带有波长转换材料的光电子半导体芯片和带有这种半导体芯片的半导体器件以及用于制造光电子半导体芯片的方法

摘要

本发明公开了一种光电子半导体芯片，包括：半导体本体(1)，其包括半导体层序列，该半导体层序列适于从其正面(2)发射第一波长范围的电磁辐射；在半导体本体(1)的正面(2)的至少一个第一部分区域(5)上的、带有第一波长转换材料(7)的第一波长转换层(6)，该第一波长转换材料将第一波长范围的辐射转换为与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中正面(2)的至少一个第二部分区域(8)没有第一波长转换层(6)。此外还描述了一种具有这样的半导体本体的光电子器件以及一种用于制造半导体芯片的方法。

说明书

本发明涉及一种带有波长转换材料的光电子半导体芯片、一种带有 这样的半导体芯片的光电子器件以及一种用于制造光电子半导体芯片 的方法。

带有波长转换材料的光电子半导体芯片例如在出版物WO 97/50132 中进行了描述。在该出版物中提出将波长转换材料例如以整面构建的层 的形式施加到发射辐射的半导体本体上。该层的波长转换材料将由半导 体本体发射的辐射的一部分转换为其他波长的辐射，使得半导体芯片发 出混色的辐射，例如可见的白色光。此外也描述了不仅使用一种波长转 换材料，而且使用两种波长转换材料，例如以便能够更好地调节由半导 体芯片发射的辐射的色度坐标。

然而在结合光电子半导体本体使用两种或多种波长转换材料时，会 出现相互的吸收。如果半导体本体例如发射蓝色频谱范围中的辐射，该 辐射部分地由第一波长转换材料转换为红色频谱范围中的辐射、部分地 由另外的第二波长转换材料转换为绿色频谱范围中的辐射，则由第二波 长转换材料转换的绿色频谱范围中的辐射会被发射红色的波长转换材 料吸收。这提高了光电子半导体芯片的内部损耗，并且由此降低了其效 率。此外，通过波长转换材料对电磁辐射的吸收通常是波长选择性的， 由此在上面描述的效应中通常出现半导体芯片的发射频谱的不希望的 推移。

如果仅仅使用一种波长转换材料，则通常由于有限的掺杂精度导致 波长转换层的厚度波动。然而波长转换层的数微米的厚度偏差已经明显 改变了由光电子半导体芯片发射的辐射的色度坐标。此外，为了在整个 芯片面上制造可再生产的层厚，此外需要高的制造开销。

本发明的一个任务是，说明一种带有波长转换层的光电子半导体芯 片，该半导体芯片的色度坐标可以以简单的方式和方法能再生产地被调 节。本发明的另外的任务是，说明一种带有这样的半导体芯片的光电子 半导体芯片以及一种用于制造光电子半导体芯片的方法。

根据本发明的光电子半导体芯片特别是包括：

-半导体本体，其包括半导体层序列，该半导体层序列适于从其正 面发射第一波长范围的电磁辐射，

-在半导体本体的正面的至少一个第一部分区域上的、带有第一波 长转换材料的第一波长转换层，该第一波长转换材料将第一波长范围的 辐射转换为与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中正面的至 少一个第二部分区域没有第一波长转换层。

优选的是，第一部分区域的面积份额与第二部分区域的面积份额的 比例为在10:1至1:10之间的值，其中包括边界。特别优选的是，正面 的第二部分区域关于正面的整个面积具有大约30％的值。

在一种优选的实施形式中，在半导体本体的正面的第二部分区域或 者至少一个与第一部分区域不同的第三部分区域上施加带有第二波长 转换材料的第二波长转换层，该第二波长转换材料将第一波长范围的辐 射转换为与第一和第二波长范围不同的第三波长范围的辐射。在这种实 施形式中，两种不同的波长转换材料设置在半导体本体的发射辐射的正 面的、不同的、离散的部分区域上，其将由半导体本体产生的、第一波 长范围的辐射分别转换到不同波长范围中。通过两种不同的波长转换材 料的这种空间分离，有利地明显减少了转换后的辐射被其他波长转换材 料的吸收。在该实施形式中，第一部分区域和第三部分区域可以直接彼 此邻接，也即具有至少一个共同的界面。替代地也可能的是，在第一部 分区域和第三部分区域之间设置了至少一个另外的部分区域，其没有波 长转换层。

在半导体芯片的另一种优选的实施形式中，第一波长转换层将第一 部分区域中的半导体本体发射的、第一波长范围的辐射完全转换为第二 波长范围的辐射(以下也称为“饱和的涂层”)。

