域优选地在横向方向上不延伸到安装面的边缘。即,安装面的边缘区域优选地没有第一可焊接接触面。
根据至少一个实施方式,第二可焊接接触面布置在安装面的边缘区域中。安装面的边缘区域和安装面的内部区域彼此分离地布置。因此,安装面的边缘区域和安装面的内部区域优选地在俯视图中不重叠。优选地,边缘区域和内部区域形成安装面。边缘区域和内部区域优选地彼此直接邻接。
根据优选的实施方式,发射辐射的半导体芯片包括:包括辐射出射面的彼此分离的发射极区域、包括有源区域的外延的半导体层序列,其中,每个有源区域被构建为用于从相应的发射极区域发射电磁辐射。此外,在该实施方式中,发射辐射的半导体芯片包括与辐射出射面对置的安装面,其中,该安装面包括多个第一可焊接接触面和第二可焊接接触面。最后,在发射辐射的半导体芯片的该实施方式中,每个有源区域可以分别利用第一可焊接接触面和第二可焊接接触面来通电,其中第一可焊接接触面布置在安装面的内部区域中,并且第二可焊接接触面布置在安装面的边缘区域中。
根据至少一个实施方式,安装面的内部区域没有第二可焊接接触面。优选地,第一可焊接接触面和第二可焊接接触面在俯视图中不重叠。此外优选地,在俯视图中,第二可焊接接触面不布置在相邻的第一可焊接接触面之间。
此外,在此描述的发射辐射的半导体芯片的思路是:第一可焊接接触面布置在安装面的内部区域中,并且第二可焊接接触面布置在安装面的边缘区域中。由此,在横向方向上直接相邻的第一可焊接接触面彼此的距离可以有利地被构建得相对较小,特别是与其中第一可焊接接触面和第二可焊接接触面共同布置在内部区域的传统的半导体芯片相比。由于直接相邻的第一可焊接接触面之间的小距离,与传统的半导体芯片相比,半导体芯片可以具有数量增加的有源区域。因此可以有利地相对紧凑地构建这样的发射辐射的半导体芯片。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面通过非发射区域彼此分离。与发射极区域相比,非发射区域发射相对较少的辐射或不发射辐射。非发射区域发射的辐射优选地比发射极区域少60%、特别优选地少80%。
第一可焊接接触面优选地在横向方向上彼此间隔地布置。优选地,在俯视图中,非发射区域布置在直接相邻的第一可焊接接触面之间。此外,在俯视图中,非发射区域布置在直接相邻的发射极区域之间。非发射区域还优选地布置在直接相邻的有源区域之间。非发射区域和发射极区域优选地完全填充内部区域。此外,安装面的边缘区域和安装面的内部区域可以通过非发射区域彼此分离。
根据至少一个实施方式,第二可焊接接触面完全包围第一可焊接接触面。优选地,第二可焊接接触面连续地构建。第二可焊接接触面可以完全布置在安装面的边缘区域中。因此,第二可焊接接触面在横向方向上优选地完全包围第一可焊接接触面。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面以矩阵方式布置,即沿列和行地布置。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面布置在第一规则网格的网格点处。布置有第一可焊接接触面的第一规则网格的网格点优选地在俯视图中布置在与布置有发射极区域和/或有源区域的第二网格和/或第三网格的网格点相同的位置处。替换地,与第二网格和/或第三网格的网格点相比,第一规则网格的网格点在横向方向上在一个方向上移位是可能的。
第一可焊接接触面优选地分别具有三角形、四边形、六边形、圆形、蛋形或椭圆形的形状。
在俯视图中,每个发射极区域和每个有源区域优选地与相关联的第一可焊接接触面完全重叠。此外,每个第一可焊接接触面优选地在横向方向上具有比在相关联的发射极区域在横向方向上的尺寸更大的尺寸。此外,每个第一可焊接接触面优选地在横向方向上具有比在相关联的有源区域在横向方向上的尺寸更大的尺寸。术语“相关联”说明了,分别恰好一个发射极区域和分别恰好一个有源区域在垂直方向上布置在恰好一个第一可焊接接触面上。因此,例如,第一可焊接接触面中的每一个与恰好一个发射极区域和恰好一个有源区域相关联。
每个第一可焊接接触面在横向方向上的最大尺寸优选地分别为至少15微米并且至多50微米、特别优选地在25微米与至多35微米之间。
根据至少一个实施方式,直接相邻的第一可焊接接触面具有至少1微米到至多20微米的距离。优选地,直接相邻的第一可焊接接触面具有至少5微米到至多15微米的距离。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面形成安装面的内部区域的至少60%。优选地,第一可焊接接触面形成安装面的内部区域的至少70%、特别优选地至少80%。即,安装面优选地大部分以第一可焊接接触面形成。有利地,这样的半导体芯片可以经由第一可焊接接触面特别好地排出在半导体层序列中出现的热量。第一可焊接接触面在安装面上的比例越大,就能够越好地排出热量。
根据至少一个实施方式,每个有源区域分别与第一导电层导电地连接。在该情况下,每个有源区域优选地分别利用第一导电层分别与第一可焊接接触面导电地连接。在有源区域的每个区域中,第一半导体层优选地分别与第一导电层导电地接触。
根据至少一个实施方式,每个有源区域与第二导电层导电地连接。优选地,每个有源区域利用第二导电层与第二可焊接接触面导电地连接。此外,第二半导体层优选地与第二导电层导电地接触。
