(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの金属表面（１）を有する光電素子（１００）であって、
−放射線を放出するために備えられている接触型光電子半導体チップ（２）、
−少なくとも１つの前記金属表面（１）上に配置されている保護層（５）、ここで前記保護層（５）は、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベン（１４）からの保護材料（３）を含み、ここで前記保護材料（３）と少なくとも１つの前記金属表面（１）との間には、共有結合（４）が形成されている、
を含み、
Ｎ−複素環式カルベン（１４）が、下記
【化１】
0006526246.tif 000006
［上記式中、Ｒ１およびＲ２が、互いに独立して、水素、アルキル基、アルコキシ基、アミンを有する基、アミド、エステル、カーボネート、置換または非置換の芳香族、置換または非置換の複素芳香族、ハロゲン、擬ハロゲンから選択されており、ここで−Ｘが、前記金属表面（１）に対する共有結合（４）である］である、
前記光電素子（１００）。
【請求項２】
前記保護層（５）が、自己組織化単分子膜として形作られており、１ｎｍ以下の層厚を有する、請求項１記載の光電素子（１００）。
【請求項３】
前記金属表面（１）が、第一の金属接続接触部、第二の金属接続接触部、リードフレーム（６）、ボンドパッド（１２）およびボンドワイヤ（１１）の表面を含む群から選択されており、かつここで前記金属表面（１）が、銀、アルミニウム、カドミウム、バリウム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウムまたは金から選択されている少なくとも１種の金属または合金を含む、請求項１または２記載の光電素子（１００）。
【請求項４】
前記金属表面（１）が、アルミニウム、カドミウム、バリウム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、Ａｇ：Ｍｇ、Ａｇ：ＣａまたはＭｇ：Ａｌから選択されている少なくとも１種の金属または合金を含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の光電素子（１００）。
【請求項５】
前記光電素子（１００）の全ての前記金属表面（１）が、前記保護層（５）で形状結合により覆われている、請求項１から４までのいずれか１項記載の光電素子（１００）。
【請求項６】
前記接触型光電子半導体チップ（２）が、凹部（９）を有するケーシング（８）内に配置されており、ここで前記光電素子（１００）の前記金属表面（１）が、少なくとも前記ボンドパッド（１２）、前記ボンドワイヤ（１１）および前記リードフレーム（６）の前記金属表面を含み、ここで前記保護層（５）が、前記凹部（９）内にある前記光電素子（２）の前記金属表面（１）を形状結合により覆っており、ここで前記凹部に、シリコーンを含む注型材（１０）が流し込まれている、請求項１から５までのいずれか１項記載の光電素子（１００）。
【請求項７】
前記保護層（５）が、腐食性ガスに対して気密である、請求項１から６までのいずれか１項記載の光電素子（１００）。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の、少なくとも１つの前記金属表面（１）を有する前記光電素子（１００）の製造方法であって、以下の工程：
Ａ）前記接触型光電子半導体チップ（２）を用意する工程、
Ｂ）少なくとも１つの前記金属表面（１）を用意する工程、
Ｃ）前記保護層（５）を少なくとも１つの前記金属表面（１）上に施与する工程、ここで前記保護層（５）が、前記保護材料（３）として少なくとも１種のＮ−複素環式カルベン（１４）を含み、ここで、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベン（１４）と少なくとも１つの前記金属表面（１）との間に共有結合（４）が形成され、
Ｎ−複素環式カルベン（１４）が、下記
【化２】
0006526246.tif 000007
［上記式中、Ｒ１およびＲ２が、互いに独立して、水素、アルキル基、アルコキシ基、アミンを有する基、アミド、エステル、カーボネート、置換または非置換の芳香族、置換または非置換の複素芳香族、ハロゲン、擬ハロゲンから選択されており、ここで−Ｘが、前記金属表面（１）に対する共有結合（４）である］であり、
かつ少なくとも１種のＮ−複素環式カルベン（１４）が単分子膜として自己配向する、
を有する、前記製造方法。