对于饱和的涂层的形式的波长转换层，在波长转换层内调节波长转 换材料的过量，该过量优选被设计为使得具有小于或等于通过制造公差 预先给定的范围的厚度的波长转换层始终构成饱和的涂层。

优选的是，半导体本体在正面的区域中发射的辐射的不超过5％、 特别优选不超过1％透射(transmittiert)饱和的涂层，其中波长转换层 被施加到所述正面的区域中。

在此没有考虑波长转换层的边缘区域，所述波长转换层例如由于制 造公差的原因而具有比其余的波长转换层小的厚度，并且因此也透射由 半导体本体产生的辐射的更大部分。其中波长转换层的厚度与内部的厚 度偏离的这些边缘区域的宽度通常小于或等于波长转换层的层厚。

因为半导体本体的发射通常并不对准地从正面进行，而是所发出的 辐射与正面成不同的角度，此外在波长转换层的边缘上有如下区域：在 这些区域中，从正面发射到这些区域中的辐射并不在波长转换层的整个 厚度上穿过波长转换层，而是经过较短的路径。出于这些原因，在以饱 和的涂层形式存在的波长转换层的边缘上，与波长转换层的内部区域相 比，更多未被转换的辐射穿过波长转换层。

同样地，由半导体本体的正面的如下区域发射的辐射辐射可以穿过 波长转换层的边缘：这些区域与其上施加有波长转换层的区域邻接。该 辐射也可以有助于：波长转换层的边缘具有与波长转换层的内部区域不 同的辐射特性。

上面提及的边缘效应在此在描述波长转换层及其扩展方案(譬如饱 和的涂层)时不被进一步考虑。

如果使用第二波长转换层，则在一个实施形式中，该第二波长转换 层同样构建为使得由半导体本体的正面在部分区域中发射的、来自第一 波长范围的辐射完全被转换为第三波长范围的辐射，其中所述正面被第 二波长转换层覆盖。于是，在此优选又涉及饱和的涂层。

如果仅仅使用饱和的涂层形式的单个的波长转换层，则半导体芯片 发射的辐射的色度坐标可以通过半导体本体正面的被涂覆的和未被涂 覆的面积份额的比例关系来调节。如果在半导体本体的发射辐射的正面 的离散的部分区域上使用饱和的涂层形式的多个例如两个不同的波长 转换层，则光电子半导体芯片所发射的辐射的色度坐标可以通过不同的 波长转换层相对彼此的面积份额以及与所述正面的未被涂覆的面积份 额的关系来调节。

在光电子半导体芯片的另一种实施形式中，在半导体本体的正面上 优选将带有第三波长转换材料的第三波长转换层直接施加到第一波长 转换层以及必要时施加到第二波长转换层上，该第三波长转换材料将第 一波长范围的辐射转换为与第一波长范围、必要时与第二波长范围以及 必要时与第三波长范围不同的第四波长范围的辐射。该第三波长转换层 在一个实施形式中整面地设置在光电子半导体芯片的正面上，优选直接 设置在第一波长转换层上以及必要时设置在第二波长转换层上。

在另一种实施形式中，第三波长转换层也仅仅设置在正面的至少一 个部分区域上。在此，一方面可以涉及第一、第二或第三部分区域，或 者也可以涉及这些部分区域的中间空间或者交集。

第一、第二或第三波长转换层可以分别实施为使得相应的波长转换 材料的颗粒嵌入在接合剂(Bindemittel)中。接合剂例如可以选自以下 材料材料构成的组：热塑性材料、聚苯乙烯、乳胶、透明的橡胶种类 (Gummisorten)、玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸酯(Acrylat)、特氟隆、 硅酸盐、水玻璃、乙烯聚合物(Polyvinyl)、硅树脂、环氧树脂、PMMA 或由硅树脂、环氧树脂或者PMMA构成的混合材料。

替代地也可能的是，相应的波长转换层不包含接合剂，而是基本上 仅仅具有相应的波长转换材料。

在另一种优选的实施形式中，第一、第二或第三波长转换层的至少 之一构建为薄膜(Folie)或者包括薄膜，在该薄膜中包含相应的波长转 换材料。如果各个波长转换层应当仅仅施加到半导体本体的正面的至少 一个部分区域上或上方，则该薄膜可以或者仅仅施加在半导体本体的正 面的相应部分区域上，或者该薄膜本身被预先结构化，使得薄膜的仅仅 部分区域设置有波长转换材料。在后一种实施形式中，大于要设置波长 转换层的各部分区域的薄膜区段或者例如半导体本体的整个正面可以 被薄膜覆盖，以便将半导体本体的正面上或上方的仅仅部分区域设置以 波长转换层。

