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JP5401452B2 - オプトエレクトロニクス半導体チップ - Google Patents

オプトエレクトロニクス半導体チップ Download PDF

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Description

オプトエレクトロニクス半導体チップが特定される。
特許文献1および特許文献2には、オプトエレクトロニクス半導体チップおよびその製造方法が記載されている。
国際公開第02/13281号 欧州特許出願公開第0905797号明細書
達成すべき目的は、特に効率的に動作し得るオプトエレクトロニクス半導体チップを特定することにある。
少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、放射伝播エリアを有する半導体ボディを有する。放射伝播エリアは、例えば半導体ボディの表面の一部により形成される。半導体チップにおいて生じる電磁放射が放射伝播エリア経由で半導体ボディを出ることができる。さらに、電磁放射を外部から放射伝播エリアを通じて半導体ボディに結合させることができる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、接触用メタライゼーションを有する。接触用メタライゼーションは、例えばオプトエレクトロニクス半導体チップの放射伝播エリア上に配置される。すなわち、接触用メタライゼーションは、オプトエレクトロニクス半導体チップの放射伝播エリアに与えられ、部分的にまたは少なくとも部分的にそのエリアを覆う。接触用メタライゼーションは、オプトエレクトロニクス半導体チップとの電気的接触を例えばnまたはpサイドにて形成するに用いることができる。チップを動作させる電流は接触用メタライゼーションによりオプトエレクトロニクス半導体チップに印加される。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、第1の反射性積層体が、放射伝播エリアから離れている接触用メタライゼーションの表面に与えられる。すなわち、接触用メタライゼーションは、少なくとも部分的に第1の反射性積層体により覆われる。
反射性積層体は、少なくとも一つの層を有する。しかしながら、反射性積層体は、複数の層を有することもできる。反射性積層体は、少なくとも特定の波長範囲の電磁放射に対して、接触用メタライゼーションよりも高い反射率を有することにより特徴付けられる。すなわち、少なくとも一つの特定の波長範囲の電磁放射は、接触用メタライゼーションに入射するときの反射よりも良好に、第1の反射性積層体により反射される。例として、第1の反射性積層体は、接触用メタライゼーションに比べて、オプトエレクトロニクス半導体チップにおいて生じる電磁放射に対して、増大した反射率を有する。
少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、放射伝播エリアと、放射伝播エリアに与えられた接触用メタライゼーションと、放射伝播エリアから離れている接触用メタライゼーションの表面に与えられた第1の反射性積層体と、を有し、反射性積層体は、電磁放射を反射して接触用メタライゼーションに戻すために設けられている。
ここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体チップは、この場合、特に以下の考慮に基づいている。例として、発光ダイオードチップが、光が反射されて発光ダイオードチップに(つまり例えば放射伝播エリアに)戻されるような光学系において用いられる場合には、オプトエレクトロニクス半導体チップの接触用メタライゼーションが低反射率を有し、反射される放射を吸収するという、顕著な損失メカニズムが生じる。すなわち、半導体チップにおいて生じる電磁放射は、例えば半導体チップの方向において半導体チップの下流側に配置された光学要素にて反射される。この場合、この放射の一部を接触用メタライゼーションに入射させ、接触用メタライゼーションに吸収させることができる。この吸収された放射は、例えば半導体チップ内でフォトンリサイクリングに失われる。
この接触用メタライゼーション上に配置された第1の反射性積層体により、接触用メタライゼーションとこの接触用メタライゼーションに与えられた第1の反射性積層体とから成る接触部の反射率を増大させることができる。このようにすると、反射により発光ダイオードチップに戻される電磁放射が失われず、例えば第1の反射性積層体での反射後に光学系内に反射され得る。この目的のために、反射性積層体は好ましくは、半導体チップにおいて生じる電磁放射に対して少なくとも90%の反射率を有する。
接触用メタライゼーションは、例えば、半導体チップのワイヤ接触接続のために設けられたボンディングパッドである。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、第1の反射性積層体は、少なくとも一つの金属を有する。金属は、例えば、アルミニウムもしくは銀またはこれらの金属から成る合金とすることができる。さらに、反射性積層体は、アルミニウムおよび/または銀からそれぞれ形成された、あるいは、アルミニウムおよび/または銀を含む複数の層を有することができる。第1の反射性積層体が与えられる接触用メタライゼーションそのものは、例えば金から成るもの、または、金を含むものとすることができる。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、第1の反射性積層体は、絶縁材料を含む少なくとも一つの層を有する。例として、この層は、放射伝播エリアから離れている第2の反射性積層体の表面に与えられることができ、反射性金属層のパッシベーションを形成することができる。
