DE102011113777A1

DE102011113777A1 - Wavelength conversion element and light-emitting semiconductor component with wavelength conversion element

Info

Publication number: DE102011113777A1
Application number: DE102011113777A
Authority: DE
Inventors: Guido Weiss; Stefan Grötsch; Berthold Hahn; Johannes Baur; Simone Kiener
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-03-21
Also published as: WO2013041465A1

Abstract

Es wird ein Wellenlängenkonversionselement (11, 12, 13, 14) mit einer Schicht (1) aus einem Keramikmaterial angegeben, das einen keramischen Wellenlängenkonversionsstoff aufweist, und mit einer auf zumindest einer ersten Hauptoberfläche (10) der Schicht (1) aus dem Keramikmaterial angeordneten transparenten Schicht (2), die einen geringeren Brechungsindex als die Schicht (1) aus dem Keramikmaterial aufweist.
Weiterhin wird ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit dem Wellenlängenkonversionselement angegeben.There is provided a wavelength conversion element (11, 12, 13, 14) having a ceramic material layer (1) comprising a ceramic wavelength conversion material and having one of at least a first major surface (10) of the ceramic material layer (1) transparent layer (2) having a lower refractive index than the layer (1) of the ceramic material.
Furthermore, a light-emitting semiconductor component is specified with the wavelength conversion element.

Description

Es werden ein Wellenlängenkonversionselement und ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement angegeben.A wavelength conversion element and a light-emitting semiconductor component with a wavelength conversion element are specified.

In der Druckschrift WO 98/12757 ist eine lichtemittierende Diode (LED) mit einem Verguss über einem Leuchtdiodenchip beschrieben, der einen Wellenlängen konvertierenden Leuchtstoff enthält.In the publication WO 98/12757 For example, a light emitting diode (LED) having a potting over a light emitting diode chip containing a wavelength converting phosphor is described.

Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Wellenlängenkonversionselement anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement anzugeben.At least one object of certain embodiments is to provide a wavelength conversion element. At least another object of certain embodiments is to provide a light-emitting semiconductor device having a wavelength conversion element.

Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These objects are achieved by articles according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the objects are characterized in the dependent claims and will be apparent from the following description and the drawings.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Wellenlängenkonversionselement eine Schicht aus einem Keramikmaterial auf. Insbesondere weist das Keramikmaterial einen keramischen Wellenlängenkonversionsstoff auf.In accordance with at least one embodiment, a wavelength conversion element has a layer of a ceramic material. In particular, the ceramic material has a ceramic wavelength conversion substance.

Unter einer „Schicht aus einem Keramikmaterial” ist hier und im Folgenden eine Schicht zu verstehen, die zum Großteil ein keramisches Material aufweist. „Zum Großteil” bedeutet dabei, dass das keramische Material einen Gewichtsanteil von mehr als 50%, insbesondere von mehr als 75% und vorzugsweise von mehr als 90% des Gewichts der Schicht aus dem Keramikmaterial einnimmt. Häufig besteht die Schicht aus dem Keramikmaterial auch aus dem keramischen Material. Unter einem keramischen Material ist hier insbesondere ein oxidhaltiges oder ein nitridhaltiges Material zu verstehen, wobei hier und im Folgenden auch Materialien, die nur eine Nahordnung und keine Fernordnung aufweisen, unter den Begriff „keramisches Material” fallen. Dementsprechend sind auch anorganische Gläser von der Formulierung „keramisches Material” oder „Keramikmaterial” umfasst.A "layer of a ceramic material" is to be understood here and below as meaning a layer which for the most part comprises a ceramic material. "For the most part" means that the ceramic material occupies a weight proportion of more than 50%, in particular more than 75% and preferably more than 90% of the weight of the layer of the ceramic material. Often, the layer of the ceramic material also consists of the ceramic material. A ceramic material is to be understood here in particular as meaning an oxide-containing material or a nitride-containing material, and here and below also materials which have only a short order and no long-range order fall under the term "ceramic material". Accordingly, inorganic glasses are also included in the formulation "ceramic material" or "ceramic material".

Der keramische Wellenlängenkonversionsstoff kann einen oder mehrere Leuchtstoffe aufweisen oder daraus sein, die geeignet sind, Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu absorbieren und Licht in einem zweiten, vom ersten Wellenlängenbereich verschiedene Wellenlängenbereich zu reemittieren. Der keramische Wellenlängenkonversionsstoff kann beispielsweise zumindest eines der folgenden Materialien zur Wellenlängenkonversion aufweisen oder aus einem der folgenden Materialien gebildet sein: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Silikate, wie Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxinitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, Sialone.The ceramic wavelength conversion substance may comprise or be composed of one or more phosphors which are suitable for absorbing light in a first wavelength range and for re-emitting light in a second wavelength range which differs from the first wavelength range. The ceramic wavelength conversion material may, for example, comprise at least one of the following wavelength conversion materials or be formed from rare earth doped garnets, rare earth doped alkaline earth sulfides, rare earth doped thiogallates, and rare metals Earth doped aluminates, rare earth doped silicates such as orthosilicates, rare earth doped chlorosilicates, rare earth doped alkaline earth silicon nitrides, rare earth doped oxynitrides and rare earth doped aluminum oxynitrides, metals of the rare earth doped silicon nitrides, sialons.

Als keramischer Wellenlängenkonversionsstoff können in bevorzugten Ausführungsformen insbesondere Granate, etwa Yttriumaluminiumoxid (YAG), Lutetiumaluminiumoxid (LuAG) und Terbiumaluminiumoxid (TAG), verwendet werden.In particular, garnets such as yttrium aluminum oxide (YAG), lutetium aluminum oxide (LuAG) and terbium aluminum oxide (TAG) may be used as the ceramic wavelength conversion material in preferred embodiments.