此外可能的是，薄膜区段分别在不同的离散的部分区域中具有两个 不同的波长转换材料，使得第一波长转换层设置在薄膜的第一部分区域 中，而第二波长转换层设置在第二部分区域中。该实施形式的优点是， 第一和第二波长转换层可以借助一个工艺步骤施加到半导体本体的正 面上。

这种薄膜的厚度例如可以在10μm到100μm之间，其中包括边界。

薄膜例如可以通过粘接固定在半导体本体的正面上或上方。

在此要指出的是，相应的波长转换层不仅可以分别施加到半导体本 体的正面的单个的部分区域上，而且也可以施加到多个部分区域上。

在一种实施形式中，第一和/或第三部分区域带状地构建。第一波长 转换层例如可以作为单个的带被施加到正面上，或者以多个例如彼此平 行走向的带的形式被施加。

如果使用同样设置在正面的带状部分区域上的第二波长转换层，则 第一带状部分区域可以与第三带状部分区域交替，即带有第二波长转换 层的第三部分区域跟随着带有第一波长转换层的第一部分区域，使得带 状的波长转换层相应地总是交替地彼此并排。在此，第一和第三部分区 域之间的第二带状部分区域可以没有波长转换层，或者各直接相邻的部 分区域可以构成共同的界面。

在另一实施形式中，第一和/或第二部分区域呈圆状(rund)例如圆 形、椭圆形或者卵形地构建。

呈圆状地构建的部分区域可以相对于带状的部分区域更简单地以 统计的方式和方法设置在半导体本体的正面上。例如包括呈圆状的部分 区域的统计的图案(Muster)有助于半导体芯片的散射的辐射特性。有 规律的图案，例如有规律地设置的带状部分区域以及有规律地设置的呈 圆状部分区域可以如衍射的光学系统那样作用于半导体芯片的辐射特 性。

第一波长转换材料、必要时第二和/或必要时第三波长转换材料例如 选自如下材料构成的组：以稀土金属掺杂的石榴石、以稀土金属掺杂的 碱土金属硫化物、以稀土金属掺杂的碱土金属硒化物、以稀土金属掺杂 的碱土金属硫硒化物、以稀土金属掺杂的硫代镓酸盐(Thiogallate)或 者硫代金属(Thiometalle)、以稀土金属掺杂的铝酸盐、含钡的铝酸盐、 以稀土金属掺杂的正硅酸盐、以稀土金属掺杂的氯硅酸盐、以稀土金属 掺杂的氮化物硅酸盐、以稀土金属掺杂的氮氧化物、以稀土金属掺杂的 氮氧化铝以及以稀土掺杂的卤化磷酸盐。

特别优选的是，使用Ce掺杂的YAG波长转换材料(YAG:Ce)作 为第一、第二或第三波长转换材料。

此外，上面描述的半导体芯片可以被光电子半导体器件包围，其中 在其规定的辐射方向上在半导体芯片之后设置有带有第四波长转换材 料的浇注材料，该第四波长转换材料将第一波长范围的辐射转换为与第 一、必要时第二、必要时第三以及必要时第四波长范围的辐射不同的第 五波长范围的辐射。在此，半导体芯片例如可以设置在器件壳体的凹进 部分中，其中浇注材料完全或部分填充器件壳体的凹进部分。

一种根据本发明的用于制造光电子半导体芯片的方法特别是包括 以下步骤：

-提供带有半导体层序列的半导体本体，该半导体层序列适于发射 第一波长范围的电磁辐射，以及

-在半导体本体的正面的至少一个第一部分区域上施加包含第一波 长转换材料的第一波长转换层，该第一波长转换材料将第一波长范围的 辐射转换为与第一波长范围不同的第二波长范围的辐射，其中正面的至 少一个第二部分区域没有第一波长转换层。

在该方法的一种优选的实施形式中，将具有第二波长转换材料的第 二波长转换层施加到正面的至少一个与第一部分区域不同的第三部分 区域上，该第二波长转换材料将第一波长范围的辐射转换为与第一和第 二波长范围不同的第三波长范围的辐射。

第一波长转换层和必要时第二或第三波长转换层例如可以借助印 刷方法例如丝网印刷、喷墨印刷、凸版印刷或凹版印刷来施加。丝网印 刷通常具有大约70μm的分辨力。特别优选的是，因此借助该印刷技术 实现尺寸在10μm到1mm之间的部分区域。该印刷技术提供的优点是， 其能够一方面以技术上简单的方式可再生产地并且有利地实施。