しかしながら、第1の反射性積層体は、同一のまたは異なる絶縁材料から成る複数の層を含むことができる。例として、第1の反射性積層体は、より低い屈折率を有する第1の絶縁層の積層体から成る。より高い屈折率を有する少なくとも一つの第2の絶縁層は、低屈折率を有する二つの層の間にそれぞれ配置される。異なる屈折率を有する交互絶縁層は、例えば、ブラッグミラーまたはブラッグ同様のミラーを形成することができる。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、少なくとも一つの電流拡散路が、オプトエレクトロニクス半導体チップの放射伝播エリアに与えられる。この場合、電流拡散路は、接触用メタライゼーションに導電接続される。電流拡散路は、放射伝播エリア上で接触用メタライゼーションにより印加された電磁電流を拡散させるために設けられる。このようにして実現されることは、オプトエレクトロニクス半導体チップの活性ゾーン内にできるだけ均一に電流が印加されることである。このようにして実現されることは、オプトエレクトロニクス半導体チップの活性ゾーンにおいてできるだけ均一に電磁放射を生じさせることができることである。この場合、オプトエレクトロニクス半導体チップは、接触用メタライゼーションに導電接続され、且つ、放射伝播エリア上で電流を拡散させる複数の電流拡散路を有することができる。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、電流拡散路は、オプトエレクトロニクス半導体チップの放射伝播エリアに与えられた電流拡散用メタライゼーションを有する。この場合、電流拡散用メタライゼーションは、接触用メタライゼーションと同一の材料から形成することができ、例えば接触用メタライゼーションと同一の製造工程において半導体チップの放射伝播エリアに与えられる。この場合、電流拡散用メタライゼーションは、例えば、金およびITO(インジウムスズ酸化物)のような透明導電酸化物(TCO)のうち少なくとも一つを含み、またはそれから成る。電流拡散路は、放射伝播エリアから離れている電流拡散用メタライゼーションの表面に与えられた第2の反射性積層体をさらに有し、第2の反射性積層体は、電磁放射を反射して電流拡散用メタライゼーションに戻すために設けられる。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、第2の反射性積層体は、金属を含む少なくとも一つの層を有する。金属は、例えば、アルミニウム、銀またはこれら二つの金属から成る合金である。例として、第2の反射性積層体は、アルミニウムおよび/または銀から成り、または、アルミニウムおよび/または銀を含む複数の層を有することができる。
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、第2の反射性積層体は、絶縁材料を含む少なくとも一つの層を有する。例として、この層は、放射伝播エリアから離れている第2の反射性積層体の表面に与えることができ、反射性金属層のパッシベーションを形成することができる。さらに、第2の反射性積層体は、複数の絶縁層を有することができ、例として、相互に隣接する層は、第2の反射性積層体がブラッグミラーまたはブラッグ同様のミラーを形成するように異なる屈折率を有することができる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、第2の反射性積層体は、その組成において第1の反射性積層体と相違する。これは例えば、第2の反射性積層体が絶縁層を有すること、および、第1の反射性積層体が金属層のみを有することにより、実現可能である。これにより、特に簡単な方法で、第1および第2の反射性積層体の完成後のチップとの電気的接触が、接触部での接触用ワイヤにより可能となる。接触用ワイヤが絶縁層により覆われないからである。
しかしながら、代替手法として、第1および第2の反射性積層体が同一構成を有してもよいし、双方の積層体が少なくとも一つの絶縁層を有してもよい。例としては、その場合い、接触用ワイヤと接触用メタライゼーションとの導電接続を、エッチングまたはマスク技術により形成することができる。
さらに、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントが特定される。オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの少なくとも一つの実施の形態によれば、コンポーネントは、前述の例示的な実施の形態の少なくとも一つによるオプトエレクトロニクス半導体チップを有する。さらに、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントは、放出方向においてオプトエレクトロニクス半導体チップの下流側に配置された光学フィルタ要素を有する。光学フィルタ要素は、第1の放射特性を有する第1の放射成分を透過し、且つ、第1の放射特性と異なる第2の放射特性を有する第2の放射成分を反射するに適している。
この場合、光学フィルタ要素は、動作中にオプトエレクトロニクス半導体チップにより放出された電磁放射の少なくとも一部(好ましくは大部分)が光学フィルタ要素まで伝播し、そこを透過しまたはそこで反射されるように、オプトエレクトロニクス半導体チップの下流側に配置される。