Die Materialien für den keramischen Wellenlängenkonversionsstoff sind in weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise mit einem der folgenden Aktivatoren dotiert: Cer, Europium, Neodym, Terbium, Erbium, Praseodym, Samarium, Mangan. Rein beispielhaft seien für mögliche keramische Wellenlängenkonversionsstoffe seien Cer-dotierte Yttriumaluminium-Granate, Cer-dotierte Lutetiumaluminium-Granate, Europium-dotierte Orthosilikate sowie Europium-dotierte Nitride genannt.The materials for the ceramic wavelength conversion substance are doped in further preferred embodiments, for example, with one of the following activators: cerium, europium, neodymium, terbium, erbium, praseodymium, samarium, manganese. Pure examples of possible ceramic wavelength conversion materials are cerium-doped yttrium aluminum garnets, cerium-doped lutetium aluminum garnets, europium-doped orthosilicates and europium-doped nitrides.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Schicht aus dem Keramikmaterial zusätzlich zum keramischen Wellenlängenkonversionsstoff noch weitere, insbesondere anorganische Partikel aufweisen, die bevorzugt keine wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften haben. Als weitere Partikel kommen hierbei beispielsweise Nitride und Oxide der Elemente Aluminium, Bor, Titan, Zirkon und Silizium beziehungsweise Gemische von zwei oder mehreren der vorgenannten Materialien in Betracht.According to a further embodiment, the layer of the ceramic material may have, in addition to the ceramic wavelength conversion substance, further, in particular inorganic, particles which preferably have no wavelength-converting properties. As further particles here are, for example, nitrides and oxides of the elements aluminum, boron, titanium, zirconium and silicon or mixtures of two or more of the aforementioned materials into consideration.

Das Keramikmaterial weist insbesondere den keramischen Wellenlängenkonversionsstoff in Form von Partikeln auf, die miteinander und/oder mit weiteren Partikeln zu dem Keramikmaterial verbunden sind. Die Schicht aus dem Keramikmaterial kann dabei beispielsweise auch aus dem keramischen Wellenlängenkonversionsstoff bestehen.The ceramic material has, in particular, the ceramic wavelength conversion substance in the form of particles which are connected to one another and / or to other particles to form the ceramic material. The layer of the ceramic material may for example also consist of the ceramic wavelength conversion substance.

Zur Herstellung der Schicht aus dem Keramikmaterial kann der keramische Wellenlängenkonversionsstoff in Form eines Granulats oder Pulvers, das beispielsweise mit einem Binder und/oder einem Lösungsmittel gemischt ist, bereitgestellt werden, das zur Schicht aus dem Keramikmaterial oder zu einem Verbund aus einer Mehrzahl von Schichten aus dem Keramikmaterial versintert wird. Wird ein Verbund aus dem Keramikmaterial hergestellt, so ist dieser üblicherweise plattenförmig ausgebildet, wobei einzelne Schichten aus dem Keramikmaterial durch Sägen, Brechen oder ähnliche Vereinzelungsmethoden hergestellt werden können.For the preparation of the ceramic material layer, the ceramic wavelength conversion substance may be provided in the form of granules or powder blended, for example, with a binder and / or a solvent, that of the ceramic material layer or of a plurality of layers the ceramic material is sintered. If a composite is produced from the ceramic material, so this is usually plate-shaped, with individual layers of the ceramic material can be produced by sawing, breaking or similar separation methods.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Wellenlängenkonversionselement dazu vorgesehen, auf einem Halbleiterchip angeordnet zu werden. Dazu weist das Wellenlängenkonversionselement und insbesondere die Schicht aus dem Keramikmaterial eine Platten- oder Plättchen-förmige Ausgestaltung auf, deren Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen einer Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips entsprechen. Insbesondere kann das Wellenlängenkonversionselement dazu vorgesehen sein, eine Lichtauskoppelfläche eines Halbleiterchips gänzlich zu bedecken. Die Schicht aus dem Keramikmaterial kann daher bevorzugt eine Haupterstreckungsebene aufweisen, also eine Länge und eine Breite, die größer als eine Dicke der Schicht aus dem Keramikmaterial senkrecht zur Länge und zur Breite sind. Parallel zur Haupterstreckungsebene weist die Schicht aus dem Keramikmaterial eine erste Hauptoberfläche und eine dieser gegenüber liegend angeordnete zweite Hauptoberfläche auf.According to a further embodiment, the wavelength conversion element is intended to be arranged on a semiconductor chip. For this purpose, the wavelength conversion element and in particular the layer of the ceramic material to a plate or plate-shaped configuration whose dimensions substantially correspond to the dimensions of a light output surface of the semiconductor chip. In particular, the wavelength conversion element can be provided to completely cover a light output surface of a semiconductor chip. The layer of the ceramic material may therefore preferably have a main extension plane, ie a length and a width that are greater than a thickness of the layer of the ceramic material perpendicular to the length and the width. Parallel to the main plane of extension, the layer of ceramic material has a first major surface and a second major surface opposite thereto.

Weiterhin weist das Wellenlängenkonversionselement gemäß zumindest einer Ausführungsform eine transparente Schicht auf, die einen geringeren Brechungsindex als die Schicht aus dem Keramikmaterial aufweist. Die transparente Schicht ist insbesondere auf zumindest einer ersten Hauptoberfläche der Schicht aus dem Keramikmaterial aufgebracht. Das kann insbesondere bedeuten, dass die transparente Schicht direkt und in unmittelbarem Kontakt zur ersten Hauptoberfläche der Schicht aus dem Keramikmaterial aufgebracht ist. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die transparente Schicht mittels einer dazwischen angeordneten weiteren Schicht auf der ersten Hauptoberfläche der Schicht aus dem Keramikmaterial aufgebracht ist.Furthermore, the wavelength conversion element according to at least one embodiment, a transparent layer having a lower refractive index than the layer of the ceramic material. The transparent layer is applied in particular on at least one first main surface of the layer of the ceramic material. This may mean, in particular, that the transparent layer is applied directly and in direct contact with the first main surface of the layer of the ceramic material. Alternatively, it is also possible that the transparent layer is applied by means of a further layer arranged therebetween on the first main surface of the layer of the ceramic material.

