光电子器件和用于制造光电子器件的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光电子器件和用于制造光电子器件的方法。
【背景技术】
[0002]例如发光二极管(LED)的光电子器件通常包含连接元件，所述连接元件将衬底和发射辐射的层序列彼此连接。所述连接元件通常具有极其小的导热性。因此，通常存在如下问题:即在光电子器件运行中形成的热量、例如层序列中形成的热量不能够充分地导出。为了提高导热性，例如将填充材料混入到常规的连接元件中。由此能够根据0.01的填充度将导热性提高到最大0.2至0.4ff/mK上。该混入的填充材料的缺点在于:所述填充材料仅能够以小颗粒的形式混入，以便保持连接元件的透明度。因此，不能够产生高于0.4ff/mK的导热性。
【发明内容】
[0003]要解决的任务在于，说明一种光电子器件以及一种用于制造光电子器件的方法，所述光电子器件具有改进的导热性。
[0004]所述任务通过具有独立权利要求的特征的主题来解决。主题的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中说明并且从下面的描述和附图中得出。
[0005]光电子器件包括衬底、施加在衬底上的连接元件、发射电磁辐射的层序列。在此，层序列施加在连接元件上，其中连接元件具有至少一种连接材料，其中连接材料具有定向的分子排列，并且其中连接元件具有至少一个各向异性的参数。
[0006]在此需要指出的是:在此将术语“器件”不仅能够理解为制成的器件、例如发光二极管(LED)或激光二极管，而且也能够理解为衬底和/或半导体层，使得例如铜层和半导体层的复合件已经可以为器件并且能够构成上一级的第二器件的组成部分，在所述第二器件中例如附加地存在电接线。根据本发明的光电子器件例如能够包括薄膜半导体芯片、尤其是薄膜发光二极管芯片。
[0007]“层序列”在本文中应理解为包括多于一个层的层序列，例如P掺杂的和η掺杂的半导体层的序列，其中层依次地被布置。也能够将半导体芯片理解为层序列。
[0008]在此和在下面，将“电磁辐射”、尤其是具有自紫外至红外光谱范围的一种或多种波长或波长范围的电磁辐射也称作为光。光尤其能够是可见光并且包括大约350nm和大约800nm之间的可见光谱范围中的波长或波长范围。可见光在此和在下面例如能够通过其具有根据本领域技术人员已知的所谓的CIE-1931色位置图表或CIE标准色图表的cx_和cy-色位置坐标的色位置来表征。
[0009]将一层或一个元件布置或施加到另一层或另一元件“上”或“上方”在此和在下面可以表示:这一层或者这一个元件直接地以直接的机械和/或电接触的方式被布置在另一层或另一元件上。此外也能够表示:这一层或这一个元件间接地被布置在另一层或另一元件上或上方。在此，于是另外的层和/或元件能够被布置在这一层和/或另一层之间或者被布置在这一个和另一兀件之间。
[0010]特别是，“将连接元件施加在衬底上”表示:连接元件直接地或间接地以直接的机械和/或电接触的方式被布置在衬底上。在间接的接触的情况下，例如能够在连接元件和衬底之间存在接触层。
[0011]特别是，“将层序列施加在连接元件上”表示:层序列间接地以直接的机械和/或电接触的方式被布置在连接元件上。在此，于是能够将其他的层和/或元件、例如焊料层和/或元件或蓝宝石层或元件布置在连接元件和层序列之间。
[0012]“连接元件”在本文中表示:该连接元件能够将一个元件和/或层、例如衬底连接到另一元件和/或层、例如包括半导体芯片的层序列上。该连接能够通过连接元件与这一元件和/或层的物理和/或化学的交互作用以及连接元件与另一元件和/或层的物理和/或化学的交互作用进行。化学的交互作用能够是分子之间的力、分子间力、分子内的力和/或化学键、例如离子交互作用、氢键、偶极子交互作用、范德华交互作用、离子键、共价键、配位键和/或金属键。由此能够更好地固定衬底和层序列。