第一和/或必要时第二和/或必要时第三波长转换层此外可以借助光 刻方法来施加。为此，半导体本体的发射辐射的正面首先以光刻胶涂层， 该光刻胶通常可以以小于或等于100nm的分辨率来结构化。光刻胶层借 助曝光步骤以所希望的图案结构化，并且在随后的步骤中，表面被以相 应的转换波长的层覆盖。如果波长转换层是带有接合剂的层，则波长转 换材料被引入到接合剂中，并且该混合物以层的方式施加到光刻胶层 上，例如通过旋涂方法来施加。随后，残留的光刻胶被去除，使得波长 转换层构建光刻胶层的相反图案。借助光刻方法，通常可以实现非常高 的分辨率，例如小于或等于100nm的分辨率。

借助印刷方法，波长转换层可以有利地在一个方法步骤中以结构化 的方式和方法被施加。与光刻方法相反，无需光刻胶掩模。然而光刻方 法通常相对于印刷方法提供更高的分辨率。

此外，第一和/或必要时第二和/或必要时第三波长转换层也可以通 过使用电泳方法来施加。为此，半导体本体部分地用绝缘漆例如用光刻 胶借助上述的光刻方法来涂层。随后，通过电场的影响将液相的波长转 换材料直接沉积到未被施加光刻胶的部分区域中的半导体本体的正面 上。通过这种方式和方法，可以无需接合剂地产生波长转换层。

此外也可能的是，替代光刻胶层将导电的涂层作为电极施加到正面 的要涂层的部分区域上，在电泳期间相应的波长转换材料在该导电的涂 层上结构化地积聚。该导电的涂层优选对于由半导体本体发射的辐射是 可穿透的。该导电的涂层例如可以是具有透明导电氧化物(TCO)的涂 层或者由这种透明导电氧化物构成的涂层。透明导电氧化物(transparent conductive oxides，缩写为“TCO”)是透明的、导电的材料，通常为金 属氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或者氧化铟 锡(ITO)。除了二元的金属氧化合物，如ZnO、SnO₂或者In₂O₃之外， 三元的金属氧化合物如Zn₂SnO₄、CdSnO₃、ZnSnO₃、MgIn₂O₄、GaInO₃、 Zn₂In₂O₅或In₄Sn₃O₁₂或者不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO 的族。此外，TCO并非一定对应于一种化学计量学的组成，而是也可以 p掺杂或n掺杂。

如上面已经描述的那样，此外也可能的是，第一和/或必要时第二和 /或必要时第三波长转换层作为薄膜施加。这优选通过粘接进行。该方法 的优点是，通常成本特别低廉。

薄膜材料例如可以选自由以下材料构成的组：热塑性材料、聚苯乙 烯、乳胶、透明的橡胶种类、聚碳酸酯、丙烯酸酯、特氟隆(Teflon)、 乙烯聚合物、硅树脂、环氧树脂、PMMA或硅树脂、环氧树脂或者PMMA 构成的混合材料。

优选的是，使用薄膜半导体(Duennfilm-Halbleiterkoerper)本体作 为半导体本体。

薄膜半导体本体的特色特别是在于以下的特征至少之一：

-在作为半导体层序列的产生辐射的外延层序列的、朝向载体元件 的第一主面上施加或构建反射层，该反射层将外延层序列中产生的电磁 辐射的至少一部分反射回该外延层序列中；

-薄膜半导体本体包括载体元件，该载体元件不是外延层序列在其 上外延生长的生长衬底，而是分开的载体元件，该载体元件是事后固定 在外延层序列上的；

-外延层序列的生长衬底被从外延层序列去除，或者被薄化使得所 述生长衬底独立与外延层序列一同不是自支承(freitragend)的；或者

-外延层序列具有20μm或者更小范围中的厚度，特别是10μm范 围中的厚度。

载体元件优选构建为对于半导体芯片发射的辐射是可穿透的。

此外，外延层序列优选包含至少一个半导体层，该半导体层具有至 少一个面，所述面具有混匀结构(Durchmischungsstruktur)，该混匀结 构在理想情况下导致光在外延的外延层序列中近似遍历的分布，即其具 有尽可能遍历的随机散射特性。

薄膜半导体本体的基本原理例如在I.Schnitzer等人于1993年10月 18日所著的Appl.Phys.Lett.63(16)，2174-2176页中进行了描述，其公 开内容通过引用结合于此。