光学フィルタ要素により透過されず反射された放射成分は、オプトエレクトロニクス半導体チップの放射伝播エリアに入射し、そこで放射は、再びオプトエレクトロニクス半導体チップに結合されるか、あるいは放射伝播エリアにて光学フィルタ要素に向けて反射されるか、あるいは接触用メタライゼーションまたは電流拡散用メタライゼーションにそれぞれ与えられた第1または第2の反射性積層体にて光学フィルタ要素に向けて反射される。放射伝播エリアを通じてオプトエレクトロニクス半導体チップに結合される電磁放射は、チップにより反射され、あるいは吸収されて再放出される。したがって、この場合、電磁放射はフォトンリサイクルされる。
全体として、下流側に配置された光学フィルタ要素を有するオプトエレクトロニクスコンポーネントにおいて、接触部の反射率および電流拡散路の反射率が第1および第2の反射性積層体により増大されたオプトエレクトロニクス半導体チップは、接触部および電流拡散路にそれぞれ与えられた第1および第2の反射性積層体がそこに入射する放射の吸収を生じにくくし、あるいはそれを完全に防ぐため、特に有利であることが分かる。
これにより、オプトエレクトロニクスコンポーネントの効率が、反射性積層体のない半導体チップを有するオプトエレクトロニクスコンポーネントに比べて増大される。
好ましくは、第1の放射特性は第2の放射特性に対して補足的である。さらに、放射特性は、放射の方向、偏光または波長を意味するものと考えることができる。ここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの目的のために、電磁放射の第1の方向は、第1の立体角範囲内にあり、電磁放射の第2の方向は、第1の立体角範囲に対して補足的な立体角範囲にある。さらに、第1の偏光は平行偏光に対応し、第2の偏光は垂直偏光に対応することができる。最後に、第1の波長に対して補足的な第2の波長は、第1の波長と異なる波長とすることができる。なお、補足的(complementary)は必ずしも、色彩学上狭義に解釈されるべきでない。
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの少なくとも一つの実施の形態によれば、光学フィルタ要素は、第1の波長を有しまたは第1の波長範囲にある電磁放射を透過し且つ第2の波長を有しまたは第2の波長範囲にある電磁放射を反射するダイクロイックフィルタを有する。
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの少なくとも一つの実施の形態によれば、光学フィルタ要素は、第1の偏光を有する電磁放射を透過し且つ第2の偏光を有する電磁放射を反射する偏光フィルタを有する。
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの少なくとも一つの実施の形態によれば、光学フィルタ要素は、第1の方向を有する電磁放射を透過し且つ第2の方向を有する電磁放射を反射する角度フィルタを有する。
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの少なくとも一つの実施の形態によれば、光学フィルタ要素は、半導体チップにより放出された電磁放射の少なくとも一部から、半導体チップにより生成された放射の波長と異なる波長を有する波長変換放射を生成する輝度変換材料を有する。
以下、ここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体チップおよびここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントについて、例示的な実施の形態および関連の図面に基づいて、より詳細に説明する。
第1および第2の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略平面図 第1の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略断面図 第2の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略断面図 第3および第4の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略平面図 第3の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略断面図 第4の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略断面図 第1の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの概略断面図 第2の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの概略断面図 第3の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの概略断面図 第4の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの概略断面図
同一のまたは同一の作用を有する構成部分は、例示的な実施の形態および図面においていずれの場合も同一の参照符号を付与される。図示された要素は、縮尺どおりとみなすべきでなく、むしろ、個々の要素が、より理解しやすいように誇張された寸法で図示されている場合もある。
図1Aは、第1および第2の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップ1の概略平面図を示す。図1Bは、第1の例示的な実施の形態による線AA’に沿った断面図を示す。図1Cは、第2の例示的な実施の形態による線AA’に沿った断面図を示す。