Besonders bevorzugt weist die transparente Schicht keinen Wellenlängenkonversionsstoff und kein Diffusormaterial auf und ist optisch durchsichtig ausgebildet.Particularly preferably, the transparent layer has no wavelength conversion substance and no diffuser material and is optically transparent.

Das Keramikmaterial der Schicht aus dem Keramikmaterial, insbesondere beispielsweise eines oder mehrere der oben genannten Materialien für den Wellenlängenkonversionsstoff, kann typischerweise einen Brechungsindex von größer oder gleich 1,8 aufweisen. Üblicherweise liegt der Brechungsindex von Keramikmaterialien, insbesondere keramischen Wellenlängenkonversionsstoffen in einem Bereich von etwa 1,8 bis etwa 2,1.The ceramic material of the layer of the ceramic material, in particular, for example, one or more of the above-mentioned materials for the wavelength conversion substance, may typically have a refractive index of greater than or equal to 1.8. Typically, the refractive index of ceramic materials, particularly ceramic wavelength conversion materials, ranges from about 1.8 to about 2.1.

Ist das Wellenlängenkonversionselement beispielsweise auf einem Halbleiterchip angeordnet, der Licht in das Wellenlängenkonversionselement und beispielsweise auch durch das Wellenlängenkonversionselement strahlen kann, so kann es aufgrund des hohen Brechungsindex des Wellenlängenkonversionselement insbesondere im Falle, dass der Halbleiterchip mit dem Wellenlängenkonversionselement von Luft oder einem anderen, niedrig brechenden Material umgeben ist, zur Totalreflexion eines großen Teils des aus dem Wellenlängenkonversionselement austretenden Lichts an der Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements kommen. Dadurch, dass die transparente Schicht auf der Schicht aus dem Keramikmaterial einen Brechungsindex aufweist, der kleiner als der Brechungsindex der Schicht aus dem Keramikmaterial ist, kann der Anteil des aus dem Wellenlängenkonversionselement austretenden Lichts vergrößert werden, da die Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen der Schicht aus dem Keramikmaterial und der transparenten Schicht sowie auch zwischen der transparenten Schicht und der Umgebung reduziert werden kann.If the wavelength conversion element is arranged on a semiconductor chip, for example, which can radiate light into the wavelength conversion element and, for example, also through the wavelength conversion element, it may be due to the high refractive index of the wavelength conversion element, in particular in the case where the semiconductor chip with the wavelength conversion element of air or another, low-refractive Material is surrounded, come to the total reflection of a large part of the light emerging from the wavelength conversion element light at the surface of the wavelength conversion element. The fact that the transparent layer on the layer of the ceramic material has a refractive index which is smaller than the refractive index of the layer of the ceramic material, the proportion of the light emerging from the wavelength conversion element can be increased because the total reflection at the interface between the layer of the ceramic material and the transparent layer and also between the transparent layer and the environment can be reduced.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die transparente Schicht aus einem Dielektrikum.According to a further embodiment, the transparent layer is made of a dielectric.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die transparente Schicht einen Brechungsindex von kleiner als 1,8 auf. Insbesondere kann die transparente Schicht ein Oxid, ein Nitrid oder ein Oxinitrid aufweisen, das einen entsprechenden Brechungsindex aufweist. Die transparente Schicht kann dazu mittels Aufdampfen, Aufsputtern, chemischer Gasphasenabscheidung oder einem anderen geeigneten Verfahren auf die erste Hauptoberfläche der Schicht aus dem Keramikmaterial aufgebracht werden.According to a further embodiment, the transparent layer has a refractive index of less than 1.8. In particular, the transparent layer may comprise an oxide, a nitride or an oxynitride having a corresponding refractive index. The transparent layer may be applied to the first major surface of the layer of ceramic material by vapor deposition, sputtering, chemical vapor deposition or other suitable method.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die transparente Schicht Siliziumdioxid auf oder ist aus diesem. Die transparente Schicht mit oder aus Siliziumdioxid kann insbesondere eine Dicke von etwa 225 nm aufweisen. Eine derartige transparente Schicht hat sich als besonders effektiv erwiesen, als Entspiegelung für die Schicht aus dem Keramikmaterial zu dienen.According to a particularly preferred embodiment, the transparent layer comprises or is made of silicon dioxide. The transparent layer with or made of silicon dioxide may in particular have a thickness of about 225 nm. Such a transparent layer has proved to be particularly effective to serve as an anti-reflection for the layer of the ceramic material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die transparente Schicht ein Kunststoffmaterial auf. Die transparente Schicht aus dem Kunststoffmaterial kann dazu beispielsweise vorgefertigt sein und in Form eines Platten- oder Plättchen-förmigen Körpers bereitgestellt werden. Dieser kann mittels einer Klebstoffschicht auf der ersten Hauptoberfläche der Schicht aus dem Keramikmaterial aufgebracht werden. Besonders bevorzugt kann die Klebstoffschicht einen Silikonklebstoff aufweisen oder daraus sein. Weiterhin kann es auch möglich sein, die transparente Schicht mit dem Kunststoffmaterial beispielsweise durch Auftropfen auf oder Anformen an die erste Hauptoberfläche der Schicht aus dem Keramikmaterial aufzubringen.According to a further embodiment, the transparent layer comprises a plastic material. The transparent layer of the plastic material may for example be prefabricated and provided in the form of a plate or plate-shaped body. This can be done by means of an adhesive layer on the first Main surface of the layer of the ceramic material can be applied. Particularly preferably, the adhesive layer may comprise or be a silicone adhesive. Furthermore, it may also be possible to apply the transparent layer with the plastic material, for example by dripping or molding on the first main surface of the layer of the ceramic material.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die transparente Schicht ein Silikon auf oder ist daraus. Beispielsweise kann die transparente Schicht als Silikonfolie oder Silikonplättchen bereitgestellt werden, das mittels eines Klebstoffs, beispielsweise eines Silikonklebstoffs, auf der Schicht aus dem Keramikmaterial befestigt wird.According to a preferred embodiment, the transparent layer comprises or is a silicone. For example, the transparent layer may be provided as a silicone foil or silicon wafers which is attached to the ceramic material layer by means of an adhesive, for example a silicone adhesive.