[0013]连接元件根据一个实施方式具有连接材料，所述连接材料具有定向的分子排列。“定向的分子排列”在此和在下文应理解为:连接材料的各个分子或单独的分子能够具有关于衬底的朝向连接元件的表面的空间的定向，和/或连接材料的各个分子能够具有彼此间的空间的定向。
[0014]根据另一实施方式，连接材料的各个分子彼此间主要相互平行地设置。“主要”在本文中表示:分子的主要部分能够彼此平行地对齐，这就是说，连接材料的各个分子的至少50%、优选大于80%、尤其优选大于90%、例如95%能够如此对齐。连接材料和/或连接材料的分子能够具有如下区域，所述区域关于X，I平面具有不同的定向，而其在z方向上具有相同的定向。
[0015]根据另一实施方式，连接材料的各个分子能够垂直于和/或平行于衬底的朝向连接元件的表面。特别是，连接材料的各个分子具有主要垂直于衬底的表面的定向。主要平行和/或垂直定向的分子排列不排除:能够存在与关于衬底表面平行和/或垂直的定向的微小的偏差。
[0016]根据一个实施方式，能够任意地选择连接材料的分子的几何形状。分子例如是形状各向异性的。形状各向异性在本文中表示:连接材料的分子根据方向具有不同的几何形状或是不规则成型的。形状各向异性例如表示:连接材料的分子的高度、宽度和长度是不同的。特别是，连接材料的分子以管、小棒或线的形式、例如以纳米线的形式来构型。连接材料能够以颗粒形式存在。颗粒的大小例如位于纳米范围中。形状各向异性能够改进各向异性的参数，例如提高沿衬底表面方向的连接元件的导热性。
[0017]发明人发现:根据本发明的至少将衬底和层序列彼此连接的连接元件在光电子器件中具有改进的与方向相关的导热性。连接元件的更高的和/或各向异性的导热性允许从层序列中更好地散热。由此能够对层序列更高地通电。这引起光电子器件的更高的效率。连接元件的更高的导热性引起层序列中的更大的热量经过例如衬底而排出。这引起层序列和其周围环境的更小的升温。通过引起从层序列中更好散热的连接元件能够实现色位置(Farbort)的更小的偏移并且因此整体上改进光电子器件的光学特性。因此能够改进光效率。
[0018]根据一个实施方式，层序列能够是半导体层序列，其中在半导体层序列中存在的半导体材料不受限制，只要至少一个具有有效区域的半导体层具有电致发光物质。半导体层序列例如能够包括具有选自如下元素的化合物的单独的层:铟、镓、铝、氮、磷、砷、氧、硅、碳和其组合。但是也能够使用其他的元素或附加物。具有有效区域的层序列例如能够基于氮化物化合物半导体材料或InGaAlP化合物半导体材料。“基于氮化物化合物半导体材料”在本文中表示:半导体层序列或其至少一部分具有氮化物化合物半导体材料，优选为AlnGamIn1^mN或由其构成,其中1,0 ^ m ^ I并且n+m ( I。在此,所述材料不必强制具有根据上式的数学精确的组分。更确切地说，例如可以具有一种或多种掺杂物质以及附加的组成部分。然而，出于简单，上式仅包含晶格的主要组成部分(Al、Ga、In、N)，即使这些主要组成部分能够部分地由少量的其他物质替代和/或补充。
[0019]半导体层序列能够具有常规的pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW结构)或多量子阱结构(MQW结构)作为有效区域。半导体层序列能够除了有效区域之外包括其他的功能层和功能区域，例如P或η掺杂的载流子传输层、即电子或空穴传输层、P或η掺杂的约束或包覆层、缓冲层和/或电极以及其组合。涉及有效区域或其他的功能层和区域的这样的结构对于本领域技术人员尤其在构造、功能和结构方面是已知的并且因此在此不详细阐述。
[0020]根据另一实施方式，半导体芯片包括发射辐射或电致发光的层序列。
[0021]根据另一实施方案，半导体芯片能够是激光二极管、共振腔发光二极管或有机发光二极管(OLED)。
[0022]根据一个实施方式，半导体芯片具有拥有半导体材料的载体，所述半导体材料包括硅和其化合物、锗和其化合物、蓝宝石和/或砷化镓。
[0023]衬底根据另一实施方式能够为印刷电路板(PCB)、陶瓷衬底、电路板、铝板、铜板、塑料浇注件或模压电路板(SCB)、玻璃或薄膜。衬底能够包括Al203、A