第1の実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップはキャリア8を有する。キャリア8は例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップの半導体層がエピタキシャルに堆積される成長基板とすることができる。しかしながら、キャリア8を、原成長基板から離れている半導体チップの表面に与えられたキャリアとすることもできる。この場合、成長基板は薄層化されまたは完全除去される。この場合、半導体チップ1は、特に、いわゆる薄膜半導体チップとすることができる。薄膜設計の発光ダイオードチップは例えば、特許文献1および特許文献2に記載されており、薄膜設計に関するそれらの開示内容は、本願に援用される。
図1Bおよび図1Cに関連して記載されるオプトエレクトロニクス半導体チップ1の例示的な実施の形態は、薄膜チップを含む。この場合、キャリア8に続いて反射層または反射性積層体7が、半導体チップ1に入射しまたは半導体チップ1にて生じた放射を反射するために設けられる。キャリアから離れているミラー層7の面には、散乱層6が配置される。散乱層6は、任意的なものであり、ミラー層7の方向に伝播する電磁放射またはミラー層7により反射された電磁放射の散乱を可能にする。さらに、オプトエレクトロニクス半導体チップは、放射を生成するために設けられた活性ゾーン4を有する。この目的のために、活性ゾーン4は、複数の半導体層とすることができる。例として、活性層はpn接合、ヘテロ構造、単一量子井戸構造および/または多重量子井戸構造を有する。また、量子井戸構造とは、特に、電荷キャリアが閉じ込めの結果としてそのエネルギ状態の量子化を受け得る任意の構造を包含するものである。特に、量子井戸構造とは、量子化の次元についての表示を含むものではない。したがって、これはとりわけ、量子井戸、量子ワイヤおよび量子ドットならびにこれらの構造の任意の組合せを包含するものである。
活性ゾーン4は、クラッド層5により包囲される。クラッド層5は、それぞれn型ドープおよびp型ドープされる。さらに、オプトエレクトロニクス半導体チップは、第2の散乱層6を有する。第2の散乱層6は、活性ゾーン4から離れているクラッド層5の表面に与えられ、同様に任意的なものである。この散乱層6は、オプトエレクトロニクス半導体チップに入射する放射または放射伝播エリア3を通じてオプトエレクトロニクス半導体チップから出現する放射を散乱する役割を有する。接触部2は、放射伝播エリア3に与えられる。図1Bに関連して記載された例示的な実施の形態において、接触部2は、接触用メタライゼーション2aを有する。接触用メタライゼーション2aは、放射伝播エリア3に直接与えられ、例えば金から成る。第1の反射性積層体2bは、接触用メタライゼーション2aに与えられる。ここで、この反射性積層体は例えば、アルミニウム、銀またはアルミニウム銀合金から成る単一の層を含む。接触用メタライゼーション2aに比べて、第1の反射性積層体2bは、オプトエレクトロニクス半導体チップ1において生じる電磁放射に対して増大した反射率を有する。さらに、第1の反射性積層体2bは、半導体チップ1の外部で生じた電磁放射、例えば波長変換放射に対して、増大した反射率を有することができる。
図1Cに関連して記載された第2の例示的な実施の形態において、第2の反射性積層体2bは、複数の層22を有する。例として、これらの層は、連続した金属層とすることができ、これらの金属層は、アルミニウムおよび銀から交互に形成することができる。さらに、例えば放射伝播エリア3から離れている最外層を、下方の金属層のパッシベーションの役割を有する絶縁層とすることができる。さらに、第2の反射性積層体を、例えばブラッグミラーまたはブラッグ同様のミラーを形成する連続した絶縁層から成るものとすることができる。
図2Aは、第3および第4の例示的な実施の形態によるオプトエレクトロニクス半導体チップの概略平面図を示す。図2Bおよび図2Cは、オプトエレクトロニクス半導体チップの第3および第4の例示的な実施の形態の線AA’に沿った断面図をそれぞれ示す。図2A、図2Bおよび図2Cに関連して記載されたオプトエレクトロニクス半導体チップの例示的な実施の形態において、電流拡散路9が、放射伝播エリアに与えられる。電流拡散路9は、接触部2に導電接続され、接触部2にて印加される電流を、放射伝播エリア全体にわたって均一に拡散する役割を有する。これにより、活性ゾーン4を均一に活性化(energize)させることができる。
図2Bに関連して記載された実施の形態において、接触部2は、図1Bに関連して記載されたものと同様、接触用メタライゼーション2aと反射性積層体2bとにより形成される。電流拡散路9はそれぞれ、例えば金から成る電流拡散用メタライゼーション9aと、放射伝播エリア3から離れている電流拡散路9の表面に与えられた第2の反射性被覆部9bとを有する。これら第2の反射性積層体9bは、第1の反射性積層体2bと同様に構成可能である(図2B参照)。
さらに、図2Cに関連して示されるように、第2の反射性積層体9bは、第1の反射性積層体2bとは異なるように構成可能である。例として、第1の反射性積層体2bは金属により形成可能であるが、第2の反射性積層体9bは、絶縁材料を含むものとすることができ、例えばブラッグミラーまたはブラッグ同様のミラーを形成する。そして、第2の反射性積層体9bは、絶縁材料から成る個別層99を有し、個別層99の屈折率は、隣接する個別層と異なる。
図3は、ここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント10の第1の例示的な実施の形態を示す。オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント10は、例えば図1A、図1B、図1C、図2A、図2Bおよび図2Cに関連して記載されたオプトエレクトロニクス半導体チップ1を有する。さらに、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントは、光学フィルタ要素11を有する。光学フィルタ要素11は例えば、偏光フィルタ、ダイクロイックフィルタ、一つの層に存在し得る輝度変換材料、または角度フィルタである。