薄膜半导体本体良好地近似于朗伯(Lambertscher)表面辐射器， 并且因此特别良好地适于应用在前灯中。

使用薄膜半导体本体的优点是，薄膜半导体本体通常具有平面的、 发射辐射的正面，该正面可以借助上面描述的技术例如丝网印刷来简单 地设置以该或这些波长转换层。

以下将借助不同的实施例结合图1A至6B来进一步阐述本发明。

其中

图1A至1C示出了本发明方法的根据不同制造步骤的半导体芯片 的示意图；

图1D示出了图1C的半导体芯片的沿着线AA’的示意性截面图；

图1E示出了根据第二实施例的半导体芯片的示意性截面图；

图2A示出了根据第三实施例的半导体芯片的示意性俯视图；

图2B示出了图2A的半导体芯片的沿着线BB’的示意性截面图；

图3A示出了根据第四实施例的半导体芯片的示意性俯视图；

图3B示出了图3A的半导体芯片的沿着线CC’的示意性截面图；

图4A示出了根据第五实施例的半导体芯片的示意性俯视图；

图4B示出了根据图4A的半导体芯片的沿着线DD’的示意性截面 图；

图5A示出了根据第六实施例的半导体芯片的示意性俯视图；

图5B示出了穿过根据第一实施例的、带有根据图5A的半导体芯片 的器件的示意性截面图，以及

图6A和6B以表格方式列出了不同的波长转换材料。

在实施例和附图中，相同或者作用相同的组成部分分别设置有相同 的参考标记。所示的元件基本上不能视为合乎比例，更确切地说，各元 件(例如层厚或者结构大小)为了更好的理解而可以被夸大地示出。

根据图1A的半导体本体1在其发射辐射的正面2上具有键合垫3， 用于以后的电接触，以及具有印制导线4，用于更好地将电流馈入到半 导体本体1中。半导体本体1例如可以是发光二极管本体。

此外，半导体本体1具有半导体层序列，该半导体层序列带有产生 辐射的有源区，该有源区例如包括pn结、双异质结构、单量子阱结构 或者多量子阱结构用于产生辐射。半导体层序列例如可以譬如在生长衬 底上外延地生长。在出版物WO 01/39282、WO 98/31055、US 5,831,277、 EP 1 017 113和US 5,684,309中描述了量子阱结构的例子，它们的公开 内容通过引用结合于此。

半导体本体1例如基于III/V化合物半导体材料例如砷化物、磷化 物或者氮化物-化合物半导体材料，即半导体层序列的至少一层(优选为 有源区)包括氮化物、磷化物或者砷化物-化合物半导体材料，或者由它 们构成。

氮化物-化合物半导体材料是含氮的化合物半导体材料，如来自 In_xAl_yGa_1-x-yN系的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1并且x+y≤1。磷化 物-化合物半导体材料是含磷的化合物半导体材料，例如来自于 In_xAl_yGa_1-x-yP系的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1并且x+y≤1，而砷 化物-化合物半导体材料是含砷的化合物半导体材料，例如来自 In_xAl_yGa_1-x-yAs系的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1并且x+y≤1。

为了基于根据图1A的半导体本体1制造根据图1C和1D的实施例 的半导体芯片18(以下还将详细描述)，将带有第一波长转换材料7的 第一波长转换层6施加到半导体本体1的发射辐射的正面2的第一部分 区域5上，其中发射辐射的正面2的第二部分区域8没有第一波长转换 层6(参见图1B)。在此，第一波长转换层6除了第一波长转换材料7 的颗粒之外还具有接合剂，例如在发明内容部分已经说明的材料。此外， 在本实施例中，半导体本体1的正面2的第一以及第二部分区域5、8 带状地构造。

在另一步骤中，发射辐射的正面2的第三部分区域9(其与发射辐 射的正面2的第二部分区域8相同)中施加有第二波长转换层10，该第 二波长转换层10与第一波长转换层6一样除了第二波长转换材料11之 外还包含接合剂(图1C和1D)。

波长转换层6、10的施加例如可以借助印刷方法譬如丝网印刷或者 喷墨印刷来进行。

借助丝网印刷，例如波长转换材料/接合剂悬浮物可以作为波长转换 层6、10来施加，这些波长转换层具有石榴石、氮氧化物或氮化物硅酸 盐作为波长转换材料7、11，该波长转换材料具有50体积百分比(Vol ％)到70体积百分比之间的固体部分。所使用的波长转换材料7、11 优选具有小于或等于15μm的d₅₀值(中位值)。