【請求項９】
工程Ｃ）が気相蒸着により行われる、請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】
前記工程Ｃ）が湿式化学法により行われる、請求項８または９記載の製造方法。
【請求項１１】
前記工程Ｃ）後に、さらなる工程Ｄ）：
Ｄ）前記接触型光電子半導体チップ（２）および前記保護層（５）で被覆された前記金属表面（１）に流し込む工程、
が行われる、請求項８から１０までのいずれか１項記載の製造方法。
【請求項１２】
前記工程Ｄ）が、シリコーンからの注型材（１０）を用いて行われる、請求項１１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電素子に関する。さらに、本発明は光電素子の製造方法に関する。
【０００２】
光電素子の金属表面は、光電素子内に侵入し、それから金属表面と接触し得る強腐食性ガスを原因として、しばしば腐食を示す。これは、不所望な部品の欠陥に繋がることがある。
【０００３】
本発明の課題は、安定した光電素子を提供することである。さらなる課題は、長寿命の光電素子を提供することである。
【０００４】
これらの課題は、独立請求項１記載の光電素子によって解決される。本発明の有利な構成および発展形は、従属請求項の対象である。さらに、これらの課題は、請求項９記載の光電素子の製造方法によって解決される。本方法の有利な構成および発展形は、従属請求項１０から１３の対象である。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態において、光電素子は、少なくとも１つの金属表面を有する。光電素子は、接触型光電子半導体チップを含む。接触型光電子半導体チップは、放射線を放出するために備えられている。光電素子は保護層を含む。保護層は、少なくとも１つの金属表面上に配置されている。保護層は、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベンからの保護材料を含む。保護材料と少なくとも１つの金属表面との間には、共有結合が形成されている。
【０００６】
Ｎ−複素環式カルベンを保護材料として用いる代わりに、コスト面で有利なチオール系自己組織化単分子層（ＳＡＭ、ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ）を保護材料として用いることも考えられるだろう。ただし、チオール系ＳＡＭを使用する場合、明らかに低減した耐熱性および耐薬品性を考慮する必要がある。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態によると、光電素子は発光ダイオード（略してＬＥＤ）である。光電素子は、殊に接触型光電子半導体チップを有する。そして好ましくは、半導体チップは、青色光または白色光を発光するために備えられている。
【０００８】
この場で言及したいのは、ここで「光電素子」という用語が、完成した素子、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオードだけでなく、基板および／または半導体層でもあると理解されることであり、そのため、例えば銅層と半導体層との複合体は、すでに素子であり、例えばさらに電気的接続部が存在する上方配置された第二の素子の構成要素を形成することができる。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態によると、光電素子は接触型光電子半導体チップを有する。半導体チップは一連の半導体層を含む。半導体チップの一連の半導体層は、好ましくはＩＩＩ〜Ｖ族化合物半導体材料に基づく。半導体材料は、好ましくは、窒化物化合物半導体材料、例えばＡｌｎＩｎ１−ｎ−ｍＧａｍＮであるか、またはリン化物化合物半導体材料、例えばＡｌｎＩｎ１−ｎ−ｍＧａｍＰでもあり、ここで、それぞれ０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１およびｎ＋ｍ≦１である。同様に、半導体材料はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし０≦ｘ≦１）であり得る。ここで、一連の半導体層はドープ剤およびさらなる構成要素を有することができる。しかしながら、たとえこれらを部分的に少量のさらなる物質で交換および／または補うことができたとしても、単純化のために、一連の半導体層の結晶格子の主要な構成要素、つまりＡｌ、Ａｓ、Ｇａ、Ｉｎ、ＮまたはＰだけを記載する。