フィルタ要素11が例えば偏光フィルタである場合、オプトエレクトロニクス半導体チップの活性ゾーン4において生じた、第1の偏光方向を有する電磁放射は、透過される。残余の電磁放射は光学フィルタ要素により反射され、オプトエレクトロニクス半導体チップに戻される。このチップにて、放射は、ミラー層7、放射伝播エリア3、第1の反射性積層体2bまたは第2の反射性積層体9bのいずれかにより反射され得る。
偏光方向は、各反射過程において変更可能である。さらに、電磁放射は、活性ゾーン4において吸収可能であり、その後に、変更された偏光方向を有して再放出可能である。このようにして反射され再放出された電磁放射は、光学フィルタ要素11により透過される偏光成分を有する。残余の放射は、前述の反射または吸収の過程を含むサイクルをさらに受ける。
光学フィルタ要素11がダイクロイックフィルタである場合、特定波長を有しまたは特定波長範囲から生じた電磁放射は、透過される。前述したような残余の電磁放射は、光学フィルタ要素により反射され、結局、活性ゾーン4において再吸収され再放出される。
光学フィルタ要素11が角度フィルタである場合、特定立体角範囲にある方向を有する電磁放射だけが、透過される。これにより、特に、放出角を狭角に制限することによりオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの輝度を容易に増大させることができる。透過されない電磁放射は反射され、再びチップに戻され、そこから光学フィルタ要素に向けて再び反射される。この場合、電磁放射が角度フィルタを通過する方向を有するまで、複数の反射を生じさせることができる。
光学フィルタ要素が輝度変換材料である場合、輝度変換材料により後方散乱しまたは放射伝播エリア3の方向に放出された変換後の電磁放射は、放射伝播エリア3、第1の反射性積層体2bおよび/または第2の反射性積層体9bにより輝度変換材料内に反射され、そこで透過され、または輝度変換材料によりもう一度波長変換され得る。
図3に関連して記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの例示的な実施の形態において、間隙部12が、オプトエレクトロニクス半導体チップ1と光学フィルタ要素11との間に配置される。この間隙部12は、例えば空気で充填され得る。
図4に関連して記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの例示的な実施の形態において、光学フィルタ要素11は、オプトエレクトロニクス半導体チップと光学フィルタ要素との間に間隙部12が介在しないように、オプトエレクトロニクス半導体チップ1上に直接配置される。
図5の例示的な実施の形態において、光学フィルタ要素11は光学体11aを有し、光学体11aは例えば、反射器および/または集光器(例えば、CPC(compound parabolic concentrator:複合放物面集光器)、CHC(compound hyperbolic concentrator:複合双曲面集光器)もしくはCEC(compound elliptic concentrator:複合楕円面集光器))のような反射性光学ユニットを有する。そして、フィルタ層11bが、光学体11aの放射伝播エリア11cに与えられる。フィルタ層11bは、図3に関連して記載された光学フィルタ要素11と同様に形成可能である。
ここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントのさらなる例示的な実施の形態は、図6に関連して示される。
この例示的な実施の形態において、光学フィルタ要素は、埋め込み用樹脂13内に配置された輝度変換粒子14により形成される。輝度変換粒子14を有する埋め込み用樹脂13は、輝度変換材料を形成する。さらに、フィルタ要素は例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップ用ハウジング17の傾斜内壁により形成された反射壁15を有する。半導体チップ1において生じる電磁放射は、反射壁15または輝度変換粒子14により反射されて半導体チップに戻される。この放射は、放射伝播エリア3、第1の反射性積層体2b、第2の反射性積層体9bまたはミラー層7にて反射される。
ここに記載されたオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの全ての例示的な実施の形態において、第1および第2の反射性積層体は、コンポーネントの効率を向上させることができる。接触部2および電流拡散路9にそれぞれ入射する電磁放射がそこで吸収されずに、さらなる利用のために反射されるからである。
ここに記載された発明は、例示的な実施の形態に基づく記載により限定されるものではない。新規な特徴またはその組合せそのものが特許請求の範囲にも例示的な実施の形態にも明確に特定されていないとしても、本発明は、任意の新規な特徴またはその組合せ、特に特許請求の範囲に記載された特徴の任意の組合せを含む。
本願は、独国特許出願第102007029391.9の優先権を主張し、その開示内容は本願に援用される。

Claims (14)

  1. − 放射伝播エリア(3)と、
    − 前記放射伝播エリア(3)に与えられた接触用メタライゼーション(2a)と、
    − 前記放射伝播エリア(3)から離れている前記接触用メタライゼーション(2a)の表面に与えられた第1の反射性積層体(2b)と、を有するオプトエレクトロニクス半導体チップ(1)であって、