根据至少一个实施方式,导电连接层布置在第二导电层上。导电连接层优选地布置在第二导电层的背离半导体层序列的外表面上。优选地,导电连接层与第二导电层处于导电接触。导电连接层优选地完全覆盖第二导电层的背离半导体层序列的外表面。导电连接层可以在横向方向上超过第二导电层。在俯视图中,第一接触面和导电连接层可以在横向方向上彼此重叠。此外,导电连接层优选在垂直方向上不穿透有源区域。
导电连接层优选地与第二可焊接接触面处于导电接触,特别是在安装面的边缘区域中。导电连接层优选地被连续地构建。此外,导电连接层优选地完全围绕每个第一导电层。由此,优选地,每个有源区域利用第二导电层和导电连接层与第二可焊接接触面导电地连接。
根据至少一个实施方式,导电连接层是导电反射镜层。对于在有源区域中产生的电磁辐射,导电反射镜层优选具有至少90%、尤其是95%或99%的反射率。导电反射镜层包含例如以下金属中的至少一个或由其组成:银、铝、铑、镍、铜、金。
如果导电反射镜层为金,则导电反射镜层优选地在垂直方向上具有至少5纳米且至多20纳米的厚度。特别优选的是,导电反射镜层的厚度在至少7纳米与至多10纳米之间。
有利地,可以利用这样的导电反射镜层提高来自半导体芯片的光耦合。
根据至少一个实施方式,从面向安装面的一侧在半导体层序列中布置有凹部。非发射区域优选地通过半导体层序列中的凹部预先给定。此外,凹部优选地被连续地构建。凹部优选地沿着第四规则网格的网格线延伸。由此,非发射区域优选地沿着第四网格的网格线延伸。第四规则网格可以优选地为多边形网格,例如六边形网格或正交网格。
根据至少一个实施方式,凹部完全穿透有源区域。优选地,凹部完全穿透第一半导体层序列和有源区域。优选地,凹部延伸至第二半导体层中。优选地,凹部由此将有源区域分离并且将其分割为彼此分离的有源区域。因此,凹部优选地在有源区域的横向方向上促成间隔。由此,凹部优选地还预先给定了非发射区域的在横向方向上的横向尺寸。
根据至少一个实施方式,第二导电层布置在凹部中。第二导电层在凹部的区域中与第二半导体层优选地处于直接接触。
根据至少一个实施方式,第一绝缘层布置在第二导电层与凹部的侧面之间。优选地,第一绝缘层完全布置在凹部的所有侧面上。在该情况下,第一绝缘层优选地被构建为将第二导电层与第一半导体层和有源区域电气绝缘。
第一绝缘层优选地被构建为电气绝缘并且例如包括一个或多个介电材料或由其组成。
根据至少一个实施方式,第一绝缘层布置在导电连接层与半导体层序列的面向安装面的外表面之间。优选地,第一绝缘层布置在导电连接层与第一半导体层的面向安装面的外表面之间。在该情况下,第一绝缘层优选地被构建为使第二导电层与第一半导体层的面向安装面的外表面绝缘。
根据至少一个实施方式,第二绝缘层在导电连接层上布置在面向安装面的外表面上。优选地,第二绝缘层布置在第一可焊接接触面与导电连接层之间。特别优选地,第二绝缘层形状配合地布置在第一可焊接接触面与导电连接层之间。在该情况下,第二绝缘层优选地被构建为将导电连接层与第一可焊接接触面电气绝缘。
第二绝缘层优选地被构建为电气绝缘并且例如包括一个或多个介电材料或由其组成。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面分别可以单独地并且彼此分开地控制。
此外,给出了一种发射辐射的半导体元件,其包括在此所描述的发射辐射的半导体芯片。因此,所有关于发射辐射的半导体芯片所公开的特征和实施方式也可以被构建为与发射辐射的半导体元件有关,反之亦然。
根据至少一个实施方式,发射辐射的半导体元件包括另外的半导体芯片。另外的半导体芯片优选地具有电子控制元件。此外,另外的半导体芯片可以具有多个电子控制元件。例如,可以分别将电子控制元件与有源区域中的一个相关联。替换地,可以将电子控制元件与有源区域中的多个相关联,或者将电子控制元件与所有有源区域相关联。此外,可以借助唯一一个电子控制元件可彼此分开地控制所有有源区域。
根据至少一个实施方式,第一可焊接接触面和第二可焊接接触面布置在另外的半导体芯片上。另外的半导体芯片优选地具有多个连接面。优选地借助焊料,第一可焊接接触面和第二可焊接接触面可以直接施加到连接面上。第一导电接触面和第二导电接触面优选地与连接面处于导电接触。优选地借助焊料,第一可焊接接触面和第二导电接触面优选地彼此牢固地机械连接。
根据至少一个实施方式,另外的半导体芯片包括集成电路。一个或多个电子控制元件优选地是集成电路。集成电路例如由集成电路回路(英语“integrated Circuit”,简称“IC”)形成,或者具有这种集成电路回路。集成电路例如包括监控单元、分析单元和/或控制单元。例如,监控单元和分析单元分别检查相关联的有源区域的状态。例如,控制单元可以控制相关联的有源区域的状态,并且例如打开或关闭该有源区域。
此外,本发明还给出了一种探照灯,其包括在此所描述的发射辐射的半导体芯片。因此,所有关于探照灯所公开的特征和实施方式也与发射辐射的半导体芯片有关地公开,反之亦然。
根据至少一个实施方式,探照灯包括发射辐射的半导体芯片。
借助在此所描述的发射辐射的半导体芯片,这种探照灯可以有利地紧凑地实现。