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die transparente Schicht eine der Schicht mit dem Keramikmaterial abgewandte Oberfläche auf, die linsenförmig ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung der transparenten Schicht, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, kann beispielsweise durch Auftropfen des Materials der transparenten Schicht auf die Schicht aus dem Keramikmaterial erreicht werden. Aufgrund der Oberflächenspannung des Materials der transparenten Schicht auf der Schicht aus dem Keramikmaterial kann sich die transparente Schicht linsenförmig ausbilden, so dass die der Schicht mit dem Keramikmaterial abgewandte Oberfläche in Form einer konvexen Linse ausgebildet ist. Alternativ dazu ist es auch möglich, die transparente Schicht vor dem Aufbringen auf die Schicht aus dem Keramikmaterial linsenförmig auszubilden und anschließend mittels einer Klebstoffschicht auf der Schicht aus dem Keramikmaterial anzuordnen. Durch die linsenförmige Ausbildung der der Schicht aus dem Keramikmaterial abgewandten Oberfläche der transparenten Schicht kann das Wellenlängenkonversionselement gleichzeitig auch eine zusätzliche Linsenwirkung haben.According to a further embodiment, the transparent layer has a surface facing away from the ceramic material, which is of lens-shaped design. Such a configuration of the transparent layer, in particular of a plastic material, can be achieved, for example, by dripping the material of the transparent layer onto the layer of the ceramic material. Due to the surface tension of the material of the transparent layer on the layer of the ceramic material, the transparent layer may form a lenticular shape, so that the surface facing away from the layer with the ceramic material is formed in the form of a convex lens. Alternatively, it is also possible to form the transparent layer lens-shaped prior to application to the layer of the ceramic material and then to arrange by means of an adhesive layer on the layer of the ceramic material. Due to the lenticular design of the layer of the ceramic material facing away from the surface of the transparent layer, the wavelength conversion element can also have an additional lens effect at the same time.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Wellenlängenkonversionselement auf einer der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegenden zweiten Hauptoberfläche der Schicht aus dem keramischen Material eine weitere transparente Schicht auf. Die weitere transparente Schicht kann dabei eines oder mehrere Merkmale aufweisen, die vorab in Verbindung mit der transparenten Schicht auf der ersten Hauptoberfläche beschrieben sind. Besonders bevorzugt weist das Wellenlängenkonversionselement als weitere transparente Schicht ein Oxid, Nitrid oder Oxinitrid, insbesondere Siliziumdioxid, auf. Das kann auch bedeuten, dass das Wellenlängenkonversionselement die Schicht aus dem keramischen Material zwischen zwei transparenten Schichten aus Siliziumdioxid aufweist.According to a further embodiment, the wavelength conversion element has a further transparent layer on a second main surface of the layer of the ceramic material lying opposite the first main surface. The further transparent layer may in this case have one or more features that are described in advance in connection with the transparent layer on the first main surface. Particularly preferably, the wavelength conversion element has as an additional transparent layer an oxide, nitride or oxynitride, in particular silicon dioxide. This may also mean that the wavelength conversion element has the layer of the ceramic material between two transparent layers of silicon dioxide.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement einen Licht emittierenden Halbleiterchip mit einer Lichtauskoppelfläche auf, auf der mittels einer Verbindungsschicht das vorab beschriebene Wellenlängenkonversionselement angeordnet ist. Insbesondere ist dabei die transparente Schicht auf einer dem Licht emittierenden Halbleiterchip entgegengesetzten Seite der Schicht aus dem Keramikmaterial angeordnet.According to a further embodiment, a light-emitting semiconductor component has a light-emitting semiconductor chip with a light-outcoupling surface, on which the wavelength conversion element described above is arranged by means of a connection layer. In particular, the transparent layer is arranged on a side of the ceramic material layer opposite the light-emitting semiconductor chip.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verbindungsschicht einen Klebstoff, besonders bevorzugt einen Silikonklebstoff, auf oder ist daraus.According to a further embodiment, the bonding layer comprises or is an adhesive, more preferably a silicone adhesive.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Wellenlängenkonversionselement mit der Schicht aus dem Keramikmaterial und der transparenten Schicht vorgefertigt bereitgestellt und anschließend auf dem Halbleiterchip aufgebracht. Alternativ dazu ist es auch möglich, die Schicht aus dem Keramikmaterial auf einem Halbleiterchip aufzubringen und anschließend auf der Schicht aus dem Keramikmaterial die transparente Schicht aufzubringen.According to a further embodiment, the wavelength conversion element is provided prefabricated with the layer of the ceramic material and the transparent layer and then applied to the semiconductor chip. Alternatively, it is also possible to apply the layer of the ceramic material on a semiconductor chip and then to apply the transparent layer to the layer of the ceramic material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Licht emittierende Halbleiterchip einen aktiven Bereich auf, der im Betrieb des Halbleiterchips Licht abstrahlen kann. Der Licht emittierende Halbleiterchip kann je nach gewünschter abzustrahlender Wellenlänge als Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von verschiedenen Halbleitermaterialsystemen hergestellt werden. Für eine langwellige, infrarote bis rote Strahlung ist beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von In_xGa_yAl_1-x-yAs, für rote bis gelbe Strahlung beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von In_xGa_yAl_1-x-yP und für kurzwellige sichtbare, also insbesondere im Bereich von grünem bis blauem Licht, und/oder für UV-Strahlung beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von In_xGa_yAl_1-x-yN geeignet, wobei jeweils 0 ≤ y ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 gilt.According to a further embodiment, the light-emitting semiconductor chip has an active region which can emit light during operation of the semiconductor chip. Depending on the desired wavelength to be emitted, the light-emitting semiconductor chip can be produced as a semiconductor layer sequence on the basis of different semiconductor material systems. For a long-wave, infrared to red radiation, for example, a semiconductor layer sequence based on In _x Ga _y Al _1-xy As, for red to yellow radiation, for example, a semiconductor layer sequence based on In _x Ga _y Al _1-xy P and for short-wave visible, Thus, in particular in the range of green to blue light, and / or for UV radiation, for example, a semiconductor layer sequence based on In _x Ga _y Al _1-xy N suitable, each 0 ≤ y ≤ 1 and 0 ≤ y ≤ 1 applies.