    前記第1の反射性積層体(2b)は、電磁放射を反射して前記接触用メタライゼーション(2a)に戻すために設けられ、
    少なくとも一つの電流拡散路(9)が前記放射伝播エリア(3)に与えられ、
    前記電流拡散路(9)は、前記接触用メタライゼーション(2a)に導電接続され、
    前記電流拡散路(9)は、電流拡散用メタライゼーション(9a)と、前記放射伝播エリア(3)から離れている前記電流拡散用メタライゼーション(9a)の表面に与えられた第2の反射性積層体(9b)と、を有し、
    前記第2の反射性積層体(9b)は、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ(1)で生じた電磁放射を反射して前記電流拡散用メタライゼーション(9a)に戻すとともに、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ(1)の外部で生じた電磁放射を反射するために設けられる、
    オプトエレクトロニクス半導体チップ(1)。
  2. 前記接触用メタライゼーション(2a)は、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ(1)のワイヤ接触接続のために設けられたボンディングパッドである、
    請求項1記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  3. 前記第1の反射性積層体(2b)は、金属を含む少なくとも一つの層を有する、
    請求項1または請求項2記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  4. 前記第1の反射性積層体(2b)は、アルミニウムおよび銀のうち少なくとも一つを含む少なくとも一つの層(22)を有する、
    請求項1から請求項3のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  5. 前記第1の反射性積層体(2b)は、絶縁材料を含む少なくとも一つの層(22)を有する、
    請求項1から請求項4のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  6. 前記第1の反射性積層体(2b)は、ブラッグミラーを形成する、
    請求項1から請求項5のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  7. 前記第2の反射性積層体(9b)は、金属を、特にアルミニウムおよび/または銀を含む少なくとも一つの層を有する、
    請求項1記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  8. 前記第2の反射性積層体(9b)は、絶縁材料を含む少なくとも一つの層(99)を有する、
    請求項1から請求項7のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  9. 前記第2の反射性積層体(9b)は、ブラッグミラーを形成する、
    請求項1から請求項8のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
  10. − 請求項1から請求項9のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ(1)と、
    − 放出方向において前記オプトエレクトロニクス半導体チップ(1)の下流側に配置された光学フィルタ要素(11)と、を有し、
    前記光学フィルタ要素(11)は、第1の放射特性を有する第1の放射成分を透過し且つ第1の放射特性と異なる第2の放射特性を有する第2の放射成分を反射するに適している、
    オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント。
  11. 前記光学フィルタ要素(11)は、ダイクロイックフィルタを有する、
    請求項10記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント。
  12. 前記光学フィルタ要素(11)は、偏光フィルタを有する、
    請求項10または請求項11記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント。
  13. 前記光学フィルタ要素(11)は、角度フィルタを有する、
    請求項10から請求項12のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント。
  14. 前記光学フィルタ要素(11)は、輝度変換材料を有する、
    請求項10から請求項13のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008050643B4 (de) * 2008-10-07 2022-11-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtmittel
DE102010025319B4 (de) * 2010-06-28 2022-05-25 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelements und oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente
US20150085464A1 (en) * 2012-03-22 2015-03-26 Nec Corporation Light emitting device