下面根据实施例和相关附图更详细地阐述在此所描述的发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯。
附图中:
图1示出了根据实施例的发射辐射的半导体芯片的示意性俯视图,
图2示出了图1的片段的示意图,
图3示出了根据实施例的发射辐射的半导体芯片的示意性截面图,以及
图4示出了根据另外的实施例的发射辐射的半导体元件的示意性截面图。
相同、类似或作用相同的元件在附图中设置有相同的附图标记。附图中所示出的元件的图形和彼此间的比例不应被认为是按比例绘制的。更确切地说,为了更好的可显示性和/或为了更好的理解,可以夸大地显示各个元件。
根据图1和图2的实施例的发射辐射的半导体芯片具有安装面6。安装面6与辐射出射面2(在此未示出)对置。经由安装面6可向发射辐射的半导体芯片1通电。
安装面6包括多个第一可焊接接触面7和第二可焊接接触面8。第一可焊接接触面7以矩阵方式布置,即沿列和行地布置。在该实施例中,第一可焊接接触面7布置在第一规则网格的网格点处。在此,第一规则网格是正交网格、更准确地说是四边形网格。第一可焊接接触面7分别具有四边形、特别是矩形的形状。
第一可焊接接触面7在横向方向上彼此间隔地布置。此外,第一可焊接接触面7通过非发射区域11彼此分离。在俯视图中,非发射区域11布置在直接相邻的第一可焊接接触面7之间。非发射区域11形成第四规则网格,其中非发射区域沿第四网格的网格线延伸。在此,第四规则网格是四边形网格。
第一可焊接接触面7完全布置在安装面的内部区域9中。此外,安装面的边缘区域10没有第一可焊接接触面7。在安装面的边缘区域10中布置有第二可焊接接触面8。安装面的边缘区域10和安装面的内部区域9彼此分离地布置并且在俯视图中彼此不重叠。安装面的边缘区域10和安装面的内部区域9通过非发射区域11彼此分离。
第二可焊接接触面8完全包围第一可焊接接触面7。在该实施例中,第二可焊接接触面8连续地构建。因此,第二可焊接接触面8在横向方向上完全包围第一可焊接接触面7。
第二可焊接接触面的背离半导体层序列4的外表面8a与第一可焊接接触面7的背离半导体层序列4的外表面7a布置在共同的平面中。因此,发射辐射的半导体芯片1优选地可以表面安装。
如根据图2的安装面的内部区域9的片段所示,第一可焊接接触面7在横向方向上具有横向尺寸B。第一可焊接接触面的尺寸B优选地分别为至少15微米且至多50微米、特别优选地为25微米与至多35微米之间。
两个直接相邻的第一可焊接接触面7彼此间具有距离A。在此优选地,距离A在至少1微米与至多20微米之间、特别优选地在至少5微米与至多15微米之间。
利用这样的距离A和横向上的尺寸B,第一可焊接接触面7可以形成安装面的内部区域9的至少60%。优选地,第一可焊接接触面7形成安装面的内部区域9的至少70%、特别优选地至少80%。在该实施例中,安装面9大部分以第一可焊接接触面7形成。
根据图3的实施例的发射辐射的半导体芯片1具有外延的半导体层序列4,其包括有源区域5。有源区域5中的每一个被构建为由相应的发射极区域3发射电磁辐射。
半导体层序列4包括第一导电类型的第一半导体层18和另外的第二导电类型的第二半导体层19。在该实施例中,第一半导体层18被p掺杂并且因此被构建为p导电,并且在该实施例中,第二半导体层19被n掺杂并且因此被构建为n导电。此外,有源区域5布置在第一半导体层18与第二半导体层19之间。
从面向安装面9的一侧在半导体层序列4中布置有凹部15。凹部15完全穿透第一半导体层序列18和有源区域5。此外,凹部15延伸到第二半导体层19中。因此,凹部15将有源区域5分离并且将其分割为彼此分离的有源区域5。因此,凹部15促成有源区域5在横向方向上的间隔。因此,凹部预先给定了发射极区域5的在横向方向上的尺寸。发射极区域3布置在相关联的有源区域5之上。有源区域5在俯视图中与相关联的发射极区域3完全重叠。
非发射区域11由凹部15预先给定。凹部15被连续地构建并且沿着第四规则网格的网格线延伸。
此外,第二导电层13布置在凹部15中。第二导电层13在凹部15的区域中与第二半导体层19处于直接接触。在此,第一绝缘层16布置在第二导电层13与凹部的侧面15a之间。第一绝缘层15被构建为将第二导电层13与第一半导体层18和有源区域5电气绝缘。
导电连接层14布置在第二导电层13上。在此,导电连接层14直接布置在第二导电层的背离半导体层序列4的外表面13a上。导电连接层14在横向方向上超过第二导电层13。
导电连接层14可以是导电反射镜层,该导电反射镜层优选地被构建为用于反射在有源区域5中产生的电磁辐射,并且优选地包括金。
导电连接层14在安装面的边缘区域10中与第二接触面8处于导电接触。第二半导体层19经由导电连接层14和第二导电层13与第二接触面8导电地连接。
此外,每个有源区域5分别利用第一导电层12分别与第一可焊接接触面7导电地连接。在有源区域5的区域中,第一半导体层18与第一导电层12处于导电接触。
此外,第一绝缘层16布置在导电连接层14与半导体层序列的面向安装面6的外表面4a之间。
此外,第二绝缘层17在导电连接层14上布置在面向安装面6的外表面14a上。在此,第二绝缘层17形状配合地布置在第一可焊接接触面7与导电连接层14之间。