Insbesondere kann der Licht emittierende Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge, besonders bevorzugt eine epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge, aufweisen oder daraus sein. Dazu kann die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise metallorgansicher Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE), auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen und mit elektrischen Kontakten versehen werden. Durch Vereinzelung des Aufwachssubstrats mit der aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterchips bereitgestellt werden.In particular, the light-emitting semiconductor chip may comprise or be a semiconductor layer sequence, particularly preferably an epitaxially grown semiconductor layer sequence. For this purpose, the semiconductor layer sequence can be grown on a growth substrate and provided with electrical contacts by means of an epitaxial process, for example metal-organically safe vapor phase epitaxy (MOVPE) or molecular beam epitaxy (MBE). By singulating the growth substrate with the grown-up semiconductor layer sequence, a plurality of light-emitting semiconductor chips can be provided.

Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge vor dem Vereinzeln auf ein Trägersubstrat übertragen werden und das Aufwachssubstrat kann gedünnt oder ganz entfernt werden. Derartige Halbleiterchips, die als Substrat ein Trägersubstrat anstelle des Aufwachssubstrats aufweisen, können auch als so genannte Dünnfilm-Halbleiterchips bezeichnet werden.Furthermore, the semiconductor layer sequence can be transferred to a carrier substrate before separation and the growth substrate can be thinned or completely removed. Such semiconductor chips, which have as substrate a carrier substrate instead of the growth substrate, may also be referred to as so-called thin-film semiconductor chips.

Ein Dünnfilm-Halbleiterchip zeichnet sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale aus:

– an einer zu dem Trägersubstrat hin gewandten ersten Hauptfläche einer strahlungserzeugenden Epitaxieschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
– die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich zwischen 4 μm und 10 μm auf; und
– die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der epitaktischen Epitaxieschichtenfolge führt, d. h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.

A thin-film semiconductor chip is characterized in particular by the following characteristic features:

On a first main surface of a radiation-generating epitaxial layer sequence facing the carrier substrate, a reflective layer is applied or formed which reflects back at least part of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence;
The epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range between 4 μm and 10 μm; and
The epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface which has a thorough mixing structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the epitaxial epitaxial layer sequence, ie it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.

Ein Dünnfilm-Halbleiterchip ist in guter Näherung ein Lambert'scher Oberflächenstrahler. Das Grundprinzip eines Dünnschicht-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174–2176 beschrieben.A thin-film semiconductor chip is to a good approximation a Lambert surface radiator. The basic principle of a thin-film LED chip is, for example, in the document I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174-2176 described.

Die elektrischen Kontakte des Licht emittierenden Halbleiterchips können auf verschiedenen Seiten der Halbleiterschichtenfolge oder auch auf derselben Seite angeordnet sein. Beispielsweise kann der Licht emittierende Halbleiterchip einen elektrischen Kontakt in Form einer lötbaren oder klebbaren Kontaktfläche auf einer der Halbleiterschichtenfolge gegenüber liegenden Seite des Substrats aufweisen. Auf einer dem Substrat gegenüber liegenden Seite der Halbleiterschichtenfolge kann eine weitere Kontaktfläche, beispielsweise in Form eines so genannten Bondpads zur Kontaktierung mittels eines Bonddrahts, ausgebildet sein. Das Wellenlängenkonversionselement kann zur Kontaktierung des Bondpads eine entsprechende Ausnehmung oder Öffnung aufweisen. Weiterhin kann der Halbleiterchip die elektrischen Kontaktflächen auf derselben Seite, beispielsweise als lötbare oder klebbare Kontaktflächen, aufweisen und als so genannter Flip-Chip ausgebildet sein, der mit den Kontaktflächen auf einem elektrisch leitenden Träger, beispielsweise einer Platine, einer Leitplatte oder einem Leuchtdiodengehäuse, montierbar ist. Darüber hinaus kann ein Halbleiterchip auch zwei als Bondpads ausgebildete Kontaktflächen auf derselben Seite der Halbleiterschichtenfolge aufweisen.The electrical contacts of the light-emitting semiconductor chip can be arranged on different sides of the semiconductor layer sequence or else on the same side. By way of example, the light-emitting semiconductor chip may have an electrical contact in the form of a solderable or adhesive contact surface on a side of the substrate opposite the semiconductor layer sequence. A further contact surface, for example in the form of a so-called bond pad for contacting by means of a bonding wire, may be formed on a side of the semiconductor layer sequence lying opposite the substrate. The wavelength conversion element may have a corresponding recess or opening for contacting the bond pad. Furthermore, the semiconductor chip can have the electrical contact surfaces on the same side, for example as solderable or adhesive contact surfaces, and be configured as a so-called flip chip, which can be mounted with the contact surfaces on an electrically conductive carrier, for example a circuit board, a guide plate or a light-emitting diode housing is. In addition, a semiconductor chip can also have two contact surfaces formed as bond pads on the same side of the semiconductor layer sequence.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Licht emittierende Halbleiterchip auf einem Träger angeordnet. Der Träger kann beispielsweise als Keramikträger, Kunststoffträger, Leiterplatte, Metallkernplatine, Leiterrahmen, Kunststoffgehäuse oder einer Kombination einer oder mehrerer dieser ausgebildet sein. Weiterhin kann der Träger beispielsweise Leiterbahnen, Kontaktflächen und elektrische Anschlussbereiche aufweisen, mittels derer der Halbleiterchip auf dem Träger und das Licht emittierende Halbleiterbauelement an eine externe Stromversorgung angeschlossen werden können.According to a further embodiment, the light-emitting semiconductor chip is arranged on a carrier. The carrier may be formed, for example, as a ceramic carrier, plastic carrier, printed circuit board, metal core board, lead frame, plastic housing or a combination of one or more of these. Furthermore, the carrier can have, for example, conductor tracks, contact surfaces and electrical connection areas, by means of which the semiconductor chip on the carrier and the light-emitting semiconductor component can be connected to an external power supply.