替代地，这两个波长转换层6、10之一、例如第一波长转换层6可 以借助光刻方法施加到半导体本体1的发射辐射的正面2上。为此，将 光刻胶层施加到半导体本体1的正面2上，该光刻胶层借助曝光步骤划 分为第一和第二部分区域5、8。借助显影步骤，在半导体本体1的正面 2的第一部分区域5上的光刻胶被分离，使得正面2的第二部分区域8 没有光刻胶层。在另一步骤中，第一波长转换层6被整面地施加到半导 体本体1的预先结构化的正面2上，并且光刻胶被分离。通过去除在正 面2的第二部分区域8中的光刻胶，在此同样去除了位于其上的第一波 长转换层6，使得第一波长转换层6仅仅构建在正面2的第一部分区域 5中，并且正面2的第二部分区域8没有第一波长转换层6。

如果第一波长转换层6如上所述地除了第一波长转换材料7的颗粒 之外还包括接合剂，则接合剂-波长转换材料混合物例如可以借助旋涂 方法(Spin-Coating)、刮板或者借助溅射来施加到预先结构化的光刻胶 层上。

如果要施加基本上仅仅由相应的波长转换材料7、11的颗粒构成的 波长转换层6、10，则该波长转换层例如可以施加到半导体本体1的正 面2上的导电电极上，该电极对于半导体本体1发射的辐射是可穿透的。 在此，电极施加到正面的应当以波长转换层覆盖的部分区域上。电极例 如可以是TCO涂层，如其在发明内容部分已经描述过的那样。随后， 借助电极被预先结构化的半导体本体1被引入悬浮物中，该悬浮物具有 要施加的波长转换层的波长转换材料并且被施加例如50V到200V之间 的电压，使得波长转换材料的颗粒积聚在半导体本体1的正面2上。

此外也可能的是，将一个或者两个波长转换层6、10作为薄膜例如 借助粘合施加到半导体本体1的发射辐射的正面2上。在此，可以将具 有各要涂层的部分区域的尺寸的薄膜区段设置在相应的部分区域上，或 者可以将预先结构化的、仅仅在第一部分区域5中具有第一波长转换材 料7的薄膜例如以面覆盖的方式施加到正面2上。如果应当将两个不同 的波长转换层6、10施加到第一和第三部分区域5、9上，则例如可以 使用预先结构化的薄膜，该薄膜在第一部分区域5中具有第一波长转换 材料7，并且在第三部分区域9中具有第二波长转换材料11。

这种预先结构化的薄膜例如可以如下来制造：在例如特氟隆制成的 工作表面上譬如借助印刷方法结构化地施加相应地希望的波长转换材 料。在另一步骤中，浇上薄膜材料，并且在第三步骤中形成网状。薄膜 材料例如可以是硅酮。随后，薄膜又被从工作面去除。

此外，可以选择以下材料之一作为薄膜材料：热塑性材料、聚苯乙 烯、乳胶、透明的橡胶种类、聚碳酸酯、丙烯酸酯、特氟龙、乙烯聚合 物、硅树脂、环氧树脂、PMMA或者硅树脂、环氧树脂或PMMA构成 的混合材料。

在根据图1C和1D的实施例的半导体芯片18中，第一和第二波长 转换层6、10设置为使得它们共同构建与各相邻的层的界面。在此使用 基于氮化物的半导体本体1，该半导体本体在工作中发射蓝色频谱范围 的第一波长范围的电磁辐射。半导体本体1发射的该辐射的部分被第一 波长转换层6的第一波长转换材料7转换为与第一波长范围不同的第二 波长范围(在此为来自绿色频谱范围)的辐射。半导体本体1发射的蓝 色辐射的另一部分未被转换地穿过第一波长转换层6。由此，根据图1B 至1D的实施例的第一波长转换层6不是饱和的涂层。在此，第二波长 转换层10也不是饱和的涂层。半导体本体1发射的、来自蓝色频谱范 围中的辐射的一部分也未转换地穿过第二波长转换层10，而半导体本体 1发射的辐射的另一部分被第二波长转换层10的第二波长转换材料11 转换为红色辐射。适于用作第一或第二波长转换材料的波长转换材料可 以从图6A的表中得到。图1C和1D的半导体本体1发射来自第一、第 二和第三频谱范围的辐射的混色辐射，其色度坐标例如位于CIE标准色 表的白色区域中。