根据图4的实施例的发射辐射的半导体元件20具有根据图3的发射辐射的半导体芯片1。
发射辐射的半导体元件还包括另外的半导体芯片21。在此,另外的半导体芯片21具有作为集成电路22的电子控制元件。此外,通过集成电路22可以控制一个、一些或全部的有源区域5的状态。
发射辐射的半导体芯片1以其第一可焊接接触面7和第二可焊接接触面7布置在另外的半导体芯片20上。
根据图3的发射辐射的半导体芯片1或根据图4的发射辐射的半导体元件20可以安装在探照灯中。
本专利申请要求德国专利申请10 2019 105 402.8的优先权,其公开内容以引用方式并入本文。
本发明不限于根据对此的实施例的描述。更确切地说,本发明包括各个新特征以及各个特征组合,其尤其包括专利权利要求中的特征的各个组合,即使该特征或该组合本身没有在专利权利要求或实施例中明确说明。
附图标记列表
1 发射辐射的半导体芯片
2 辐射出射面
3 发射极区域
4 半导体层序列
4a 半导体层序列的外表面
5 有源区域
6 安装面
7 第一可焊接接触面
7a 第一可焊接接触面的外表面
8 第二可焊接接触面
8a 第二可焊接接触面的外表面
9 安装面的内部区域
10 安装面的边缘区域
11 非发射区域
12 第一导电层
13 第二导电层
13a 第二导电层的外表面
14 导电连接层
14a 导电连接层的外表面
15 凹部
15a 凹部的侧面
16 第一绝缘层
17 第二绝缘层
18 第一半导体层
19 第二半导体层
20 发射辐射的半导体元件
21 另外的半导体芯片
22 集成电路
A 距离
B 尺寸

Claims (19)

1.一种发射辐射的半导体芯片(1),所述半导体芯片具有:
-包括辐射出射面(2)的彼此分离的发射极区域(3),
-外延的半导体层序列(4),其包括有源区域(5),其中每个有源区域(5)被构建为用于从相应的发射极区域(3)发射电磁辐射,以及
-与所述辐射出射面(2)对置的安装面(6),其中所述安装面(6)包括多个第一可焊接接触面(7)和第二可焊接接触面(8),
其中
-每个有源区域(5)能够分别利用第一可焊接接触面(7)和第二可焊接接触面(8)来通电,
-所述第一可焊接接触面(7)布置在安装面的内部区域(9)中,
-所述第二可焊接接触面(8)布置在安装面的边缘区域(10)中,
-导电连接层(14)布置在所述半导体层序列(4)上,
-所述导电连接层(14)与所述第二可焊接接触面(8)导电地连接,以及
-所述导电连接层(14)的厚度为至少5纳米并且至多20纳米。
2.根据上一项权利要求所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,安装面的内部区域(9)没有第二可焊接接触面(8)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一可焊接接触面(7)通过非发射区域(11)彼此分离。
4.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第二可焊接接触面(8)完全包围第一可焊接接触面(7)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一可焊接接触面(7)沿列和行地布置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一可焊接接触面(7)布置在第一规则网格的网格点处。
7.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,直接相邻的第一可焊接接触面(7)具有至少1微米到至多20微米的距离。
8.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一可焊接接触面(7)具有至少10微米到至多50微米的在横向方向上的最大尺寸。
9.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一可焊接接触面(7)形成安装面的内部区域(9)的至少60%。
10.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,其中
-每个有源区域(5)分别与第一导电层(12)导电地连接,以及
-每个有源区域(5)与第二导电层(13)导电地连接。
11.根据上一项权利要求所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,导电连接层(14)布置在第二导电层(13)上。
12.根据上一项权利要求所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,导电连接层(14)是导电反射镜层。
13.根据上述权利要求10至12中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,其中
-从面向安装面(6)的一侧在半导体层序列(4)中布置有凹部(15),
-所述凹部(15)完全穿透有源区域(5),以及
-第二导电层(13)布置在所述凹部(15)中。