Es hat sich gezeigt, dass mittels des hier beschriebenen Wellenlängenkonversionselements eine Erhöhung der Lichtauskopplung um bis zu 10% in dem hier beschriebenen Licht emittierenden Halbleiterbauelement möglich ist. Dadurch kann auch eine Reduzierung der Erwärmung des Halbleiterbauelements erreicht werden. Im Vergleich zu bekannten Halbleiterbauelementen, bei denen ein Halbleiterchip mit einer Leuchtstoffschicht in einem Silikonverguss angeordnet ist, tritt beim hier beschriebenen Wellenlängenkonversionselement und beim hier beschriebenen Licht emittierenden Halbleiterbauelement die bei Erhöhung der Auskopplung durch den Silikonverguss beobachtete Reduktion der Leuchtdichte nicht auf, da das Licht nicht in der Stromaufweitungsschicht neben den Halbleiterchip wandern kann.It has been shown that by means of the wavelength conversion element described here an increase of the light extraction by up to 10% in the light-emitting semiconductor component described here is possible. As a result, it is also possible to achieve a reduction in the heating of the semiconductor component. In comparison with known semiconductor components in which a semiconductor chip with a phosphor layer is arranged in a silicone encapsulation, in the wavelength conversion element described here and in the light-emitting semiconductor component described here, the reduction of the luminance observed with an increase in the output due to the silicon encapsulation does not occur because the light is not can migrate in the current spreading layer next to the semiconductor chip.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.Further advantages, advantageous embodiments and developments emerge from the embodiments described below in conjunction with the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Licht emittierenden Halbleiterbauelements mit einem Wellenlängenkonversionselement gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 a schematic representation of a light-emitting semiconductor device with a wavelength conversion element according to an embodiment,

2 eine schematische Darstellung eines Licht emittierenden Halbleiterbauelements mit einem Wellenlängenkonversionselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 2 a schematic representation of a light-emitting semiconductor device with a wavelength conversion element according to another embodiment,

3 ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und 3 a light emitting semiconductor device having a wavelength conversion element according to another embodiment and

4 ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel. 4 a light-emitting semiconductor device having a wavelength conversion element according to yet another embodiment.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but rather individual elements, such as layers, components, components and areas, for better Representability and / or exaggerated for better understanding.

In 1 ist ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement 101 gezeigt, das ein Wellenlängenkonversionselement 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel aufweist.In 1 is a semiconductor light-emitting device 101 shown that a wavelength conversion element 11 according to a first embodiment.

Das Wellenlängenkonversionselement 11 weist eine Schicht 1 aus einem Keramikmaterial auf, das einen keramischen Wellenlängenkonversionsstoff aufweist. Die Schicht 1 aus dem Keramikmaterial mit dem keramischen Wellenlängenkonversionsstoff kann insbesondere einen der oben im allgemeinen Teil genannten keramischen Wellenlängenkonversionsstoffe aufweisen oder daraus sein. Weiterhin kann die Schicht 1 aus dem Keramikmaterial weiteres keramisches Material zusammen mit dem keramischen Wellenlängenkonversionsstoff aufweisen.The wavelength conversion element 11 has a layer 1 of a ceramic material having a ceramic wavelength conversion substance. The layer 1 From the ceramic material with the ceramic wavelength conversion substance, in particular, one of the ceramic wavelength conversion materials mentioned above in the general part can be or can be. Furthermore, the layer 1 from the ceramic material have further ceramic material together with the ceramic wavelength conversion substance.

Die Schicht 1 aus dem Keramikmaterial ist als Plättchen ausgebildet und weist eine erste Hauptoberfläche 10 auf, auf der eine transparente Schicht angeordnet ist. Die transparente Schicht 2 weist einen geringeren Brechungsindex als die Schicht 1 aus dem Keramikmaterial auf. Insbesondere ist die transparente Schicht 2 im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Siliziumdioxid mit einer Dicke von etwa 225 nm. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die transparente Schicht 2 ein anderes Oxid, Nitrid oder Oxinitrid mit einem Brechungsindex aufweist, der kleiner als der Brechungsindex der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial ist.The layer 1 from the ceramic material is formed as a plate and has a first main surface 10 on, on which a transparent layer is arranged. The transparent layer 2 has a lower refractive index than the layer 1 from the ceramic material. In particular, the transparent layer 2 in the illustrated embodiment of silicon dioxide with a thickness of about 225 nm. Alternatively, it is also possible that the transparent layer 2 another oxide, nitride or oxynitride having a refractive index less than the refractive index of the layer 1 from the ceramic material.

Beispielsweise kann die Schicht aus dem Keramikmaterial einen Brechungsindex von größer oder gleich 1,8 aufweisen, während die transparente Schicht 2 einen Brechungsindex von kleiner als 1,8 aufweist.For example, the layer of the ceramic material may have a refractive index greater than or equal to 1.8 while the transparent layer 2 has a refractive index of less than 1.8.