【００１０】
一連の半導体層は、少なくとも１つのｐｎ接合部および／または１つ以上の量子井戸構造を有する活性層を包含する。半導体チップの稼動において、活性層中で電磁放射線が発生する。放射線の波長または波長最大値は、好ましくは紫外線スペクトル範囲および／または可視スペクトル範囲にあり、殊に４２０ｎｍ以上〜６８０ｎｍ、例えば４４０ｎｍ以上〜４８０ｎｍの波長にある。
【００１１】
光電子半導体チップは接触型である。ここおよび以下で、これは、光電子半導体チップが、一連の半導体層を電気的に接触させる少なくとも２つの接続箇所、殊にｐ接続接触部およびｎ接続接触部を有することを意味する。言い換えれば、光電素子は、正常に機能する半導体チップを有する。半導体チップは、放射線を放出するために備えられている。殊に、一連の半導体層の活性領域は、放射線を放出するために備えられている。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態によると、光電素子は、少なくとも１つの金属表面を有する。殊に、光電素子は、複数の金属表面を有することができる。金属表面とは、保護材料と共有結合を形成することが可能である金属または少なくとも１種の合金からのあらゆる表面であると理解される。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態によると、金属表面は、第一の金属接続接触部、第二の金属接続接触部、リードフレーム、ボンドパッド（Ｂｏｎｄｐａｄ）およびボンドワイヤ（Ｂｏｎｄｄｒａｈｔ）の表面を含む群から選択されている。殊に、金属表面は、銀、アルミニウム、カドミウム、バリウム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、金またはこれらの組み合わせから選択される少なくとも１種の金属または合金を有する。殊に、金属表面は、合金を有するか、または合金から成ることができ、例えばＡｇ：Ｍｇ、Ａｇ：Ｃａ、Ｍｇ：Ａｌから成ることができる。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態によると、光電素子は保護層を有する。保護層は、少なくとも、１つの金属表面上または複数の金属表面上に配置されている。その際、ここおよび以下で、層または要素が別の層または別の要素の「上」または「上方」に配置または施与されていることは、１つの層または１つの要素が、何も介さずに、別の層または別の要素上で機械的および／または電気的に直接接触して配置されていることを意味する。また、これはさらに、１つの層または１つの要素が、間接的に、別の層または別の要素の上または上方に配置されていることを意味し得る。そして、その際、さらなる層および／または要素が、１つの層と別の層の間、または１つの要素と別の要素との間に配置されていてよい。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態によると、保護層は金属表面を形状結合により覆う。ここで「形状結合」とは、保護層が金属表面の輪郭または形態に適合していることを意味する。その際、殊に、金属表面と保護層との間に、直接的な機械的接触が存在する。例えば金属表面がボンドワイヤである場合、保護層はワイヤを全ての側から包む。これにより、腐食性ガスがボンドワイヤに達して、これを腐食するのを防止することができる。これにより、素子の寿命を延ばすことができる。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態によると、保護層は、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベンからの保護材料を有する。殊に、保護層は、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベンからの保護材料から成る。あるいは、Ｎ−複素環式カルベンの代わりに、複数のＮ−複素環式カルベンの混合物が、保護材料として光電素子の保護層中に存在することができる。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態によると、保護材料はＮ−複素環式カルベンから成る。殊に、Ｎ−複素環式カルベンは、
【化１】
0006526246.tif 000002
を含む群から選択されており、
上記式中、Ｒ１、Ｒ１’、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、互いに独立して、水素、アルキル基、アルコキシ基、アミンを有する基、アミド、エステル、カーボネート、置換または非置換の芳香族、置換または非置換の複素芳香族、ハロゲン、擬ハロゲンおよびこれらの組み合わせから選択されている。ここで、各式中に示されている−Ｘは、それぞれ少なくとも１つの金属表面Ｘに対する共有結合を示す。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態によると、保護材料は、
【化２】
0006526246.tif 000003
（上記式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれアルキル置換フェニルである）
または
【化３】
0006526246.tif 000004
（上記式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ９は、それぞれフェニルである）
から選択されており、
上記式中、−Ｘは、金属表面（１）に対する共有結合である。
【００１９】
少なくとも１つの実施形態によると、保護材料は、
【化４】
0006526246.tif 000005
であり、
上記式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ２，４，６−トリメチルフェニルまたは１，３−ビスイソプロピルフェニルである。
【００２０】
殊に、保護層は、Ｎ−複素環式カルベンから成るか、またはこれを有する：１，３−ビスイソプロピル−２Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イリデン。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態によると、保護層は、自己組織化単分子膜または単分子層（ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ、略してＳＡＭ）として形作られている。殊に、単分子膜は、１０ｎｍ以下、殊に５ｎｍ以下、殊に１ｎｍ以下、例えば０．４ｎｍの層厚を有する。ここで、単分子膜または単分子層は、金属表面上の原子または分子の層を表し、ここで層厚は、１つの原子だけ、または１つの分子だけである。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態によると、保護材料は硫黄不含である。これは、Ｎ−複素環式カルベンが硫黄原子を有しないことを意味する。これにより、金属表面へのＮ−複素環式カルベンの共有結合は、硫黄原子を介しては行われない。
【００２３】
少なくとも１つの実施形態によると、保護材料は、硫黄を含む１つの側鎖または複数の側鎖を有する。金属表面へのＮ−複素環式カルベンの共有結合は、カルベンの炭素原子を介して行われる。言い換えれば、金属表面へのＮ−複素環式カルベンの共有結合は、１つの側鎖または複数の側鎖の硫黄原子を介しては行われない。殊に、金属表面へのＮ−複素環式カルベンの共有結合は、炭素を介して、殊に炭素原子を介して行われる。言い換えれば、共有結合は、金属表面の金属とＮ−複素環式カルベンの炭素との間で形成される。殊に、共有結合は、五員環において、隣接する窒素原子の間に配置されているカルベン炭素原子を介して行われる。殊に、共有結合は、２つの隣接する窒素原子の間ですぐ近くに存在する結合数が２のカルベン炭素原子の非共有電子対を介して行われる。反応性カルベンは、供与体置換基として機能する隣接窒素原子によって安定化されていてよい（イリド形態）。
【００２４】
カルベンは、Ｎ−複素環式カルベンに比べて非常に反応性の高く、不安定な、電子六隅子を有する二価炭素の化合物である。特に、別のカルベンに比べて向上したＮ−複素環式カルベンの安定性は、隣接する電気的に陰性の置換基の−Ｉ−効果、ならびに、自由電子対によるカルベン炭素の空位のｐ軌道へのその供与機能によって達成される。Ｎ−複素環式カルベンは、殊にアルジュンゴ型のものである。窒素だけでなく、硫黄または酸素またはリンも、カルベンを安定化させることができる。さらに、イミダゾール骨格を有するＮ−複素環式カルベンは、メソメリー効果により形成されるπ系によって安定化される。これにより殊に、安定であり、それに加えて、あり得る環境的影響、例えば腐食から光電素子を保護する保護層をもたらすことができる。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態によると、保護層は、腐食性ガスに対して気密（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｄｉｃｈｔ）である。ここおよび以下で、「気密」とは、気体、殊に腐食作用を及ぼす気体、例えば硫化水素に関する拡散係数が僅かであることを意味する。保護層の拡散係数が低いため、例えば、硫黄で加硫されたゴム材料を有する、素子内に存在する注型材（Ｖｅｒｇｕｓｓ）から硫化水素が流出するものの、しかしながら、この硫化水素は、保護層を通しては拡散せず、よって光電素子の金属表面の腐食をもたらすことはない。よって、光電素子の長寿命性および安定性を向上させ、不所望な部品の欠陥を回避することができる。
【００２６】
少なくとも１つの実施形態によると、光電素子の全ての金属表面は、保護層で形状結合により覆われている。ここで「形状結合により覆われている」とは、保護層が金属表面を取り囲むか、または金属表面上に後配置されていることを意味するが、その機能が損なわれることはない。これは、例えば、保護層が存在していても、光電素子が放射線を発光することができ、かつ電流を流すことができることを意味する。ここで「全ての金属表面」とは、殊に、接続箇所の金属表面、リードフレーム、ボンドワイヤおよび／またはボンドパッドの金属表面を意味する。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態によると、接触型光電子半導体チップはケーシング内に配置されている。ケーシングは、内部に接触型光電子半導体チップが配置されている凹部を有する。光電素子は金属表面を有し、金属表面は、殊に、少なくともボンドパッド、ボンドワイヤおよび／またはリードフレームの金属表面であるか、またはこれらを含む。そして、保護層は、ボンドパッド、ボンドワイヤおよび／またはリードフレームの金属表面上に施与されている。殊に、保護層は、凹部内にある光電素子の金属表面を形状結合により覆う。代替的にまたはさらに、凹部に注型材が流し込まれていてよい。注型材としては、シリコーン、殊にシリコーン系材料、例えばメチル置換シリコーン、フェニル置換シリコーンまたはメチルフェニル置換シリコーンが適している。
【００２８】
注型材としてのシリコーン材料は、熱的に安定であり、かつ高い光透過性を有するという利点を示す。しかしながら、シリコーン材料は、エポキシド材料に比べ、気体、殊に腐食作用を及ぼす気体に対して一定の透過性を有する。これは、高い系温度において、別の場所に存在する材料から攻撃的物質が排気される場合、特に光電子部品の稼動において重要である。
【００２９】
発明者は、保護層を光電素子の金属表面上で使用することによって、シリコーン封止材を通じた腐食性ガスの拡散による影響、殊に腐食を防止することができると分かった。殊に少なくとも１種のＮ−複素環式カルベン、殊にＮ−複素環式カルベンからのＳＡＭを有する保護層を用いることで、金属表面の腐食を防止することができ、これにより、部品老化の加速を積極的に予防することができる。これにより、素子の長期安定性がもたらされる。
【００３０】
殊に、保護層は長期的に素子内に残る層である。よって、金属表面上に形成される保護層、殊にＳＡＭが安定した系であることが重要である。この安定した系は、保護層と金属表面の間に共有結合が形成されることによって作製され得る。
【００３１】
Ｎ−複素環式カルベンからの保護層を使用することによって、部品の安定性を全体的に向上させることができる。さらに、これにより、光電素子を、例えば湿気の伴う領域で使用することができる。光電素子の寿命を上げることができる。例えば層厚を減らすために、もはや高価な貴金属、例えば金を使用する必要はない。これによりコストが削減される。保護層が気密であることによって、封止材もしくは注型材の拡散係数またはそれらの組み合わせにもはや左右されず、そのため、あらゆる封止材または任意のあらゆる注型材を、その拡散係数とは無関係に使用することができる。さらに、保護層を使用することによって、腐食性材料による光電素子の欠陥を回避することができる。他方で、金属表面が被覆されていない場合は腐食を原因として使用することができないであろう気体透過性注型材材料を使用することもできる。よって、例えばエポキシドを注型材として使用することができる。
【００３２】
さらに、本発明は光電素子の製造方法に関する。好適には、この方法によって光電素子が製造される。その際、光電素子と同じ定義および説明が、光電素子の製造方法にも当てはまり、その逆もまた然りである。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態によると、この方法は、以下の方法工程を含む：
Ａ）接触型光電子半導体チップを用意する工程、
Ｂ）少なくとも１つの金属表面を用意する工程、
Ｃ）保護層を少なくとも１つの金属表面上に施与する工程、ここで保護層は、保護材料として少なくとも１種の複素環式カルベンを含むか、またはこれから成り、ここで、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベンと少なくとも１つの金属表面との間に共有結合が形成され、かつここで、少なくとも１種のＮ−複素環式カルベンが単分子膜として自己配向する。言い換えれば、Ｎ−複素環式カルベンが金属表面に結合することによって、Ｎ−複素環式カルベンは保護層内で配向する。殊に、Ｎ−複素環式カルベンは単分子膜として配向する。
【００３４】
少なくとも１つの実施形態によると、工程Ｃ）は、気相蒸着、殊に物理気相蒸着（ＰＶＤ）および／または化学気相蒸着（ＣＶＤ）により行われる。
【００３５】
少なくとも１つの実施形態によると、工程Ｃ）は湿式化学法により行われる。殊に、Ｎ−複素環式カルベンを溶液から塗布するのに適したあらゆる方法が適している。殊に、工程Ｃ）は、スピンコーティング、印刷、ディップコーティングまたはスプレーコーティングにより行われ得る。
【００３６】
少なくとも１つの実施形態によると、工程Ｃ）後に、さらなる工程Ｄ）：
Ｄ）接触型光電子半導体チップおよび保護層で被覆された金属表面に流し込む工程、
が行われる。それにより、保護層は、光電素子の構成要素になり、光電素子内に残る。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態によると、工程Ｄ）は、シリコーンからの注型材を用いて行われる。
【００３８】
さらなる利点、有利な実施形態および発展形は、以下で図面との関連で記載される実施例から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。
【図１Ｂ】実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。
【図２】実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。
【図３】実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。
【図４Ａ】実施形態による光電素子１００の側面図の概略的な部分図を示す。
【図４Ｂ】実施形態による光電素子１００の側面図の概略的な部分図を示す。
【図４Ｃ】実施形態による光電素子１００の側面図の概略的な部分図を示す。
【００４０】
実施例および図面において、同じ、同類の、または同じ作用を及ぼす要素には、それぞれ同じ符号が付けられていてよい。図示される要素およびその互いのサイズ比は、縮尺通りとは見なされないものとする。むしろ、個別の要素、例えば層、部品、素子および領域は、より見やすくするため、かつ／またはより理解しやすくするために、誇張して大きく図示されることがあり得る。
【００４１】
図１Ａは、実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。光電素子１００は支持体７を有する。支持体７は、例えばプリント回路板（ＰＣＢ）、セラミック基板、リード板またはアルミニウム板であってよい。支持体７には、ケーシング８が後配置されている。ケーシング８はリードフレーム６を有する。リードフレーム６は電気的な接続箇所を有しており、これにより、接触型半導体チップ２は電気的に繋がっている。ケーシング８は凹部９を有しており、この凹部９内に接触型半導体チップ２が配置されている。接触型半導体チップ２は、リードフレーム６の領域上に配置されている。半導体チップ２は、ボンドパッド１２およびボンドワイヤ１１を有しており、これにより、電気的な接続がリードフレーム６を介して行われる。光電素子１００は金属表面１を有する。ここで金属表面１は、殊に凹部９内に存在する、リードフレーム６およびボンドワイヤ１１およびボンドパッド１２の金属表面である。素子１００は保護層５を有することができる（ここでは図示せず、図１Ｂ参照）。
【００４２】
図１Ｂは、保護層５が光電素子１００の金属表面１上に施与されているという点で図１Ａとは区別される。殊に、ボンドワイヤ１１は、形状結合により保護層５で取り囲まれている。さらに、ボンドパッド１２は、形状結合により保護層５で取り囲まれている。保護層は、殊にボンドワイヤ１１およびボンドパッド１２の施与後に作製される。殊に、保護層５は、気相蒸着または湿式化学法により作製される。
【００４３】
それにより、全てが保護層５で覆われた金属表面１を殊に凹部９内に有する光電素子１００を提供することができる。殊に、保護層５は、気体、殊に腐食性ガス、例えば硫化水素に対して気密である。これにより、光電素子１００の腐食を防止することができ、それにより、光電素子１００の長期安定性を向上させることができる。
【００４４】
図２は、実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。光電素子１００は支持体７を有する。支持体７には、接続箇所１３が後配置されている。さらに、支持体７には、接触型半導体チップ２が後配置されている。接触型半導体チップ２は、支持体７とは反対側にあるその放射線出射面上に、２つのボンドパッド１２を有する。ボンドパッド１２はそれぞれ、ボンドワイヤ１１によって接続箇所１３と繋がっている。光電素子１００の金属表面１は、保護層５で覆われているか、またはこれに取り囲まれている。図２の光電素子１００は、接触が、接触型半導体チップ２の放射線出射面より上で、つまり上方で行われるという点で図１Ｂの光電素子１００とは区別される。
【００４５】
さらに、光電素子１００は注型材１０（ここでは図示せず）を有することができる。
【００４６】
図３は、実施形態による光電素子１００の概略的な側面図を示す。光電素子１００は支持体７を有する。支持体７は接続箇所１３を有する。接続箇所１３を介して、半導体チップ２が接触している。接続箇所１３は金属である。金属接続箇所１３は、保護層５によって少なくとも一部の領域で覆われる。光電素子１００に注型材１０が流し込まれていてよい。
【００４７】
図４Ａ〜４Ｃは、それぞれ実施形態による光電素子１００の概略的な側面図の部分図を示す。図４Ａは金属表面１を示し、これは、例えば、ボンドパッド１２の金属表面、ボンドワイヤ１１の金属表面またはリードフレーム６の接続箇所の金属表面であり得る。金属表面１は、原子、例えば金属原子Ｘを有する。これらの金属原子Ｘを介して、Ｎ−複素環式カルベンを含む保護材料３は、直接の共有結合で繋げられる。
【００４８】
図４Ｂは、金属表面１への３つのＮ−複素環式カルベンの共有結合を示す。
【００４９】
保護層５は、自己組織化単分子層または単分子膜として形作られる。殊に、自己組織化単分子層は１ｎｍ以下の層厚を有する。
【００５０】
図４Ｃは、実施形態による光電素子１００の部分図の概略的な側面図を示す。図４Ｃは、共有結合による金属表面１へのＮ−複素環式カルベン１４の結合を示す。図４Ｃにより、分子、つまりＮ−複素環式カルベン分子が自己組織化単分子膜を形成することが明らかとなるべきであり、ここで分子は、金属表面１に向かって傾いた長軸を有する。
【００５１】
さらなる実施例によると、図面との関連で記載される実施例およびその特徴を互いに組み合わせることもでき、たとえそのような組み合わせが図面中で明示的に示されていなかったとしても、そのように組み合わせることができる。さらに、図面との関連で記載される実施例は、概論部にある説明に従ったさらなるまたは代替的な特徴を有することができる。
【００５２】
本発明は、これらの実施例を用いた説明によって、これらの実施例に制限されることはない。むしろ、本発明は、新たなそれぞれの特徴、および特徴のそれぞれ組み合わせを含み、これは殊に、たとえこの特徴またはこの組み合わせが特許請求項または実施例中に明示的に記載されていないとしても、特許請求項にある特徴のあらゆる組み合わせを包含するものとする。
【００５３】
この特許出願は、独国特許出願公開第１０２０１５１０８７３６．７号明細書（ｄｅｕｔｓｃｈｅｎ  Ｐａｔｅｎｔａｎｍｅｌｄｕｎｇ  １０  ２０１５  １０８  ７３６．７）の優先権を主張しており、これを以て、その開示内容を参照により組み込む。
【符号の説明】
【００５４】
１００  光電素子、  １  金属表面、  ２  接触型半導体チップ、  ４  共有結合、  ５  保護層、  １４  Ｎ−複素環式カルベン、  ３  保護材料、  ６  リードフレーム、  ８  ケーシング、  ９  凹部、  １０  注型材、  １１  ボンドワイヤ、  １２  ボンドパッド、  １３  接続箇所
【図１Ａ）】
0006526246.tif 000008
【図１Ｂ）】
0006526246.tif 000009
【図２】
0006526246.tif 000010
【図３】
0006526246.tif 000011
【図４Ａ）】
0006526246.tif 000012
【図４Ｂ）】
0006526246.tif 000013
【図４Ｃ）】
0006526246.tif 000014