DE102013103216A1 (de) * 2013-03-28 2014-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlung emittierender Halbleiterchip
DE102017114369A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US367819A (en) 1887-08-09 Car-coupling
JPS5740986A (en) * 1980-08-25 1982-03-06 Nec Corp Light-emitting element
DE3311402A1 (de) * 1982-04-12 1983-10-20 International Standard Electric Corp., 10022 New York, N.Y. Lichtemittierendes optisches halbleiterbauelement
US5117469A (en) * 1991-02-01 1992-05-26 Bell Communications Research, Inc. Polarization-dependent and polarization-diversified opto-electronic devices using a strained quantum well
JPH04361572A (ja) * 1991-06-10 1992-12-15 Toshiba Corp 半導体発光素子
US5283447A (en) * 1992-01-21 1994-02-01 Bandgap Technology Corporation Integration of transistors with vertical cavity surface emitting lasers
US5331654A (en) * 1993-03-05 1994-07-19 Photonics Research Incorporated Polarized surface-emitting laser
JP2958209B2 (ja) * 1993-04-21 1999-10-06 シャープ株式会社 pn接合型半導体発光素子
US5724376A (en) * 1995-11-30 1998-03-03 Hewlett-Packard Company Transparent substrate vertical cavity surface emitting lasers fabricated by semiconductor wafer bonding
US5813752A (en) * 1997-05-27 1998-09-29 Philips Electronics North America Corporation UV/blue LED-phosphor device with short wave pass, long wave pass band pass and peroit filters
EP0905797B1 (de) 1997-09-29 2010-02-10 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Halbleiterlichtquelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6760357B1 (en) * 1998-04-14 2004-07-06 Bandwidth9 Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6404125B1 (en) * 1998-10-21 2002-06-11 Sarnoff Corporation Method and apparatus for performing wavelength-conversion using phosphors with light emitting diodes
DE10026254A1 (de) * 2000-04-26 2001-11-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzdiodenchip mit einer auf GaN basierenden strahlungsemittierenden Epitaxieschichtenfolge
TWI289944B (en) 2000-05-26 2007-11-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-diode-element with a light-emitting-diode-chip
US6643304B1 (en) 2000-07-26 2003-11-04 Axt, Inc. Transparent substrate light emitting diode
US20020017652A1 (en) 2000-08-08 2002-02-14 Stefan Illek Semiconductor chip for optoelectronics
CN100445788C (zh) * 2001-11-28 2008-12-24 伊吉斯半导体公司 用于光电元件的封装
US20040061810A1 (en) 2002-09-27 2004-04-01 Lumileds Lighting, U.S., Llc Backlight for a color LCD using wavelength-converted light emitting devices