Insbesondere ist das Wellenlängenkonversionselement 11 mittels der Verbindungsschicht 5 auf einer Lichtauskoppelfläche 30 des Licht emittierenden Halbleiterchips 3 angeordnet. Das Wellenlängenkonversionselement 11 weist dabei eine Größe beziehungsweise Abmessungen auf, die im Wesentlichen den Abmessungen der Lichtauskoppelfläche 30 des Halbleiterchips 3 entsprechen. Alternativ zu der Ausführung des Wellenlängenkonversionselements als Plättchen auf der Lichtauskoppelfläche 30 kann das Wellenlängenkonversionselement 11 auch in Form einer Kappe ausgebildet sein, die zusätzlich zur Lichtauskoppelfläche auch noch Seitenflächen des Halbleiterchips 3 überdecken kann.In particular, the wavelength conversion element 11 by means of the bonding layer 5 on a light output surface 30 of the light-emitting semiconductor chip 3 arranged. The wavelength conversion element 11 has a size or dimensions that are essentially the dimensions of the light output surface 30 of the semiconductor chip 3 correspond. Alternatively to the execution of the wavelength conversion element as a small plate on the light output surface 30 can the wavelength conversion element 11 be formed in the form of a cap, which in addition to the light output surface also side surfaces of the semiconductor chip 3 can cover.

Das Wellenlängenkonversionselement 11 ist mittels einer Verbindungsschicht 5 auf einem Halbleiterchip 3 angeordnet. Die Verbindungsschicht 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Silikonklebstoff.The wavelength conversion element 11 is by means of a bonding layer 5 on a semiconductor chip 3 arranged. The connection layer 5 is in the illustrated embodiment of a silicone adhesive.

Der Licht emittierende Halbleiterchip 3 ist aus einem arsenidischen, phosphidischen oder bevorzugt nitridischen Verbindungshalbleitermaterial und weist einen aktiven Bereich auf, der geeignet ist, im Betrieb Licht abzustrahlen. Beispielsweise kann der Halbleiterchip 3 dazu ausgebildet sein, im Betrieb blaues Licht abzustrahlen, während der keramische Wellenlängenkonversionsstoff des Wellenlängenkonversionselements 11 dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des blauen Lichts in gelbes und/oder grünes und/oder rotes Licht umzuwandeln, so dass das Licht emittierende Halbleiterbauelement 101 im Betrieb mischfarbiges Licht und besonders bevorzugt weißes Licht abstrahlen kann. Der Halbleiterchip 3 ist zusammen mit dem Wellenlängenkonversionselement 11 auf einem Träger 4 angeordnet, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Keramikträger mit Leiterbahnen zum Anschluss des Halbleiterchips 3 ausgebildet ist. Alternativ dazu kann der Träger auch gemäß einer anderen oben im allgemeinen Teil beschriebenen Ausführungsform ausgebildet sein.The light-emitting semiconductor chip 3 is of an arsenidic, phosphidic or preferably nitridic compound semiconductor material and has an active region capable of emitting light during operation. For example, the semiconductor chip 3 be configured to emit blue light during operation, while the ceramic wavelength conversion substance of the wavelength conversion element 11 is configured to convert at least a portion of the blue light into yellow and / or green and / or red light, so that the light-emitting semiconductor component 101 can emit mixed-color light and particularly preferably white light during operation. The semiconductor chip 3 is together with the wavelength conversion element 11 on a carrier 4 arranged in the embodiment shown as a ceramic carrier with conductor tracks for connection of the semiconductor chip 3 is trained. Alternatively, the carrier may be formed according to another embodiment described above in the general part.

Im Vergleich zu keramischen Wellenlängenkonversionselementen ohne die hier beschriebene transparente Schicht 2 sowie auch im Vergleich zu Leuchtdioden, die ein Leuchtstoffplättchen auf einem Halbleiterchip unter einem Vergussmaterial aufweisen, kann mittels des hier beschriebenen Wellenlängenkonversionselements mit der transparenten Schicht 2 auf der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial eine Erhöhung der Lichtauskopplung um bis zu 10% erreicht werden, wodurch auch eine Reduktion der Bauteilerwärmung erreicht wird.Compared to ceramic wavelength conversion elements without the transparent layer described here 2 as well as in comparison with light emitting diodes, which have a phosphor wafer on a semiconductor chip under a potting material, can by means of the wavelength conversion element described herein with the transparent layer 2 on the shift 1 from the ceramic material, an increase of the light extraction by up to 10% can be achieved, whereby a reduction of the component heating is achieved.

In den 2 bis 4 sind Modifikationen des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels dargestellt.In the 2 to 4 are modifications of in 1 shown embodiment shown.

Das in 2 gezeigte Licht emittierende Halbleiterbauelement 102 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist ein Wellenlängenkonversionselement 12 auf der Lichtauskoppelfläche 30 des Halbleiterchips 3 auf, das zusätzlich zu der in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 1 gezeigten transparenten Schicht 2 auf der ersten Hauptoberfläche 10 der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial auf der der ersten Hauptoberfläche 10 gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche 10' der Schicht 1 aus dem keramischen Material eine weitere transparente Schicht 6 aufweist. Die weitere transparente Schicht 6 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel wie die transparente Schicht 2 ausgeführt und besteht aus Siliziumdioxid mit einer Dicke von etwa 225 nm. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die weitere transparente Schicht verschieden zur transparenten Schicht 2 ausgebildet ist und beispielsweise eine andere Dicke oder ein anderes Material aufweist.This in 2 shown light-emitting semiconductor device 102 According to a further embodiment, a wavelength conversion element 12 on the light output surface 30 of the semiconductor chip 3 in addition to that in connection with the embodiment of 1 shown transparent layer 2 on the first main surface 10 the layer 1 from the ceramic material on the first major surface 10 opposite second major surface 10 ' the layer 1 from the ceramic material, a further transparent layer 6 having. The further transparent layer 6 in the embodiment shown is like the transparent layer 2 is made of silicon dioxide with a thickness of about 225 nm. Alternatively, it is also possible that the further transparent layer is different from the transparent layer 2 is formed and, for example, has a different thickness or another material.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Licht emittierendes Bauelement 103 gezeigt, das im Vergleich zu den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen ein Wellenkonversionselement 13 aufweist, das eine transparente Schicht 2 aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem Silikon aufweist. In 3 is another embodiment of a light-emitting device 103 shown, in comparison to the two previous embodiments, a wave conversion element 13 having a transparent layer 2 made of a plastic material, in particular a silicone.