14.根据上一项权利要求所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一绝缘层(16)布置在第二导电层(13)与凹部的侧面(15a)之间。
15.根据上一项权利要求所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,所述第一绝缘层(16)布置在导电连接层(14)与半导体层序列的面向安装面的外表面(4a)之间。
16.根据上述权利要求11至15中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第二绝缘层(17)在导电连接层(14)上布置在面向安装面(6)的外表面(14a)上。
17.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体芯片,
其中,第一可焊接接触面(7)分别能够单独地并且彼此分开地控制。
18.一种发射辐射的半导体元件(20),所述半导体元件具有根据上述权利要求中任一项所述的半导体芯片(1),所述半导体元件包括另外的半导体芯片(20),其中
-第一可焊接接触面(7)和第二可焊接接触面(8)布置在另外的半导体芯片(20)上,以及
-另外的半导体芯片(21)包括集成电路(22)。
19.一种探照灯,所述探照灯具有:
根据权利要求1至17中任一项所述的发射辐射的半导体芯片(1)。
CN202080018645.1A 2019-03-04 2020-02-18 发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯 Pending CN113544867A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105402.8 2019-03-04
DE102019105402.8A DE102019105402A1 (de) 2019-03-04 2019-03-04 Strahlungsemittierender halbleiterchip, strahlungsemittierendes halbleiterbauelement und scheinwerfer
PCT/EP2020/054241 WO2020178021A1 (de) 2019-03-04 2020-02-18 Strahlungsemittierender halbleiterchip, strahlungsemittierendes halbleiterbauelement und scheinwerfer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113544867A true CN113544867A (zh) 2021-10-22

Family

ID=69699848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080018645.1A Pending CN113544867A (zh) 2019-03-04 2020-02-18 发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11935994B2 (zh)
CN (1) CN113544867A (zh)
DE (2) DE102019105402A1 (zh)
WO (1) WO2020178021A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573537B1 (en) * 1999-12-22 2003-06-03 Lumileds Lighting, U.S., Llc Highly reflective ohmic contacts to III-nitride flip-chip LEDs
US9312303B2 (en) * 2012-06-14 2016-04-12 Epistar Corporation Light-emitting device and method for manufacturing the same
DE102012108879B4 (de) * 2012-09-20 2024-03-28 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip mit mehreren nebeneinander angeordneten aktiven Bereichen
DE102012112302A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
DE102014101896A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102016100351B4 (de) 2016-01-11 2023-07-06 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement, Leuchtvorrichtung und Autoscheinwerfer
