DE10112542A1 - Strahlungsemittierendes optisches Bauelement - Google Patents

Strahlungsemittierendes optisches Bauelement

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Abstract

Ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement, mit einer Schichtstruktur (30), die eine aktive Schicht (32) enthält, die im Betrieb Strahlung einer spektralen Verteilung (60) emittiert, und elektrischen Kontakten (36, 38, 40) zur Einprägung eines Stroms in die Schichtstruktur (30), weist eine die aktive Schicht (32) zumindest teilweise umgebende Vergütungsschicht (44) auf, die einen kurzwelligen Anteil der emittierenden Strahlung (60) zurückhält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein strahlungsemittieren­ des optisches Bauelement, insbesondere ein strahlungsemittie­ rendes optisches Bauelement mit einem strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement, das von einem transparenten Material umhüllt ist.
Bekannte strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente weisen eine Schichtstruktur auf, die eine aktive Schicht enthält, welche im Betrieb Strahlung mit einer gewissen spektralen Verteilung emittiert. Elektrische Kontakte dienen zur Einprä­ gung eines Stroms in die Schichtstruktur.
Es ist üblich, derartige strahlungsemittierende Halbleiter­ bauelemente in ein Vergußmaterial einzubetten, das bei den relevanten Nutzwellenlängen transparent ist. Dabei tritt je­ doch insbesondere bei blauen und weißen Lumineszenzdioden das Problem auf, daß die Lumineszenzdioden nach längerer Be­ triebszeit eine erhebliche Abnahme der Helligkeit zeigen.
Der Lichtverlust liegt dabei in einer Alterung des Vergußhar­ zes begründet, das sich nach einer gewissen Betriebszeit der Lumineszenzdiode braun verfärbt. Dieser Effekt verkürzt die Lebensdauer von blauen und weißen Leuchtdioden erheblich.
Es ist grundsätzlich möglich, die Alterung des Vergußharzes zu verlangsamen. So wurde beispielsweise bei nicht veröffent­ lichten Versuchen des Anmelders festgestellt, daß eine Zugabe eines Stabilisators zu den als Vergußmaterial verwendeten Epoxidharzen die Braunfärbung verzögert. Die Lebensdauer von blauen und weißen Leuchtdioden läßt sich dabei durch die Zu­ gabe eines Stabilisators etwa verdoppeln.
Ein anderer Ansatz besteht darin, die Epoxidharze des Verguß­ materials durch stabilere Polymere zu ersetzen. Hier bieten sich insbesondere Silikone an, deren Polymernetz überwiegend aus den sehr stabilen Si-O-Bindungen besteht. Silikone brin­ gen aber eine Reihe anderer Nachteile mit sich. Sie haften schlecht und weisen sehr hohe Ausdehnungskoeffizienten auf, die beim Erhitzen und Abkühlen zu erheblichen Spannungen füh­ ren.
Aufgrund der schlechten Haftung kommt es an Grenzflächen leicht zum Eindringen von Fremdsubstanzen und damit zu Zuver­ lässigkeitsproblemen. Außerdem haben Silikone eine weiche Konsistenz, was zu Problemen bei den sogenannten Pick-and Place-Prozessen führen kann. Schließlich weisen Silikone ei­ nen geringeren Brechungsindex als Polymere auf Kohlenwasser­ stoffbasis auf, was bei ihrer Verwendung in Lumineszenzdioden zu einer geringeren Lichtausbeute führt.
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein strahlungsemittierendes optische Bauelement der eingangs genannten Art mit einer hohen Lebensdauer zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch das strahlungsemittierende Halbleiterbau­ element nach Anspruch 1 und das strahlungsemittierende opti­ sche Bauelement nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes strahlungsemittierendes Halbleiterbau­ element weist neben einer Schichtstruktur, die eine aktive Schicht enthält, die im Betrieb Strahlung einer spektralen Verteilung emittiert, und elektrischen Kontakten zur Einprä­ gung eines Stroms in die Schichtstruktur, eine die aktive Schicht zumindest teilweise umgebende Vergütungsschicht auf, die einen kurzwelligen Anteil der emittierten Strahlung zu­ rückhält.
Unter einer Vergütungsschicht wird dabei im Rahmen der vor­ liegenden Erfindung eine optisch im wesentlichen transparente Schicht verstanden, die im kurzwelligen Spektralbereich, ins­ besondere im Wellenlängenbereich unterhalb von 430 nm absor­ biert und/oder reflektiert.
Die Erfindung beruht also auf dem Gedanken, daß energiereiche Photonen aus dem kurzwelligen Anteil der von der aktiven Schicht emittierten Strahlung die Alterung des Vergußmateri­ als wesentlich mitbestimmten. Es ist demnach eine Vergütungs­ schicht vorgesehen, die den kurzwelligen Anteil der emittier­ ten Strahlung zurückhält, so daß dieser Anteil nur in gerin­ gerem Maße oder gar nicht in das Vergußmaterial gelangt.
Die Vergütungsschicht kann die aktive Schicht vollständig um­ geben. Es ist jedoch für viele Anwendungen bereits ausrei­ chend, wenn die Vergütungsschicht die aktive Schicht nur teilweise umgibt. Beispielsweise kann die kurzwellige Strah­ lung in einigen Richtungen bereits durch Bondpads, ein absor­ bierendes Substrat, einen Montagesockel, Gehäuseteile oder dergleichen am Einfall in die Vergütungsschicht gehindert sein.
Darüber hinaus kann es sogar erforderlich sein, gewisse Be­ reiche der aktiven Schicht nicht, oder zumindest nicht direkt zu umgeben, beispielsweise um bei einer unmittelbar auf der Schichtstruktur aufgebrachten elektrisch leitenden Vergü­ tungsschicht einen elektrischem Kurzschluß eines p/n- Übergangs zu vermeiden.
Ohne an eine bestimmte Erklärung gebunden zu sein, wird ange­ nommen, daß die Voraussetzung für eine Schädigung durch Lichteinwirkung die Absorption energiereicher Photonen ist, die beim Alterungsprozeß des bestrahlten Materials relevante Bindungen zu spalten vermögen.
Dabei kommen als relevante Bindungen zum einen die Bindungen der das Polymernetz aufbauenden Inkremente (z. B. C-C, C-H, C- O, C-N) in Frage. Die zugehörigen Bindungsenergien liegen bei 330-380 kJ/mol. Das bedeutet, daß diese Bindungen nur von Photonen mit einer Wellenlänge unterhalb von etwa 350 nm ge­ spalten werden können. Solch energiereiche Photonen sind im Spektrum üblicher blauer Lumineszenzdiodenchips jedoch prak­ tisch nicht vorhanden.
Es wird somit vermutet, daß der entscheidende Schädigungsein­ fluß von Photonen mit einer Wellenlänge unterhalb von etwa 430 nm, insbesondere unterhalb von etwa 420 nm herrührt. Sol­ che Photonen können in Alterungskette auftretende Hydropero­ xide spalten, deren Bindungsenergie etwa 270-300 kJ/mol be­ trägt.
Typische blaue Lumineszenzdioden mit einer dominanten Wellen­ länge (d. h. der sich aus einer Faltung der Emissionscharakte­ ristik mit der Augenempfindlichkeitskurve ergebenen Peakwel­ lenlänge) von etwa 460 bis 470 nm, emittieren im Spektralbe­ reich unterhalb von 400 nm lediglich eine kleinen Teil ihrer Gesamtleistung, in der Regel nicht mehr als einige Prozent.
Zur Erzeugung weißen Lichts mit Hilfe blauer Lumineszenz­ dioden werden Konverterstoffe verwendet, die im blauen Spek­ tralbereich absorbieren und im gelben Spektralbereich emit­ tieren. Die gebräuchlichen Konverterstoffe haben dabei ein Absorptionsmaximum bei etwa 450-470 nm, während Strahlung im Bereich von 350 nm bis 430 nm kaum absorbiert wird.
Somit hat das Zurückhalten der energiereichen und damit kurz­ welligen Photonen, bei blauen oder weißen Lumineszenzdioden von Photonen einer Wellenlänge unterhalb von 430 nm, insbe­ sondere unterhalb von 420 nm keine nennenswerten nachteilige Auswirkungen.
Andererseits läßt sich zeigen, daß sich die Lebensdauer blau­ er und weißer Leuchtdiode durch das Zurückhalten der energie­ reichen Photonen signifikant erhöht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist eine Vergütungsschicht auf, die einen kurzwelligen Anteil der emittierten Strahlung absor­ biert. Dabei kommt es nicht auf eine vollständige Absorption an, für eine ausreichende Verlängerung der Lebensdauer genügt in manchen Anwendungsfällen bereits eine Reduktion der durch­ gelassenen Strahlung.
Wichtig ist in der Regel vielmehr eine Abwägung zwischen ei­ ner hohen Transmission der Vergütungsschicht im längerwelli­ gen Emissionsbereich der aktiven Schicht, der als Nutzstrah­ lung verwendet wird, und einer hohen Absorption im kurzwelli­ gen Strahlungsbereich.
Die Vergütungsschicht wirkt in dieser Ausgestaltung als Kan­ tenmassefilter, jedoch wegen des sich in der Regel nicht sprunghaft ändernden Absorptionskoeffizienten, als Filter mit einem relativ flachen Verlauf der Absorptionskante. Dafür bietet die Verwendung einer absorbierenden Vergütungsschicht als Vorteil, daß eine genaues Einstellen der Schichtdicke für die Filterfunktion nicht notwendig ist, was das Aufbringen einer entsprechenden Schicht einfach und kostengünstig ge­ staltet. Darüber hinaus weist die transmittierte Strahlung keine ausgeprägte Winkelabhängigkeit oder Polarisation auf.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung des strahlungsemittie­ renden Halbleiterbauelements weist eine Vergütungsschicht auf, die einen kurzwelligen Anteil der emittierten Strahlung reflektiert. Insbesondere ist es zweckmäßig, die Vergütungs­ schicht durch einen Schichtstapel dielektrischer Schichten zu bilden. Allerdings kommen als reflektierende Vergütungs­ schicht auch Metall- und Halbleiterschichtstapel in Frage.
Ein derartiger Interferenzfilter läßt sich durch geeignete Wahl der Schichtmaterialien und -dicken als scharfkantiges Interferenzkantenfilter ausbilden, wobei die Position der Ab­ sorptionskante gut so festlegt werden kann, daß die Transmis­ sion im gewünschten Emissionsbereich des Bauelements durch das Filterelement praktisch nicht beeinträchtigt wird, gleichzeitig aber die unerwünschte kurzwellige Komponente ef­ fizient zurückgehalten wird.
Die Reflexion der kurzwelligen Strahlung in die aktive Schicht zurück hat darüber hinaus den Vorteil, daß die re­ flektierten Photonen via Photonenrecycling wieder zur Emissi­ on beitragen, also nicht, wie bei einer absorbierenden Vergü­ tungsschicht, zu deren Erwärmung führen.
Ein weiterer Vorzug dieser Lösung besteht in der einfachen Integration in gängige Herstellungsabläufe. So kann ein In­ terferenzkanten-Filtersystem beispielsweise zusammen mit ei­ ner üblichen Passivierungsschicht durch ausgereifte, eta­ blierte Verfahren aufgebracht und strukturiert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des strahlungsemittieren­ den Halbleiterbauelements bedeckt die Vergütungsschicht eine Hauptfläche des Schichtstapels im wesentlichen vollständig. Die Bedeckung einer Hauptfläche, etwa der nach außen weisen­ den Oberfläche der aktiven Schicht genügt oft, um die das Vergußharz erreichende kurzwellige Strahlung auf einen akzep­ tablen Wert zu erniedrigen. Dies gilt insbesondere für strah­ lungsemittierende Halbleiterbauelemente konventioneller Bau­ art, die den Hauptteil der Strahlung über die Bauelementober­ seite (Hauptfläche) emittieren. Bereiche der Hauptfläche, die mit Anschlußpads und dergleichen versehen sind, können ausge­ spart werden.
Falls möglich, können auch die Seitenflächen der aktiven Schicht mit der Vergütungsschicht versehen werden. In Ausfüh­ rungsformen, bei denen auch die durch ein Trägersubstrat emittierte Strahlung genutzt wird, kann es zweckmäßig sein, auch auf das Substrat eine Vergütungsschicht aufzubringen. In diesem Fall ist die aktive Schicht im wesentlichen vollstän­ dig von der Vergütungsschicht umgeben.
In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung ist die auf die Hauptfläche aufgebrachte Vergütungsschicht elektrisch leitfä­ hig. Sie kann dann eine Doppelfunktion erfüllen, und neben dem Zurückhalten der kurzwelligen Strahlung gleichzeitig als Teil eines ersten der Kontakte zur Einprägung eines Stroms in die Schichtstruktur, insbesondere als Stromaufweitungsschicht fungieren. Somit kann insgesamt auf eine Schicht verzichtet werden, und das Bauelement ist einfacher und kostengünstiger herzustellen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des strahlungsemittieren­ den Halbleiterbauelement emittiert die aktive Schicht Strah­ lung im blauen und ultravioletten Spektralbereich, und die Vergütungsschicht hält Strahlung im ultravioletten Spektral­ bereich zurück.
Insbesondere ist es aus den oben im Detail dargelegten Grün­ den zweckmäßig, wenn die Vergütungsschicht Strahlung einer Wellenlänge unterhalb von etwa 430 nm, bevorzugt unterhalb von etwa 420 nm zurückhält.
Die Erfindung umfaßt auch ein strahlungsemittierendes opti­ sches Bauelement mit einem oben beschriebenen strahlungsemit­ tierenden Halbleiterbauelement, bei dem das Halbleiterbauele­ ment von einem im langwelligeren Anteil der emittierten Strahlung transparenten Material umhüllt ist, und die Vergü­ tungsschicht zwischen der aktiven Schicht des Halbleiterbau­ elements und dem transparenten Umhüllungsmaterial angeordnet ist.
Das transparente Material ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidharz, Epoxypressmassen und Acryla­ ten.
Die Erfindung ist besonders für blaue oder weiße Lumineszenz­ dioden geeignet, da die dort üblicherweise verwendeten Umhül­ lungsmaterialien sich oft durch den kurzwelligen Strahlungs­ anteil braun verfärben.
Dabei kann die Erfindung natürlich nicht nur bei inkohärentes Licht abstrahlenden Leuchtdioden, sondern auch bei Laser­ dioden eingesetzt werden.
Als Materialien für die aktive Schicht kommen im blauen Spek­ tralbereich vor allem Nitrid-basierte III-V Halbleitermateri­ alsystem in Betracht, insbesondere GaN, InN und AlN und die auf diesen basierenden ternären und quaternären Mischkristal­ le, wie etwa AlGaN, InGaN, AlInN oder AlGaInN.
Als Aufwachssubstate können isolierende Substrate wie Saphir, oder leitfähige Substrate wie SiC, Si, ZnO, GaAs oder GaP be­ nutzt werden. Auch GaN-Einkristallscheiben kommen hier in Be­ tracht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wer­ den. Es sind jeweils nur die für das Verständnis der Erfin­ dung wesentlichen Elemente dargestellt. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines er­ findungsgemäßen strahlungsemittierenden optischen Bauelements;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strah­ lungsemittierenden Halbleiterbauelements bei der die Vergütungsschicht als p-Kontaktschicht fun­ giert;
Fig. 3 die relative Intensität der Emission einer GaN- Leuchtdiode als Funktion der Wellenlänge;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines an­ deren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements mit einem Interferenzfilter als Vergütungsschicht;
Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemä­ ßen strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements mit einem Interferenzfilter als Vergütungsschicht;
Fig. 6 eine detailliertere Darstellung von Fig. 5 im Be­ reich der Interferenzfilterschicht.
Fig. 1 zeigt schematisch einen grundlegenden Aufbau einer erfindungsgemäße blaue Leuchtdiode 10. Ein Schichtstapel 12, der eine lichtemittierende aktive Schicht enthält, ist auf einem transparenten, leitfähigen Montagesockel 14 angeordnet.
Der Montagesockel 14 ist in eine Ausnehmung eines Grundkör­ pers 16 montiert, dessen Seitenwände 18 als parabolischer Re­ flektor ausgebildet sind, so daß sowohl von dem Schichtstapel direkt nach oben abgestrahlte Lichtstrahlen 24, als auch nach unten durch den transparenten Sockel 14 emittierte Licht­ strahlen 26 zur Lichtausbeute der Leuchtdiode 10 beitragen.
Der Grundkörper 16 bildet einen elektrischen Anschluß der Ra­ dial-Leuchtdiode 10, welcher mit einem Metallkontakt 36 (bes­ ser in Fig. 4 zu sehen) des Halbleiterbauelements verbunden ist. Ein zweiter Metallkontakt 38 ist über einen Bonddraht 20 mit einem zweiten elektrischen Anschlußteil 22 der Leucht­ diode verbunden.
Die gesamte Anordnung ist zur Stabilisierung, zum Schutz und zur Gewährleistung einer guten Auskopplung der emittierten Strahlung mit Epoxidharz 28 vergossen, das für die blaue Strahlung der Leuchtdiode transparent ist.
Die spektrale Verteilung 60 der Strahlung einer blauen GaN- Leuchtdiode hat ein Maximum bei etwa 430 nm bei einer 50%- Breite von etwa 60 nm (Fig. 3). Die dominante Wellenlänge λdom, das heißt die sich aus einer Faltung der spektralen Ver­ teilung mit der Augenempfindlichkeitskurve ergebenen Peakwel­ lenlänge, liegt bei etwa 460 nm. Ein Anteil von nur etwa 4,6% der emittierten Leistung liegt im kurzwelligen Bereich von 350 nm bis 400 nm.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer GaxAlyIn1-x-yN- Leuchtdiode, mit 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, und x + y = 1, aufgewach­ sen auf einem SiC-Substrat 50. Der Schichtstapel 30 weist da­ bei eine aktive Schicht 32, beispielsweise einen Einfachquan­ tentopf (SQW, Single Quantum Well) oder einen Mehrfachquan­ tentopf (MQW, Multiple Quantum Well) auf. Wie der genaue Auf­ bau und die Zusammensetzung des Schichtstapels 30 zu wählen ist, um gewünschte Eigenschaften der Leuchtdiode zu erhalten, ist im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, und wird, da der genaue Aufbau im vorliegenden Zusammenhang keine besonde­ re Bedeutung hat, nachfolgend nicht näher erläutert.
Bei der ersten Bauweise der GaxAlyIn1-x-yN-Leuchtdiode wird der Hauptanteil der emittierten Strahlung über die Oberseite 31 des Schichtstapels 30 abgegeben. Es genügt daher zur Redukti­ on des kurzwelligen Strahlungsanteils die Oberseite 31 des Schichtstapels zu vergüten.
In der Ausführungsform der Fig. 2 wurde nach dem Ätzen der GaxAlyIn1-x-yN-Schicht zum Durchtrennen des p/n-Übergangs auf die Oberfläche 31 eine 380 nm dicke Schicht 34 aus Indium- Zinn-Oxid (ITO) aufgebracht. Die ITO-Schicht 34 ist leitfähig und fungiert damit einerseits als p-Kontaktschicht zur gleichmäßigen Verteilung des über den Metallkontakt 38 in die Schichtstruktur eingeprägten Stroms über die ganze Fläche der aktiven Schicht 32.
Die ITO-Schicht 34 ist andererseits für Strahlung im blauen Spektralbereich durchlässig. Die Transmission beträgt bei 460 nm etwa 65% und steigt bei längeren Wellenlängen bis auf über 90% an. Zugleich absorbiert die ITO-Schicht 34 einen nennens­ werten Anteil der unerwünschten Strahlung im Bereich von 350 nm bis 420 nm. Die Absorption beträgt bei der gewählten Schichtdicke bei 400 nm bereits 55%.
Der genaue Wert der Schichtdicke der ITO-Schicht 34 ist vor­ liegend nicht kritisch. Er kann in weitem Bereich, insbeson­ dere im Bereich von 100 nm bis 1500 nm variiert werden um je nach den spezieller Anforderungen eine optimale Abstimmung von ausreichender Leitfähigkeit, hoher Transmission bei den Nutzwellenlängen im blauen Spektralbereich und ausreichend hoher Absorption im kurzwelligen Spektralbereich zu erhalten.
In der Ausgestaltung von Fig. 2 hat die ITO-Schicht also eine zweifache Funktion. Sie dient sowohl als leitfähige Kontakt­ schicht, als auch als Vergütungsschicht, die kurzwellige An­ teile der Leuchtdiodenstrahlung absorbiert und dadurch den Alterungsprozess der Vergußmaterials verlangsamt.
Selbstverständlich kann anstelle von Indium-Zinn-Oxid auch ein anderes leitfähiges oder nicht leitfähiges Material als Massenfilter zur Absorption des kurzwelligen Strahlungsan­ teils verwendet werden. Allerdings kann das Material der Ver­ gütungsschicht nur dann gleichzeitig als p-Kontaktschicht dienen, wenn es leitfähig ist. Andernfalls sind wie nachfolgend im Zusammenhang mit Interferenzfilterschichten beschrie­ ben, zwei getrennte Schichten notwendig, die die Funktionen der Stromverteilung und der Strahlungsabsorption übernehmen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Bauweise einer erfindungsgemäßen Leuchtdiode, bei der das SiC-Substrat 14 so gesägt ist, daß die Seitenwände des Substrats unterhalb des Schichtstapels 30 einen schräg verlaufenden Abschnitt 14a aufweisen. Oberhalb und unterhalb des schräg verlaufenden Abschnitts 14a verlau­ fen die Seitenwände des Substrats in Abschnitten 14b und 14c in üblicher Weise senkrecht zum Schichtstapel 30. Das gesägte Substrat 14 fungiert zugleich, wie in Fig. 1 gezeigt, als Montagesockel.
Da bei dieser Bauweise ein wesentlicher Anteil der Nutzstrah­ lung über die schrägen Abschnitte 14a des SiC-Substrats 14 emittiert wird, ist die ganze Baugruppe, bestehend aus Schichtstapel 30 und Substrat 14 von einer Vergütungsschicht 44 umgeben. Elektrischer Kontakt zum Schichtstapel 30 wird über einen ersten Metallkontakt 38 und eine p-Kontaktschicht 40 an der Schichtoberseite und einen zweiten Metallkontakt 36 an der Unterseite des leitfähigen SiC-Substrats 14 herge­ stellt. Zwischen der Vergütungsschicht 44 und dem Schichtsta­ pel 30 ist eine transparente Passivierungsschicht 42 vorgese­ hen.
Die Vergütungsschicht 44 besteht hier aus einer alternieren­ den Schichtfolge dielektrischer Schichten, im Ausführungsbei­ spiel aus einer Abfolge von TiO2- und SiO2-Schichten (siehe auch Fig. 6), die wahlweise durch Aufdampfen, Sputtern, Plasmaunterstüzte chemische Abscheidung oder ein Ionenstrahl­ beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Die Vergütungs­ schicht 44 wirkt also als Interferenzfilter oder sogenannter Verteilter Bragg-Reflektor (DBR, distributed Bragg reflec­ tor). Dabei werden die Schichtdicken und die Zahl der alter­ nierenden Schichten in an sich bekannter Weise so gewählt, daß Strahlung einer Wellenlänge unterhalb von 420 nm von der Vergütungsschicht mit gewünschter Reflektivität R bei ge­ wünschter Kantensteilheit reflektiert wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer blauen Leuchtdiode, bei der eine dielektrische Interferenzfilter- Vergütungsschicht 54 bei einer Leuchtdiode konventioneller Bauweise auf die p-Kontaktschicht 40 aufgebracht ist. Die Vergütungsschicht kann neben der p-Kontaktschicht 40 auch die Seitenflächen des Schichtstapels 30 bedecken, da die dielek­ trischen Schichten elektrisch isolierend sind und somit kei­ nen Kurzschluß des p/n-Übergangs verursachen. Der n-Kontakt ist bei dieser Ausführungsform durch zwei Metallpads 56 ge­ bildet.
In der detaillierteren Darstellung der Fig. 6 ist angedeu­ tet, wie der Interferenzfilterstapel 54 aus einer alternie­ renden Abfolge von TiO2-Schichten 54a und SiO2-Schichten 54b besteht, die einen verteilten Bragg-Reflektor bilden.

Claims (10)

1. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement, mit
  • - einer Schichtstruktur (30), die eine aktive Schicht (32) enthält, die im Betrieb Strahlung einer spektralen Verteilung (60) emittiert, und
  • - elektrischen Kontakten (36; 56, 38, 40) zur Einprägung eines Stroms in die Schichtstruktur (30),
gekennzeichnet durch eine die aktive Schicht (32) zumindest teilweise umgebende Vergütungsschicht (34; 44; 54), die einen kurzwelligen Anteil der emittierten Strahlung (60) zurückhält.
2. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die Vergütungsschicht (34) einen kurzwelligen An­ teil der emittierten Strahlung (60) absorbiert.
3. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Vergütungsschicht (44; 54) einen kurz­ welligen Anteil der emittierten Strahlung (60) reflektiert.
4. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, bei dem die Vergütungsschicht (44; 54) einen Schichtstapel dielektrischer Schichten (54a, 54b) umfaßt, die ein Interfe­ renzkantenfilter bilden.
5. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Vergütungsschicht (34) ei­ ne Hauptfläche (31) des Schichtstapels (30) im wesentlichen vollständig bedeckt.
6. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, bei dem die Vergütungsschicht (34) elektrisch leitfähig ist, und von einem ersten der elektrischen Kontakte zur Stro­ meinprägung umfaßt ist.
7. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die aktive Schicht (32) Strah­ lung (60) im blauen und ultravioletten Spektralbereich emit­ tiert, und die Vergütungsschicht (34; 44; 54) Strahlung im ul­ travioletten Spektralbereich zurückhält.
8. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Vergütungsschicht (34; 44; 54) Strahlung einer Wellenlänge von unterhalb von etwa 430 nm, bevorzugt von unterhalb von etwa 420 nm zurückhält.
9. Strahlungsemittierendes optisches Bauelement mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement nach einem der vorigen Ansprüche,
bei dem das Halbleiterbauelement von einem im langwelligeren Anteil der emittierten Strahlung (60) transparenten Material (28) umhüllt ist, und
die Vergütungsschicht (34; 44; 54) zwischen der aktiven Schicht (32) des Halbleiterbauelements und dem transparenten Umhül­ lungsmaterial (28) angeordnet ist.
10. Strahlungsemittierendes optisches Bauelement nach An­ spruch 9, bei dem das transparente Material (28) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Epoxidharz, Epoxypressmassen und Acrylaten.
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