Die transparente Schicht 2 aus dem Silikon wird vorgefertigt bereitgestellt und ist mittels einer Klebstoffschicht 7, bevorzugt aus einem Silikonklebstoff, auf der ersten Hauptoberfläche 10 der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial aufgebracht. Insbesondere weist die transparente Schicht aus dem Kunststoffmaterial keinen Wellenlängenkonversionsstoff und keine Streupartikel beziehungsweise kein Diffusormaterial auf.The transparent layer 2 from the silicone is provided prefabricated and is by means of an adhesive layer 7 , preferably of a silicone adhesive, on the first major surface 10 the layer 1 applied from the ceramic material. In particular, the transparent layer of the plastic material has no wavelength conversion substance and no scattering particles or no diffuser material.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement 104 mit einem Wellenlängenkonversionselement 14 gezeigt, das auf der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial eine transparente Schicht 2 aufweist, die eine der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial abgewandte Oberfläche 20 aufweist, die linsenförmig ausgebildet ist. Insbesondere ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die transparente Schicht 2 durch Auftropfen eines Silikontropfens ausgebildet.In 4 is another embodiment of a light-emitting semiconductor device 104 with a wavelength conversion element 14 shown on the layer 1 from the ceramic material, a transparent layer 2 which has one of the layer 1 surface facing away from the ceramic material 20 has, which is formed lens-shaped. In particular, in the embodiment shown, the transparent layer 2 formed by dripping a silicone droplet.

Alternativ dazu ist es auch möglich, die transparente Schicht 2 linsenförmig beispielsweise aus einem Silikon vorzuformen und anschließend wie in 3 gezeigt mittels einer Klebstoffschicht 7 auf der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial aufzubringen.Alternatively, it is also possible to use the transparent layer 2 For example, preform from a silicone lenticular and then as in 3 shown by means of an adhesive layer 7 on the shift 1 from the ceramic material.

Durch die linsenförmig ausgebildete Oberfläche 20 kann die transparente Schicht 2 und damit das Wellenlängenkonversionselement 14 eine zusätzliche Linsenwirkung haben, durch die die Abstrahlcharakteristik des Licht emittierenden Halbleiterbauelements 104 beeinflusst werden kann.Through the lens-shaped surface 20 can the transparent layer 2 and thus the wavelength conversion element 14 have an additional lens effect, by which the radiation characteristic of the light-emitting semiconductor device 104 can be influenced.

Die hier gezeigten Wellenlängenkonversionselemente 11, 12, 13, 14 können jeweils vor dem Aufbringen auf den Halbleiterchip 3 vorgefertigt sein und als jeweils Ganzes auf den Halbleiterchip 3 aufgebracht werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, die transparente Schicht 2 erst nach dem Anordnen der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial auf dem Halbleiterchip 3 auf der Schicht 1 aus dem Keramikmaterial aufzubringen.The wavelength conversion elements shown here 11 . 12 . 13 . 14 can each be prior to application to the semiconductor chip 3 be prefabricated and as a whole on the semiconductor chip 3 be applied. Alternatively, it is also possible to use the transparent layer 2 only after arranging the layer 1 from the ceramic material on the semiconductor chip 3 on the shift 1 from the ceramic material.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 98/12757 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174-2176 [0032]

Claims

Wavelength conversion element ( 11 . 12 . 13 . 14 ) with a layer ( 1 ) of a ceramic material comprising a ceramic wavelength conversion substance and with one on at least one first main surface ( 10 ) of the layer ( 1 ) of the ceramic material arranged transparent layer ( 2 ), which has a lower refractive index than the layer ( 1 ) of the ceramic material.

Wavelength conversion element according to claim 1, wherein the transparent layer ( 2 ) has an oxide, nitride or oxynitride.

Wavelength conversion element according to claim 2, wherein the transparent layer ( 2 ) Comprises silicon dioxide.

Wavelength conversion element according to claim 1, wherein the transparent layer ( 2 ) comprises a plastic material.

Wavelength conversion element according to claim 4, wherein the transparent layer ( 2 ) has a silicone.

Wavelength conversion element according to claim 4 or 5, wherein the transparent layer ( 2 ) one of the layers ( 1 ) facing away with the ceramic material surface ( 20 ), which is formed lens-shaped.

Wavelength conversion element according to one of claims 4 to 6, wherein the transparent layer ( 2 ) by means of an adhesive layer ( 7 ) on the layer ( 1 ) is arranged from the ceramic material.

Wavelength conversion element according to claim 7, wherein the adhesive layer ( 7 ) has a silicone adhesive.

Wavelength conversion element according to one of the preceding claims, wherein on one of the first main surfaces ( 10 ) opposite second major surface ( 10 ' ) of the layer ( 1 ) from the ceramic material, a further transparent layer ( 6 ) is applied.

Light-emitting semiconductor component ( 101 . 102 . 103 . 104 ) with a light-emitting semiconductor chip ( 3 ) with a light output surface ( 30 ), by means of a connection layer ( 5 ) the wavelength conversion element ( 11 . 12 . 13 . 14 ) according to one of claims 1 to 11 with one of the transparent layers ( 2 ) opposite side is arranged.

Semiconductor component according to claim 10, wherein the connection layer ( 5 ) has a silicone adhesive.