US7091661B2 (en) * 2003-01-27 2006-08-15 3M Innovative Properties Company Phosphor based light sources having a reflective polarizer
DE10319274A1 (de) * 2003-04-29 2004-12-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtquelle
KR100452751B1 (ko) * 2003-06-03 2004-10-15 삼성전기주식회사 그물망 전극이 적용된 ⅲ-질화물 반도체 발광소자
DE10329364B4 (de) * 2003-06-30 2007-10-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektrischer Kontakt für ein optoelekronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
US7119372B2 (en) * 2003-10-24 2006-10-10 Gelcore, Llc Flip-chip light emitting diode
US7009215B2 (en) * 2003-10-24 2006-03-07 General Electric Company Group III-nitride based resonant cavity light emitting devices fabricated on single crystal gallium nitride substrates
KR100586949B1 (ko) 2004-01-19 2006-06-07 삼성전기주식회사 플립칩용 질화물 반도체 발광소자
JP2005259820A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Sharp Corp Iii−v族化合物半導体発光素子とその製造方法
US7408201B2 (en) * 2004-03-19 2008-08-05 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Polarized semiconductor light emitting device
JP5017765B2 (ja) * 2004-03-30 2012-09-05 日本電気株式会社 光変調器とその製造方法並びに変調光学系とこれを用いた光インターコネクト装置並びに光通信装置
US7815854B2 (en) * 2004-04-30 2010-10-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Electroluminescent illumination source for optical detection systems
JP4116985B2 (ja) * 2004-07-26 2008-07-09 松下電器産業株式会社 発光装置
WO2006033237A1 (ja) * 2004-09-21 2006-03-30 Nec Corporation 電流狭窄構造および半導体レーザ
WO2006035388A2 (en) * 2004-09-30 2006-04-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Phosphor-converted led with luminance enhancement through light recycling
TWI257714B (en) * 2004-10-20 2006-07-01 Arima Optoelectronics Corp Light-emitting device using multilayer composite metal plated layer as flip-chip electrode
JP2006128450A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Toyoda Gosei Co Ltd Iii族窒化物半導体発光素子
TWI240443B (en) * 2004-12-17 2005-09-21 South Epitaxy Corp Light-emitting diode and method for manufacturing the same
DE102005029246B4 (de) * 2005-03-31 2023-06-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterchip mit einer Lötschichtenfolge und Verfahren zum Löten eines Halbleiterchips
JP2007103689A (ja) 2005-10-05 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置
US7622746B1 (en) * 2006-03-17 2009-11-24 Bridgelux, Inc. Highly reflective mounting arrangement for LEDs
JP5034368B2 (ja) * 2006-08-17 2012-09-26 富士ゼロックス株式会社 高周波特性が改善された表面発光型半導体レーザ素子

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