在根据图1E的实施例的半导体芯片18中，与图1C和1D的半导 体芯片18不同，施加带有第三波长转换材料13的第三波长转换层12。 该第三波长转换材料13适于将半导体本体1发射的第一波长范围中的 辐射的一部分转换为与第一和第二波长范围不同的第三波长范围的辐 射。在根据图1E的实施例中，第三波长转换层12以面覆盖的方式与第 一和第二波长转换层6、10直接接触地施加到半导体本体1的正面2上。 该第三波长转换层12例如可以借助旋涂或者刮板来施加。此外也可能 的是，第三波长转换层12仅仅在部分区域中(即结构化地)被施加。 为此，例如上面结合第一和第二波长转换层6、10已经描述的方法也适 用。

这种第三波长转换层12特别适于与如下半导体本体1结合使用： 该半导体本体1发射第一波长范围的辐射，第一波长范围包括紫外辐射。 第一波长转换层6在此例如可以具有第一波长转换材料7，该第一波长 转换材料7适于将第一波长范围中的辐射的一部分转换为红色频谱范围 中的第二波长范围的辐射，并且第二波长转换层10可以具有第二波长 转换材料11，该第二波长转换材料11适于将第一波长范围的辐射的一 部分转换为绿色频谱范围中的、第三波长范围的辐射。第三波长转换层 12优选包括第三波长转换材料13，该第三波长转换材料13适于将第一 波长范围的紫外辐射转换为蓝色频谱范围中的第四波长范围的辐射。在 这种情况下，半导体芯片18发射混色的辐射，该混色的辐射包括红色、 绿色和蓝色频谱范围的辐射。适于将紫外频谱范围的辐射转换为蓝色频 谱范围的辐射并且因此在此可以用作第三波长转换材料的波长转换材 料例如可以从图6B中获得。

如果第三波长转换层12例如结合以发射蓝色频谱范围中的第一波 长范围的辐射的半导体本体1来使用，则第三波长转换层12的第三波 长转换材料13优选适于将蓝色的、第一波长范围的辐射转换为蓝-绿 频谱范围中的第四波长范围的辐射。第二和第三波长范围在此例如可以 如上所述地同样如下地选择：即第二波长范围源自红色频谱范围，而第 三波长范围源自绿色频谱范围。在这种情况下，半导体芯片18发射混 色辐射，其具有红色、蓝色和绿色辐射，并且其色度坐标优选位于CIE 标准色表的白色区域中。

与根据图1C和1D的实施例的半导体芯片18不同，在根据图2A 和2B的实施例的半导体芯片18中，仅将第一波长转换层6施加到半导 体本体1的发射辐射的正面2的带状的第一部分区域5上，而不使用第 二波长转换层10。正面的第二部分区域8因此完全没有各波长转换层。 与图1C和1D的实施例的第一波长转换层6不同，该实施例的第一波长 转换层6以饱和的涂层形式存在。这意味着，半导体本体1的、由正面 的第一部分区域发射的辐射完全转换为第二波长范围的辐射。在此，半 导体本体1发射蓝色频谱范围中的第一波长范围的辐射，而第一波长转 换材料7将该第一波长范围的蓝色辐射转换为第二波长范围(在此为黄 色频谱范围)中的辐射。在此，例如YAG:Ce适于作为第一波长转换材 料。被涂层的面积与未被涂层的面积的比例关系、即第一部分区域5与 第二部分区域8的比例关系在此选择为使得半导体芯片18发射具有色 度坐标在CIE标准色表的白色区域中的混色辐射。

当第一波长转换材料在接合剂中具有大约75重量百分比(Gew％) 的浓度并且第一波长转换层具有大约50μm的厚度时，带有YAG:Ce作 为第一波长转换材料的第一波长转换层例如以饱和的涂层的形式存在。 如果第一波长转换材料的厚度和/或浓度减小，则第一波长转换层失去饱 和的涂层的形式。

与根据图2A和2B的半导体芯片18不同，根据图3A和3B的实施 例的半导体芯片18在发射辐射的半导体本体1的正面2上具有第一波 长转换层6，该第一波长转换层6施加到呈圆状的(在此为圆形的)第 一部分区域5上。半导体本体1又发射蓝色频谱范围中的第一波长范围 的电磁辐射，其被第一波长转换层6转换为黄色频谱范围中的、第二波 长范围的辐射。对此，例如波长转换材料YAG:Ce是适合的。如在图2A 和2B的实施例中那样，第一波长转换层6是饱和的涂层，即半导体本 体在第一部分区域5中发射的辐射被第一波长转换层6完全地转换为第 二波长范围(在此为黄色频谱范围)中的辐射。被涂层的正面的面积分 额与未被涂层的正面的面积分额的关系在此例如设置为使得半导体芯 片18发射来自CIE标准色表的白色区域中的混色的辐射。