DE102016112857A1 (de) 2016-07-13 2018-01-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102017107201A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019105402A1 (de) 2020-09-10
US20220181530A1 (en) 2022-06-09
DE112020001088A5 (de) 2021-11-18
US11935994B2 (en) 2024-03-19
WO2020178021A1 (de) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6977396B2 (en) High-powered light emitting device with improved thermal properties
KR101142965B1 (ko) 웨이퍼 레벨 발광 다이오드 패키지 및 그것을 제조하는 방법
US8530921B2 (en) High voltage low current surface emitting LED
US9054016B2 (en) Radiation-emitting semiconductor chip
US8536612B2 (en) Light emitting device having a pluralilty of light emitting cells and package mounting the same
US8476668B2 (en) High voltage low current surface emitting LED
US7095061B2 (en) Contacting scheme for large and small area semiconductor light emitting flip chip devices
US9761776B2 (en) Light emitting device, manufacturing method for the light emitting device, and lighting module having the light emitting device
US20120049214A1 (en) Monolithic Multi-Junction Light Emitting Devices Including Multiple Groups of Light Emitting Diodes
KR102588170B1 (ko) 다층 구조의 반사막을 구비한 반도체 발광 소자
JP2018530924A (ja) 半導体素子、半導体素子パッケージ、およびこれを含む照明システム
WO2013016355A1 (en) Monolithic multi-junction light emitting devices including multiple groups of light emitting diodes
KR102237144B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지
JP6188919B2 (ja) オプトエレクトロニクス半導体チップ及びオプトエレクトロニクス半導体部品
US10811566B2 (en) Light emitting device, method for producing light emitting device, and light emitting module
KR20120031472A (ko) 웨이퍼 레벨 발광 다이오드 패키지 및 그것을 제조하는 방법
CN113544867A (zh) 发射辐射的半导体芯片、发射辐射的半导体元件和探照灯
CN110289346B (zh) 形成发光装置的制造方法及其所制成的发光装置
US20230231093A1 (en) Optoelectronic Semiconductor Chip
US20230155086A1 (en) Light emitting diode package
US20220336700A1 (en) Radiation emitting semiconductor chip
KR20180029606A (ko) 반도체 소자, 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치
KR20180024555A (ko) 반도체 소자, 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치
US10347792B2 (en) Optoelectronic component
KR20230153278A (ko) 반도체 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination