CN105144413B - 具有带有柱状结构上的有源区的半导体层序列的发光装置 - Google Patents

具有带有柱状结构上的有源区的半导体层序列的发光装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造装置的方法、一种装置的阵列和一种具有柱状的结构(5)的装置(1)，该柱状的结构以一个端部设置在衬底(2)上，其中结构(5)借助具有用于产生电磁辐射的有源区(7)的半导体层结构(6)覆盖，其中有源区(7)具有用于辐射性的复合的带隙，其中有源区(7)构成为，使得带隙沿着朝结构(5)的自由端部(25)的方向减小，以至于增强载流子沿着朝结构(5)的自由端部(25)的方向的扩散和载流子对在结构(5)的自由端部(25)的区域中的辐射性的复合。

Description

具有带有柱状结构上的有源区的半导体层序列的发光装置
技术领域
本发明涉及一种装置、一种用于制造装置的方法，以及一种具有多个装置的阵列。
背景技术
从DE 10 2010 012 711 A1中已知一种用于制造具有柱状的结构的装置的方法，所述柱状的结构借助具有用于产生电磁辐射的有源区的半导体层结构覆盖，其中有源区具有用于辐射性的复合的带隙。
发明内容
一个目的在于，提供一种改进的装置，所述装置尤其具有在产生电磁辐射方面改进的特性。此外存在如下目的：提供一种用于制造装置的改进的方法。此外一个目的在于：提供装置的改进的阵列。
在此所描述的装置尤其能够借助在此所描述的方法制造。此外，在此所描述的阵列尤其能够借助在此所描述的装置形成。这是指：所有在此所描述的特征和特征组合针对所述装置、所述方法和所述阵列公开。
所描述的装置的优点在于：电磁辐射以更大的概率在柱状的结构的上部的自由的端部区域中产生。由此改进效率和电磁辐射的放射。
这通过如下方式实现：将具有有源区的半导体层结构构成为，使得有源区的用于辐射性的复合的带隙沿着朝柱状的结构的自由端部的方向减小。带隙由此沿着柱状的结构的高度或者纵轴线减小。带隙例如能够至少在有源区的一个部段中沿着装置的纵轴线减小。带隙能够均匀地和/或不均匀地和/或连续地和/或不连续地和/或多级地减小。此外，也能够沿着纵轴线设置多个部段，在所述部段中有源区的带隙保持恒定。通过带隙沿着纵轴线的至少分部段的减小，自由的载流子沿着朝结构的自由端部的方向运动。由此提高了载流子在结构的上部的自由端部的区域中的辐射性的复合的概率。
在一个实施方式中，有源区的量子阱层的厚度沿着朝结构的自由端部的方向增加。由此带隙在其它方面结构不变的情况下沿着朝柱状的结构的自由端部的方向减小。量子阱层的厚度的影响能够通过在量子阱层沉积期间相应地调节过程参数来实现。由此简单地制造装置是可行的。
在另一实施方式中，有源区构成为，使得有源区的材料组分沿着朝柱状的结构的自由端部的方向改变，使得用于辐射性的复合的带隙沿着朝结构的自由端部的方向减小。有源区的材料组分的影响、尤其量子阱层的材料组分的影响，在有源区或量子阱层沉积时能够借助于简单的参数例如气体流动、气体组成、温度或各种材料的提供来实现。
在一个实施方式中，有源区、尤其量子阱层具有InGaN层。在该实施方式中，带隙的改变例如能够通过铟浓度的改变来调节。根据所选择的实施方式，有源区中铟浓度、尤其有源区的量子阱层中的铟浓度例如沿着朝自由结构的方向增加最多30％。由此实现结构的自由端部的区域中的自由的载流子的高浓度。
在一个实施方式中，有源区在结构的外面的大部分上延伸。换句话说，有源区不仅在结构的尖部处构成，而且例如结构的整个侧表面区域只要露出的话就具有有源区。柱状的结构的表面的至少85％例如借助有源区覆盖。以这种方式可行的是，从尤其大的区域、即几乎结构的整个侧表面中提供载流子以朝向结构的自由端部扩散。由此提高了结构的自由端部处的辐射产生的效率。
在另一实施方式中，柱状的结构具有晶体结构。在此，结构的外面沿着朝结构的自由端部的方向从第一晶体平面过渡到至少一个第二晶体平面。有源区在至少两个晶体平面上构成为，使得带隙从第一晶体平面向第二晶体平面减小。由此也增强结构的自由端部处的自由的载流子的浓度。
有源区的带隙例如能够在有源区的平面内部连续地和/或多级地沿着朝结构的自由端部上的方向减小。根据所选择的实施方式，能够沿着结构的纵轴线设置多于两个的彼此倾斜的晶体平面从而也沿着结构的纵轴线设置有源区的多于两个的彼此倾斜的平面，其中有源区的带隙在有源区的平面内部沿着朝结构的自由端部的方向连续地和/或逐级地减小。
在另一实施方式中，在结构的自由端部上设有电接触部，借助于所述电接触部，有源区能够在自由端部的区域中加电偏压。通过加电偏压，将力施加到自由的载流子上，所述力沿着朝结构的自由端部的方向拉动自由的载流子。由此也提高了载流子对在结构的自由端部的区域中辐射性的复合的概率。
根据所选择的实施方式，有源区能够具有铟、铝和/或镓。此外，根据所选择的实施方式，有源区具有层、尤其是带有氮化铟镓的量子阱层。铟、镓、铝和氮是能够用于制造有源区、尤其具有量子阱层的有源区的材料，量子阱其中材料的特性并且尤其是所提到的材料的三元结构是众所周知的从而能够可靠地产生具有有源区的期望的半导体层结构。
有源区并且尤其有源区的至少一个量子阱层也能够具有化学元素周期表的III主族和/或V主族的其它的或者附加的材料以及具有其它主族和/或副族的掺杂物质，例如IV、IIA、IIB和VI族的元素。在此，也能够将四元的材料组分用于有源区，借助于所述材料组分能够制造具有有源区的柱状的结构，其中有源区的用于辐射性的复合的带隙沿着朝柱状的结构5的自由端部25的方向减小。
在另一实施方式中，有源区具有带有磷化铟镓的层。此外，有源区也能够具有铝和/或作为V族元素的砷和/或锑。这种材料组合也是已经深入研究的从而能够可靠地用于构成具有量子阱层的、用于产生电磁辐射的有源区。
根据所选择的实施方式，柱状的结构具有两个部段。在始于衬底的第一部段中，直径随着距衬底的间距增加。在连接在其上的第二部段中，柱状的结构的直径沿着朝自由端部的方向渐缩。借助于这种设置实现更大的表面从而实现有源区的更大的面积。通过有源区的更大的面积实现载流子的辐射性的复合的更高的产量。
在另一实施方式中，柱状的结构构成为，使得在结构的自由端部上设有平面，所述平面基本上横向于、尤其垂直于柱状的结构的纵轴线设置。在该平面上也构成有源区的相应平面的层，其中用于载流子的辐射性的复合的带隙而小于柱状的结构的柱状的结构的邻接的侧面。
所描述的装置尤其适合于制造具有多个装置的阵列，其中与沿着至少一个第二方向相比，至少沿着第一方向设置更高密度的装置。以这种方式实现电磁辐射沿着第一方向的放射的增强。由此能够在不使用镜的情况下实现沿着第一方向的更高的辐射密度。
在另一实施方式中，设有至少两排的装置，所述装置彼此平行地定向。由此沿着一个方向提供了具有增强的光放射的简单结构。
在另一实施方式中，阵列具有排的至少两个区域，其中在每个区域中平行地设置至少两排的装置。两个区域彼此平行地设置。此外，两个区域垂直地关于装置的排彼此间的定向具有如下间距，所述间距大于相同区域的两个相邻的装置的平均间距。以这种方式提供条带状的区域，所述条带状的区域改进电磁辐射平行于一个方向的构成。
根据所选择的实施方式，不同区域的装置构成为，使得不同区域产生具有不同频率的电磁辐射。由此能够借助于阵列提供不同的颜色。所述装置例如适合于构成装置的阵列，所述装置通过具有电磁辐射的辐射源激发以进行辐射。
此外，能够使用装置的阵列以用于构成传感器，所述传感器能够用于证实电磁辐射。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式方法结合下述对实施例的描述变得更清楚和显而易见，所述实施例结合附图来详细阐述，其中
图1示出装置的示意性的结构，
图2示出带隙沿着装置的纵向方向的变化的线图，
图3示出加电偏压的装置的示意图，
图4示出装置的阵列，
图5示出装置的另一阵列，
图6示出装置的附加的阵列，
图7示出装置的另一阵列，
图8示出装置的另一实施方式，
图9示出具有带隙能量的沿着图8的装置的纵轴线的变化的线图，
图10示出从上方观察图8的装置的示意图，以及
图11示出在第一部段中的贯穿图1的装置的横截面。
具体实施方式
图1示出贯穿装置1的示意性的横截面。装置1设置在衬底2上。在衬底2上施加有掩模层3例如由氧化硅或者SiN构成的掩模层3。掩模层3能够通过气相沉积(CVD)建立并且具有100nm的厚度。衬底2例如由蓝宝石或者模板层还有由n型传导的GaN构成。
掩模层3具有孔4，柱状的结构5延伸穿过所述孔。柱状的结构5是纳米棒(nanorod)。孔4能够借助于不同的方法、例如借助于光刻法、借助于激光、借助于用于对孔的位置进行标记的纳米印刷法和蚀刻步骤、例如RIE法或者湿化学法引入到掩模层3中。孔4例如能够具有200nm的直径。结构5延伸远离衬底2的平面并且例如基本上垂直于衬底2的平面定向。柱状的结构5由传导性的材料制造或者至少在表面上具有导电层。结构5例如由导电的半导体材料、尤其由氮化镓形成并且例如负性地掺杂有硅。柱状的结构5在该实施方式中具有晶体结构，所述晶体结构尽可能对应于蓝宝石的或者模板层的晶体结构。为此，结构5外延地在衬底2上例如借助于气相外延(MOVPE)生长。结构5例如具有六边形的纤锌矿结构，其C轴远离衬底2的平面、例如基本上垂直于衬底2的平面定向。在柱状的结构5的表面上施加有半导体层结构6。半导体层结构6具有有源区7，所述有源区作为三维的侧表面层在结构5的表面上构成。有源区7为了产生电磁辐射例如具有多个层、尤其一个或多个量子阱层，所述量子阱层通过中间层形式的势垒层彼此分开。各个层在此平行于结构5的表面彼此叠加设置。将正性掺杂的半导体层施加到有源区7上，所述半导体层形成外层8。结构5与半导体层结构6和外层8一起形成具有pn结的LED结构，所述pn结垂直于结构5的表面设置并且是用于产生电磁辐射的三维的有源区7。根据所选择的实施方式，在结构5和半导体层结构6之间和/或在半导体层结构6和外层8之间也能够设有其它的层。
有源区7例如具有铟和镓、尤其具有由氮化铟镓或者磷化铟镓构成的层。外层8例如由氮化铝镓形成，其中为了正性的掺杂例如使用镁。有源区并且尤其有源区的至少一个量子阱层和/或外层8也能够具有化学元素周期表的第III和/或第V主族的其它和/或附加的材料以及其它主族和/或副族的掺杂物质，例如IV、IIA、IIB和VI族中的元素。在此，三元的和/或四元的材料组分能够用于有源区7，借助于所述材料组分能够通过有源区覆盖柱状的结构，其中有源区的用于辐射性的复合的带隙沿着朝柱状的结构3的自由端部25的方向减小。
根据所选择的实施方式，结构5的侧向的外面9能够基本上垂直于衬底2的表面设置。此外，在图1中示出的所选择的实施方式中，结构5在第一部段10中的直径随着距衬底2的间距增加而增加。在该实施方式中，第一部段10中的侧向的外面9垂直于衬底2设置。根据所选择的实施方式，外面9也能够向内或向外倾斜地设置。第一部段10中的侧向的外面9根据垂直的非极性的m平面或a平面或者根据纤锌矿的向内或向外倾斜的半极性的平面设置。外面9例如能够向内或向外倾斜地设置并且相对于垂直于衬底2的轴具有小于5°的角度。
在第二部段11中，外面9向内倾斜地设置并且结构5的直径在第二部段11中随着距衬底2的间距增加而减小。在第二部段11中，外面9根据纤锌矿的向内倾斜地设置的半极性的平面设置。在结构5的自由端部25的区域中构成有平面12，所述平面基本上垂直于结构5的纵向延伸部构成。平面12根据纤锌矿的极性的c平面(0001)设置。半导体层结构6平行于结构5的外面9的平面设置。由此，有源区7和相应的量子阱层和势垒层也平行于结构5的外面9沿着所述装置的纵向方向在多个、彼此倾斜地设置的平面中构成。
有源区7的带隙例如能够在平面内部连续地和/或多级地沿着朝结构5的自由端部25的方向减小。由此，有源区7的例如在第一部段10的平面内部的带隙沿着朝结构5的自由端部25的方向连续地和/或逐级地减小。同样地，有源区7的在第二部段11的平面内部的带隙沿着朝结构5的自由端部25的方向连续地和/或逐级地减小。根据所选择的实施方式，沿着装置的纵轴线也能够设有有源区7的多于两个的彼此倾斜的平面。在设置在平面12上方的第三部段23中，有源区7例如具有恒定的带隙，所述恒定的带隙小于有源区7在第二部段11中的带隙或与其同样大。外层8以侧表面层的形式覆盖半导体层结构6。结构5以第一端部与衬底2连接。结构5的第二自由端部25相对置地背离衬底2的第一端部设置。
图2在示意性的视图中示出带隙的能量的沿着装置1的纵向延伸的变化，所述带隙用于载流子在图1的装置1的有源区7中的辐射性的复合。在此可以观察到，带隙的能量在掩模层3中开始，在第一部段10中沿着朝结构5的自由端部25的方向减小、尤其连续地减小。在第一部段10到第二部段11的过渡中，在带隙中进行到更小的带隙的阶跃，也就是说，进行到带隙的更低的能量的阶跃。同样地，在第二部段11经由平面12到第三部段23的过渡中，在带隙的能量中进行到更低的水平的阶跃。在线图中，在x轴上示出在掩模层3的区域中的带隙的起始能量E0、在从第一部段10到第二部段11的过渡中的第一能量水平E1、在第二部段11上的第二能量水平E2、和在第三部段23上的带隙的第三能量水平E3。在y轴上说明具有第一部段10、第二部段11和第三部段23的装置1在平面12上的纵向延伸部h。
根据所选择的实施方式，有源区在部段10、11内部的、即在有源区的平面内部的带隙也能够分级地和/或分级地且连续地变小。
带隙的能量例如由此通过如下方式减小地设置，即产生电磁辐射的有源区的至少一个量子阱层的厚度随着距掩模层3的间距增大而变大。如果设有多个量子阱层，那么每个量子阱层的厚度随着距掩模层3的间距增加而增加。此外或者替代于层厚度的增加，在一个或多个量子阱层中的铟浓度随着距掩模层的间距增加而增加，以便以沿着朝结构5的上方的自由端部25的方向减小的方式构成带隙的能量。
通过带隙的能量的减小、即通过带隙的大小的减小，半导体层结构6中的自由载流子沿着朝平面12的方向被吸取并且以更大的概率在平面12上方的区域中以辐射的方式复合。由此，提高在平面12上方的区域中的辐射性的复合的概率。
根据所选择的实施方式，也能够使用其它材料作为衬底2，例如硅或者碳化硅，所述材料必要时通过GaN、AlN、AlGaN等缓冲层覆盖。此外，也能够使用其它材料用于构成结构5。例如能够使用铟、镓、铝、磷、氮或者化学元素周期表的第III和/或第V族的其它材料用于构成结构5和构成半导体层结构6。
此外，在另一实施方式中，也能够正性地掺杂结构5，并且半导体层结构6的外层8也能够以负性掺杂的方式构成。此外，也能够设有其它的层，所述层例如是粘结层、势垒层或者镜层。
量子阱层的厚度例如能够沿着第一部段10增加50％。此外，在另一实施方式中，铟在有源区7的量子阱层的至少一个中的浓度从掩模层3起沿着第一部段10直至到第二部段11的过渡部增加最多30％或者更多。铟浓度在至少一个量子阱层中的增加以及有源区7的至少一个量子阱层的层厚度的增加能够连续地或者逐级地进行、尤其在层平面内部进行。在有源区中存在多个量子阱层的情况下，在每个量子阱层中能够设置厚度的增加和/或铟浓度的增加。根据所选择的实施方式，结构5的外面9例如能够是纤锌矿结构的m平面。此外，第二部段11能够通过纤锌矿结构的r平面或者其它半极性的平面形成。此外，结构5的平面12能够通过纤锌矿的c平面形成。
在外层8上施加有接触层13，所述接触层对于由有源区7产生的电磁辐射是基本上可透过的并且用于电接触外层8从而电接触装置1的p侧。接触层13能够由TCO材料、例如氧化铟锡构成。此外，能够将镜层14施加到掩模层3上，所述镜层将由有源区7产生的电磁辐射向上远离衬底2反射。装置的n侧的电接触例如经由结构5和/或经由衬底2进行。镜层14能够导电地构成并且设置用于电接触接触层13。根据所选择的实施方式，在掩模层3和镜层14之间能够设有用于电接触接触层13的另外的导电的接触层24。结构5的电接触能够经由衬底或者经由另一施加在衬底上的电接触层进行。
图3示出装置1的另一实施方式，所述装置基本上如在图1中那样构成，其中在结构5的自由端部25的区域中，绝缘层16在平面12上方直接施加在半导体层结构6上。由此，接触层13不覆盖半导体层结构6的尖部，而是仅在第一和第二部段10、11的区域中覆盖外面9。在绝缘层16上设有另一电接触部15，所述电接触部用于装置的加电偏压。另一接触部15通过例如由氧化硅形成的绝缘层16与接触层13电分离。以这种方式能够将偏压施加到自由端部25上、即施加到结构5的尖部上，以便增强自由的载流子沿着朝平面12的方向的运输。通过加偏压，尤其在孔尺寸更大的情况下例如在使用氮化镓构成有源区时能够提高可供使用的载流子的数量从而减小阈电流密度和阈电压。另一接触部15优选由对于由有源区7产生的电磁辐射而言可透过的材料构成。
为了制造结构5和半导体层结构6，能够使用MOVPE法，但是也能够使用VPE和MBE法或者溅射法。在半导体层结构6的量子阱层沉积期间例如能够在MOVPE法中例如提高MOVPE反应器中的压强。典型地，在MOVPE法期间能够使用为通常压强的20％至150％的压强，所述压强在MOVPE法中用于沉积二维的量子阱层。这引起在量子阱层沉积时的、具有在衬底2的区域中例如更高的温度和随着距衬底2的间距增加而减小的温度的温度梯度。由此随着距衬底2的间距增加提高了铟嵌入到量子阱层中的概率，使得铟在量子阱层中的浓度随着距衬底2的间距增加而增加。由此，量子阱层的、用于辐射性的复合带隙的能量随着距衬底2的间距增加而减小。
此外，在使用MOVPE法时为了氮化铟镓量子阱层的沉积，与为了制造二维的氮化铟镓量子阱层相比，使用类似的压强和温度。在此，使用TE镓或者TM镓和TM铟作为金属氧化物前体并且使用NH3作为V族源。层的掺杂和柱状的结构5的掺杂如在产生二维的半导体层结构时那样进行。在沉积半导体层结构6时，例如使用在500℃和900℃之间的温度，其中所使用的温度根据量子阱层中的期望的铟浓度来调节。
此外，量子阱层的厚度和铟在量子阱层中的浓度在沉积时与结构5的外面9的取向相关，其中半导体层结构6沉积到所述外面上。根据所选择的实施方式，在沉积有源区时，与在第二部段11中相比，在第一部段10中将更少的铟嵌入到InGaN量子阱层中。此外，在沉积时，与在平面12上相比，在第二部段11中将更少的铟嵌入到InGaN量子阱层中。根据所选择的实施方式，量子阱层的厚度在第一部段10中、在第二部段11中并且在第三部段23中能够是恒定的。此外，根据所选择的实施方式，量子阱层在第一部段10中的厚度与在第二部段11中相比能够是更小的，并且在第三部段23中与在第二部段11中相比能够是更小的。在该实施方式中，铟浓度在第一、第二和第三部段10、11、23中能够是恒定的。此外，在另一实施方式中，铟浓度在第三部段23中与在第二部段11中相比能够是更小的并且在第二部段11中与在第一部段10中相比能够是更大的。
此外，在铟浓度相同的情况下，由于纤锌矿晶体的不同的平面上的压电场，量子阱层的带隙的能量是不同大的。带隙的能量在第三部段23中在平面12上(c平面)与在第二部段11中(r平面)相比更小。带隙的能量在第二部段11中(l平面)与在第一部段10中(m平面)相比更小。
图4示出多个装置1的阵列的示意图。装置1例如根据图1或图2的实施方式构成。根据所选择的实施方式，图4的装置1的有源区的带隙沿着装置的纵轴线也能够是恒定的。
阵列例如能够用作为用于产生电磁辐射的LED阵列、用作为用于检测电磁辐射的传感器阵列或者用作为激光器阵列，所述激光器阵列借助附加的辐射源、尤其激光器作为泵浦源来供应电磁辐射。在构成作为传感器阵列的情况下，装置的半导体结构沿着截止方向加电偏压。在电磁辐射入射到阵列中时，半导体结构的电阻改变并且能够在每个装置或阵列的电端子处识别信号。
图5示出阵列的另一实施方式，其中装置1设置在排17中，其中每个排17沿着优选方向18定向。排17的优选方向18彼此平行地设置。装置1例如根据图1或图2的构成方式构成。根据所选择的实施方式，图5的装置1的有源区的带隙沿着装置的纵轴线、尤其沿着第一部段10也能够是恒定的。通过装置1在排17中沿着优选方向18的设置，增强电磁辐射平行于优选方向18的加强。以这种方式例如能够省掉镜结构。借助于排17能够减小阈电流密度并且同时沿着优选方向18提高电磁辐射密度。
图6示出具有多个区域19的另一阵列，其中每个区域19具有两个排17的装置1。区域19的排17分别沿着优选方向18定向。根据所示出的实施方式，排17的优选方向18分别彼此平行地设置。根据所选择的实施方式，也能够在区域19中设置多于两个的排17。此外，根据所选择的实施方式，区域19的优选方向18能够不同地定向。
通过装置1在固定的优选方向18上提高的密度，减小阈电流密度并且提高沿着优选方向18的激光辐射的加强。装置1例如根据图1或图2的实施方式构成。根据所选择的实施方式，图6的装置1的有源区的带隙沿着装置的纵轴线、尤其沿着第一部段10也能够是恒定的。
图7示出具有三个区域20、21、22的另一阵列。装置1例如根据图1或2的实例构成。根据所选择的实施方式，图7的装置1的有源区的带隙沿着装置的纵轴线、尤其沿着第一部段10也能够是恒定的。
在第一区域20中设置有装置1，所述装置的所产生的电磁辐射位于第一波长范围中。在第二区域21中设置有装置1，所述装置的所产生的电磁辐射位于第二波长范围中。在第三区域22中设置有装置1，所述装置的所产生的电磁辐射位于第三波长范围中。第一波长范围例如能够描述具有颜色为红色的电磁辐射，第二波长范围能够描述具有颜色为绿色的电磁辐射，并且第三电磁波长范围能够描述具有颜色为蓝色的电磁辐射。优选地，三个区域20、21、22设置在单个的芯片上。第一区域20例如产生绿光，第二范围21产生蓝光并且第三范围22产生红光。优选地，装置1设置在排17中，所述排的优选方向18彼此平行地定向，如在图5和6中所示出的那样。
此外，不同的区域20、21、22的装置1不仅能够在结构中而且能够在大小以及在密度中、即在相邻的装置1之间的间距中区分。通过在图7中示出的阵列，能够提供具有带有装置1的阵列的芯片，所述芯片发射不同的颜色。
通过装置在芯片上的高密度，实现电磁辐射的高的输出功率。电磁辐射的输出功率能够通过装置的密度和/或数量调节。
为纳米结构的装置能够在成本适宜的衬底的大的面上制造。制造方法类似于用于具有用于产生电磁辐射的有源区的二维的半导体层结构的制造方法。所述装置能够与其它的光电子设备和/或评估电路组合，以便提供新的功能。装置的阵列例如能够与辐射源、例如激光器或者LED组合，其中辐射源借助与由所述装置产生的电磁辐射的波长相比具有更短波长的电磁辐射激发装置的阵列以进行辐射。
此外，具有不同的颜色、例如红色、黄色、蓝色和/或绿色的装置的区域能够在唯一的芯片上组合。具有装置的阵列例如能够用于实现光投影仪。此外，借助于阵列能够描述VCSEL激光器，其中不仅在衬底的一侧上而且与此平行地以固定的间距构成镜层。例如使用平坦的布拉格反射器作为镜层，所述布拉格反射器由具有交替的低和高的折射率的层构成。所述层分别具有装置的电磁辐射的波长的四分之一的光波长。
此外，具有装置的阵列能够与闪存器(EEPROM)组合或者集成到闪存器中。装置为了信息转送或者数据转送能够耦连到光学纤维上。此外，装置的阵列能够与太阳能电池组合。特别地，装置的阵列能够由太阳能电池供电。
作为用于构成装置的材料、尤其用于构成有源区的材料，能够使用所有半导体材料，所述半导体材料随着载流子对的辐射性的复合实现直接的带跃迁，并且所述半导体材料实现了具有局部变化的带隙的有源区的构成。
例如，氮化硼、锑化镓、砷化镓、氮化镓、砷磷化镓、锑化铟、砷化铟、氮化铟、磷化铟、砷化铝镓、砷化铟镓、磷化铟镓、砷化铝铟、砷磷化镓、砷化镓锑、氮化铝镓、氮化铟镓、磷化铝镓铟、砷磷化镓铟、硒化镉、氧化锌、硒化锌、硫化锌、碲化锌、碲化镉锌、氯化铜、硫化铜、碲化铅、硒化铜铟镓、硫化铜锌锡、硒化铜铟作为用于构成用于产生电磁辐射的有源区的材料。为了构成结构5，有源区7和/或外层13例如能够使用下述材料组分：AlxGayInzBvNaAsbPcSbd，其中v+x+y+z≤1，其中a+b+c+d≤1，其中0≤a，b，c，d，v，x，y，z≤1。通过有源区的至少一个量子阱层的厚度的相应变化和/或有源区材料组分的变化、尤其有源区的至少一个量子阱层的材料组分的变化，例如通过三元的和/或四元的化合物实现有源区中的、用于辐射性的复合的带隙沿着朝结构5的自由端部25的方向减小。
图8示出装置的另一实施方式，所述装置基本上根据图1的装置构成。然而，与图1的装置相反，结构5的表面9在第三部段23中不构成为垂直于结构5的纵轴线的平坦的平面，而是构成多个面，所述面以小于90°的角度倾斜于纵轴线设置。在第三部段23中，由此构成结构5的多个半极性的面，在所述半极性的面上，也设置有具有有源区7的半导体层结构6。
结构5的外面9在第三部段23中的半极性的面在一个共同的上方的点26中相交。同样地，半导体层结构6在第三部段23中的面在点26上方的一个点中相交。由此，有源区7在点26的上方形成小面，所述小面例如圆形地构成并且能够具有例如小于10nm的直径。由此，区7能够在点26之上汇集为一个量子点。
根据所选择的实施方式，结构5在第三部段23中的表面9也能够构成如下面，所述面过渡为垂直于结构5的纵轴线设置的平面。在该实施方式中，有源区7能够在所述平面之上也构成更大的平面的面，如这在图1中所示出的那样。此外，所述装置能够具有绝缘层16和另一接触部15，以便对装置的尖部加偏压。也能够弃用接触部15和绝缘层16。
图9示出带边沿沿着装置1的纵轴线的变化的示意图。沿着第一部段10，带隙的能量从掩模层3起沿着朝装置1的自由端部的方向从零级能量E0下降到一级能量E1。在过渡为第二部段11时，带隙下降到二级能量E2。沿着第二部段11，带隙的能量从二级能量E2下降到三级能量E3。在过渡至第三部段23时，带隙的能量从三级能量E3下降到四级能量E4。沿着第三部段23，带隙的能量沿着朝装置1的自由端部的方向从四级能量E4下降到五级能量E5。在过渡为量子点时，带隙的能量能够恒定地保持在五级能量上或者降低到六级能量E6。根据所选择的实施方式，带隙能够沿着朝装置的自由端部的方向连续地、不连续地和/或逐级地降低。
图10示出从上方观察图8的装置1的视图的示意图。
在所示出的附图中，半导体层结构6外罩状地构成并且基本上覆盖结构5的整个表面9。根据所选择的实施方式，也能够借助半导体层结构6仅覆盖结构5的表面9的子面，其中至少一个子面伸展直至进入结构的自由端部的区域中。
图11示出在第一部段中贯穿图1的装置1的示意性的横截面。在此，可以观察到具有有源区7的外罩状环绕的半导体层结构6，所述半导体层结构覆盖结构5的外面9。接触层13同样外罩状地构成在半导体层结构6上。在所示出的实施方式中，结构5具有六边形的基面。根据所选择的实施方式，结构5也能够具有不同的基面，特别地，基面能够具有更少或更多的角。装置1在第二部段11中具有类似的横截面，其中结构5的面更小地构成。如果应设有第三部段23，如这在图8和10的实施方式中所示出的那样，那么第三部段23也具有类似的横截面。
虽然本发明以细节通过优选的实施例详细地说明和描述，但是本发明不通过所公开的实例而受到限制，并且本领域技术人员能够从中推导出其它的变型形式，而不脱离本发明的保护范围。
本专利申请要求德国专利申请102013104273.2的优先权，所述德国专利申请的公开内容就此通过参引并入本文。
附图标记列表
1 装置
2 衬底
3 掩模层
4 孔
5 结构
6 半导体层结构
7 有源区
8 外层
9 外面
10 第一部段
11 第二部段
12 平面
13 接触层
14 镜层
15 另一接触部
16 绝缘层
17 排
18 优选方向
19 区域
20 第一区域
21 第二区域
22 第三区域
23 第三部段
24 另一接触层
25 自由端部
26 上方的点

Claims (29)

1.一种具有柱状的结构(5)的装置(1)，柱状的所述结构以一个端部设置在衬底(2)上，其中所述结构(5)至少部分地借助具有用于产生电磁辐射的有源区(7)的半导体层结构(6)覆盖，其中所述有源区(7)具有用于辐射性的复合的带隙，其中所述有源区(7)构成为，使得所述带隙沿着所述结构(5)的纵轴线在朝所述结构(5)的自由端部(25)的方向减小，以至于增强载流子沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向的扩散和载流子在所述结构(5)的所述自由端部(25)的区域中的辐射性的复合，其中所述有源区(7)的材料组分至少在一个部段中沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向改变成，使得所述带隙沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向减小。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源区(7)覆盖柱状的所述结构(5)的外面的至少85％。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述有源区(7)的至少一个量子阱层的厚度至少在一个部段中沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向增加。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中量子阱层的材料组分至少在一个部段中沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向改变成，使得所述带隙沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向减小。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述有源区(7)构成为，使得所述带隙至少在一个部段(10，11)中沿着朝所述自由端部(25)的方向连续地减小。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述有源区(7)沿着所述结构(5)的纵向方向至少设置在两个平面(10，11，23)中，其中所述两个平面彼此倾斜地设置，其中所述有源区(7)构成为，使得所述带隙至少在一个平面(10，11，23)中沿着朝所述自由端部(25)的方向至少在一个部段中减小。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述带隙至少在一个平面(10，11，23)中沿着朝所述自由端部(25)的方向连续地或不连续地减小。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述带隙至少在一个平面(10，11，23)中沿着朝所述自由端部(25)的方向逐级地减小。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述有源区(7)具有In，并且其中铟的浓度沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向增加。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述有源区(7)具有InGaN层。
11.根据权利要求9所述的装置，其中铟的浓度至少在平面的一个部段(11，12)中沿着朝所述自由端部(25)的方向连续地或逐级地增加。
12.根据权利要求9所述的装置，其中所述有源区(7)具有InGaN层，并且其中铟的浓度至少在平面的一个部段(11，12)中沿着朝所述自由端部(25)的方向连续地或逐级地增加。
13.根据权利要求1或2所述的装置，其中柱状的所述结构(5)具有晶体结构，其中所述结构(5)的外面(9)沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向从第一晶体平面(10)过渡到第二晶体平面(11)，其中所述有源区(7)构成在两个平面中的两个晶体平面上，使得所述有源区(7)的所述带隙从第一平面(10)朝向第二平面(11)减小。
14.根据权利要求1或2所述的装置，其中在所述结构(5)的自由的端部区域中在所述有源区(7)上设有绝缘层(16)，并且其中在所述绝缘层(16)上设有用于加电偏压的电接触部(15)。
15.根据权利要求1或2所述的装置，其中柱状的所述结构(5)沿着纵向方向划分为三个部段(10，11，23)，其中在第一部段(10)中所述结构的直径沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向基本上是恒定的，其中在随后的第二部段(11)中，所述结构(5)的直径减小，并且其中所述结构(5)的第三部段(23)连接到所述第二部段(11)上。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述有源区(7)的端部区域在平面(12)上设置在所述结构(5)在所述第三部段(23)中的所述自由端部(25)处，其中所述平面(12)横向于所述结构(5)的所述纵轴线设置。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述平面(12)垂直于所述结构(5)的所述纵轴线设置。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述平面(12)点状地构成。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述平面(12)点状地构成。
20.一种用于制造根据权利要求1或2所述的装置的方法，其中在衬底上产生由导电材料构成的柱状的结构，其中至少在所述结构的一部分上构成具有用于产生电磁辐射的有源区的半导体层结构，使得所述有源区的用于载流子的辐射性的复合的带隙沿着所述结构的纵轴线在朝所述结构的自由端部的方向减小，使得增强载流子沿着朝所述结构的所述自由端部的方向的扩散和载流子对在所述结构的所述自由端部的区域中的辐射性的复合。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述柱状的结构由半导体材料构成。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述有源区沉积成，使得用于辐射性的复合的至少一个量子阱层的厚度沿着朝所述结构的所述自由端部的方向增加。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述有源区沉积成，使得所述有源区的材料组分沿着所述结构的纵向延伸部沿着朝所述结构的所述自由端部的方向改变成，使得所产生的带隙减小。
24.一种具有衬底(2)和装置(1)的阵列，所述装置分别具有柱状的结构(5)，柱状的所述结构以一个端部设置在所述衬底(2)上，其中
-所述结构(5)至少部分地借助具有用于产生电磁辐射的有源区(7)的半导体层结构(6)覆盖，
-所述有源区(7)具有用于辐射性的复合的带隙，
-所述有源区(7)构成为，使得所述带隙沿着所述结构(5)的纵轴线在朝所述结构(5)的自由端部(25)的方向上减小，使得增强载流子沿着朝所述结构(5)的所述自由端部(25)的方向的扩散和载流子对在所述结构(5)的所述自由端部(25)的区域中的辐射性的复合
-沿着至少一个方向与沿着至少一个第二方向相比设有更高密度的装置(1)。
25.根据权利要求24所述的阵列，其中设有至少两排的装置(1)，其中所述排彼此平行地定向。
26.根据权利要求24或25所述的阵列，其中设有排的至少两个区域(19)，其中在每个区域(19)中平行地设置有至少两排的装置，其中两个所述区域(19)彼此平行地设置，并且其中两个所述区域(19)垂直地关于所述装置(1)彼此间的定向具有的间距大于一个区域中的两个装置(1)的平均间距相比更大。
27.根据权利要求24或25所述的阵列，其中不同区域(19)的所述装置(1)的所述有源区(7)平均地具有不同的带隙，和/或所述区域(19)的所述装置(1)具有彼此间不同的间距。
28.根据权利要求24所述的阵列，其中每个装置是根据权利要求1所述的装置。
29.根据权利要求24或25所述的阵列，其中所述阵列是激光器阵列。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201511357A (zh) 2013-06-07 2015-03-16 Glo Ab 多色ｌｅｄ及其製造方法
FR3030995A1 (fr) 2014-12-23 2016-06-24 Aledia Source de lumiere electroluminescente a parametre de luminance ajuste ou ajustable en luminance et procede d'ajustement d'un parametre de luminance de la source de lumiere electroluminescente
FR3039929B1 (fr) * 2015-08-07 2018-08-10 Valeo Vision Dispositif d’eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile
FR3041576B1 (fr) * 2015-09-25 2019-11-29 Valeo Vision Dispositif et procede permettant de conferer differentes couleurs blanches a un faisceau lumineux
FR3041575B1 (fr) * 2015-09-25 2019-05-24 Valeo Vision Dispositif lumineux comprenant une source lumineuse a batonnets avec des zones de couleurs differentes
DE102015120778B4 (de) 2015-11-30 2021-09-23 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102016103552A1 (de) * 2016-02-29 2017-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Modul für eine Leuchte
FR3048550B1 (fr) * 2016-03-02 2018-05-18 Valeo Vision Source de lumiere a semi-conducteurs pour l'emission et la reception de faisceaux lumineux, module d'emission/reception, dispositif lumineux et procede de commande associes
FR3048552B1 (fr) * 2016-03-02 2018-05-25 Valeo Vision Source de lumiere a semi-conducteurs et systeme d'aide a la conduite pour vehicule automobile comportant une telle source
FR3048551B1 (fr) * 2016-03-02 2018-05-18 Valeo Vision Source de lumiere a semi-conducteurs pour l'emission et la reception de faisceaux lumineux, et systeme lumineux comportant une telle source
FR3048817B1 (fr) * 2016-03-11 2018-06-15 Valeo Comfort And Driving Assistance Ecran et afficheur tete haute comprenant un tel ecran
DE102016104616B4 (de) 2016-03-14 2021-09-23 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlichtquelle
FR3053761A1 (fr) * 2016-07-05 2018-01-12 Valeo Vision Dispositif d’eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile
CN109791963B (zh) * 2016-09-29 2021-09-17 日亚化学工业株式会社 发光元件
FR3061535B1 (fr) * 2017-01-02 2019-08-09 Valeo Vision Source lumineuse led multicolore a batonnets
FR3061536B1 (fr) * 2017-01-02 2019-05-24 Valeo Vision Module d'emission lumineuse a batonnets electroluminescents et a nappe de guidage
JP7333666B2 (ja) * 2017-02-28 2023-08-25 学校法人上智学院 光デバイスおよび光デバイスの製造方法
JP7090861B2 (ja) * 2017-02-28 2022-06-27 学校法人上智学院 光デバイスおよび光デバイスの製造方法
FR3064338B1 (fr) * 2017-03-24 2019-04-05 Valeo Vision Source de lumiere monolithique pour un module lumineux de vehicule automobile
DE102017113745A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterdisplay, optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung solcher
DE102017120037A1 (de) * 2017-08-31 2019-02-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl strahlungsemittierender Halbleiterchips, strahlungsemittierender Halbleiterchip und strahlungsemittierender Halbleiterchip-Array
DE102017129319A1 (de) * 2017-12-08 2019-06-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung von halbleiterlichtquellen und halbleiterlichtquelle
FR3076399B1 (fr) * 2017-12-28 2020-01-24 Aledia Dispositif optoelectronique comprenant des diodes electroluminescentes tridimensionnelles
US11398715B2 (en) * 2018-02-26 2022-07-26 Panasonic Holdings Corporation Semiconductor light emitting device
DE102018105786A1 (de) * 2018-03-13 2019-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Multipixelchip und Verfahren zur Herstellung eines Multipixelchips
JP7188690B2 (ja) * 2018-08-22 2022-12-13 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
US10811460B2 (en) 2018-09-27 2020-10-20 Lumileds Holding B.V. Micrometer scale light emitting diode displays on patterned templates and substrates
US10964845B2 (en) 2018-09-27 2021-03-30 Lumileds Llc Micro light emitting devices
US11201265B2 (en) 2018-09-27 2021-12-14 Lumileds Llc Micro light emitting devices
US10923628B2 (en) 2018-09-27 2021-02-16 Lumileds Llc Micrometer scale light emitting diode displays on patterned templates and substrates
JP7320770B2 (ja) * 2018-09-28 2023-08-04 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびプロジェクター
DE102018133123A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem zentralen Bereich und einem Randbereich und Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements
US11610868B2 (en) 2019-01-29 2023-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
US11271143B2 (en) 2019-01-29 2022-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
US11302248B2 (en) 2019-01-29 2022-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh U-led, u-led device, display and method for the same
US11156759B2 (en) 2019-01-29 2021-10-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
JP7232461B2 (ja) * 2019-02-28 2023-03-03 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびプロジェクター
US11538852B2 (en) 2019-04-23 2022-12-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
JP7320794B2 (ja) * 2021-03-15 2023-08-04 セイコーエプソン株式会社 発光装置、プロジェクター、およびディスプレイ
WO2023282177A1 (ja) * 2021-07-08 2023-01-12 株式会社小糸製作所 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
KR20230114631A (ko) * 2022-01-25 2023-08-01 삼성전자주식회사 나노 로드 발광 다이오드, 디스플레이 장치 및 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038757A1 (fr) * 1995-06-02 1996-12-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Appareil optique, source de faisceau laser, equipement a laser et procede de production d'un appareil optique
JP2009049209A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Hokkaido Univ 半導体発光素子アレー、およびその製造方法
JP2009147140A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Panasonic Corp 発光素子および発光素子の製造方法
DE102010012711A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements
US8039854B2 (en) * 2006-03-10 2011-10-18 Stc.Unm Pulsed growth of catalyst-free growth of GaN nanowires and application in group III nitride semiconductor bulk material

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003041234A1 (fr) * 2001-11-05 2003-05-15 Nichia Corporation Element semi-conducteur
WO2007001098A1 (en) 2005-06-25 2007-01-04 Seoul Opto Device Co., Ltd. Nanostructure having a nitride-based quantum well and light emitting diode employing the same
US20070045638A1 (en) 2005-08-24 2007-03-01 Lumileds Lighting U.S., Llc III-nitride light emitting device with double heterostructure light emitting region
US7982205B2 (en) 2006-01-12 2011-07-19 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology III-V group compound semiconductor light-emitting diode
KR20110039313A (ko) * 2008-07-07 2011-04-15 글로 에이비 나노구조 ｌｅｄ
WO2010022064A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Nanocrystal Corporation Defect-free group iii - nitride nanostructures and devices using pulsed and non-pulsed growth techniques
CN102187479B (zh) * 2008-09-01 2014-06-18 学校法人上智学院 半导体光学元件阵列及其制造方法
US8895958B2 (en) * 2009-12-01 2014-11-25 National University Corporation Hokkaido University Light emitting element and method for manufacturing same
DE102009054564A1 (de) * 2009-12-11 2011-06-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserdiodenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Laserdiodenanordnung
KR101691906B1 (ko) * 2010-09-14 2017-01-02 삼성전자주식회사 Ⅲ족 질화물 나노로드 발광 소자 제조방법
US8779412B2 (en) * 2011-07-20 2014-07-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038757A1 (fr) * 1995-06-02 1996-12-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Appareil optique, source de faisceau laser, equipement a laser et procede de production d'un appareil optique
US8039854B2 (en) * 2006-03-10 2011-10-18 Stc.Unm Pulsed growth of catalyst-free growth of GaN nanowires and application in group III nitride semiconductor bulk material
JP2009049209A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Hokkaido Univ 半導体発光素子アレー、およびその製造方法
JP2009147140A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Panasonic Corp 発光素子および発光素子の製造方法
DE102010012711A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements

Also Published As

Publication number Publication date
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