与根据图3A的半导体芯片18不同，在根据图4A和4B的实施例 的半导体本体中，除了在半导体本体1的发射辐射的正面2的第一部分 区域5上的、饱和的涂层形式的第一波长转换层6之外，使用同样是饱 和的涂层形式的第二波长转换层10，该第二波长转换层10在此施加到 发射辐射的正面2的第三部分区域9上。第三部分区域9位于第二部分 区域8内(该第二部分区域没有第一波长转换层6)，并且如第一部分 区域5那样圆形地构建，然而相对于第一部分区域5具有较小的半径。 在该实施例中，半导体本体1也发射蓝色频谱范围中的第一波长范围的 辐射。由第一部分区域发射的、第一波长范围的蓝色辐射被第一波长转 换层6的第一波长转换材料7完全转换为黄色频谱范围中的第二波长范 围的辐射，而其上施加有第二波长转换层的半导体本体的正面的部分区 域发射的、第一波长范围的蓝色辐射被完全转换为绿色频谱范围中的第 三波长范围的辐射。合适的波长转换材料例如可以从图6A中得到。由 此，半导体芯片18发射混合辐射，该混合辐射包括未被转换的蓝色辐 射以及转换后的黄色和绿色辐射。被涂层的第一和第三部分区域5、9 相对彼此的面积份额以及发射辐射的正面的未被涂层的部分与被涂层 的部分的关系又确定了由半导体芯片18发射的辐射的色度坐标，该色 度坐标在此位于CIE标准色表的白色区域中。

与上述实施例不同，在根据图5A的实施例的半导体本体中，第一 波长转换层6仅仅设置在半导体本体1的发射辐射的正面2的唯一一个 第一部分区域5上。该第一部分区域5在此圆形地构建。第一波长转换 层6以饱和的涂层的形式存在，该饱和的涂层将半导体本体1发射的、 蓝色频谱范围中的、第一波长范围的辐射的一部分转换为红色频谱范围 中的第二波长范围的辐射。

同样如上面已经描述的其他半导体芯片18那样，根据图5A的半导 体本体例如可以使用在器件中。在根据图5B的实施例的器件中，将根 据图5A的半导体芯片18安装在器件壳体14的凹进部分15中。在器件 壳体14的凹进部分15中填充有浇注材料16，其包括第四波长转换材料 17。第四波长转换材料17在此嵌入基体材料例如硅树脂或者环氧树脂 中。第四波长转换材料17适于将半导体芯片18发射的、第一波长范围 的蓝色辐射转换为第四波长范围、在此为黄色频谱范围中的辐射。被转 换的黄色辐射在此仅仅小部分地被发出红色的第一波长转换层6吸收， 因为相对的、以红色的第一波长转换材料6涂层的面积分额非常小，优 选小于30％。

图6A和6B示出了例如可以用在上面描述的实施例中的、示例性地 选出的波长转换材料的表格式列表。图6A的波长转换材料在此全部可 以至少通过蓝色频谱范围中的辐射来激励(anregbar)，而图6B的波长 转换材料可以至少通过紫外频谱范围中的辐射来激励。在括号中说明的 化学元素在此可以在宽的范围中被混合使用，其中原子的总数必须等于 在括号上说明的值。如果在括号上没有说明数字，则原子的总数必须为 1。

在此要指出的是，表达“第二部分区域没有第一波长转换层”的意 思是，正面的至少一个主要的第二部分区域未被该层覆盖。由此，半导 体本体在该部分区域中发射的辐射的一个主要部分未被第一波长转换 层转换，并且或者可用于与已经转换的辐射混合，使得形成混色辐射， 或者通过另一波长转换材料在它那方面至少部分被转换，使得同样形成 混色辐射。特别地，表达“第二部分区域没有第一波长转换层”并不意 味着如下部分区域：这些部分区域例如在生产时作为副效应而出现并且 不再有助于半导体芯片的功能。

本发明并未通过借助实施例的描述而受到限制。确切地说，本发明 包括任意新的特征以及特征的任意组合，这特别是包括权利要求中的特 征的任意组合，即使该特征或者该组合本身没有明确地在权利要求中或 者实施例中被明确说明。

本专利申请要求德国专利申请102006024165.7的优先权，其公开内 容通过引用结合于此。