DE102005013580B4 - Licht emittierendes Element - Google Patents

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Abstract

Licht emittierendes Element hoher Effizienz mit:- einem Substrat (10);- einer auf diesem hergestellten n-Halbleiternitridschicht (12);- einer parallel zur Substratoberfläche auf der n-Halbleiternitridschicht (12) hergestellten Nitrid-Lichtemissionsschicht (13);- einer auf dieser hergestellten p-Halbleiternitridschicht (14) mit einer Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (141) in ihrer von der Nitrid-Lichtemissionsschicht (13) abgewandten Fläche, die sich von der Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht (14) aus nach unten erstrecken und deren Tiefe zwischen 60 nm und 1 µm beträgt; undeiner auf der p-Halbleiternitridschicht (14) ausgebildeten transparenten, leitenden Oxidschicht (25), wobei zwischen dieser und der p-Halbleiternitridschicht (14) eine Invertiertunnelungskontaktschicht (28) ausgebildet ist, deren Dicke weniger als 10 nm beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Element wie z. B. eine Leuchtdiode.
  • Leuchtdioden finden viele Anwendungen, wozu optische Anzeigegeräte, Verkehrssignale, Datenspeicher, Kommunikationseinrichtungen, Beleuchtungsvorrichtungen und medizinische Geräte gehören.
  • Eine herkömmliche Leuchtdiode verfügt über die folgenden Schichten in der genannten Reihenfolge: ein Substrat, eine erste Elektroden-Halbleiterschicht, eine Lichtemissionsschicht, eine zweite Elektroden-Halbleiterschicht sowie eine transparente, leitende Schicht. LED-Licht läuft in allen Richtungen, anstatt dass es an eine Stelle fokussiert würde. Dabei wird das Licht nicht leicht von der LED abgestrahlt, da gemäß dem Snell'schen Gesetz nur Licht, das innerhalb eines kritischen Winkels Θc emittiert wird, vollständig abgestrahlt wird, während anderes Licht reflektiert und absorbiert wird. Anders gesagt, muss der Winkel von LED-Licht in einem Kegel mit dem Öffnungswinkel 2Θc liegen, damit das Licht vollständig abgestrahlt wird. Licht, das unter einem Winkel über 2Θc emittiert wird, wird reflektiert. Die Oberfläche einer herkömmlichen Leuchtdiode ist häufig von planarer Struktur, wodurch der kritische Winkel sehr klein ist und der größte Teil des Lichts reflektiert wird. Das reflektierte Licht wird vom Halbleitermaterial absorbiert, wodurch der Lichtemissions-Wirkungsgrad abnimmt. Um diesen zu erhöhen, ist es wesentlich, eine vollständige Reflexion von Licht zu verhindern.
  • Eine herkömmliche Lösung für das vorstehend angegebene Problem besteht im Ausbilden einer Mikrolinse auf der obersten Schicht einer LED, wodurch der kritische Winkel vergrößert werden kann und der größte Anteil des Lichts vollständig abgestrahlt wird, wodurch die Lichtausgangsleistung einer LED zunimmt. Eine andere Lösung besteht im Anwenden einer Technologie für photonische Kristalle, um den Totalreflexionseffekt zu überwinden und den Lichtemissions-Wirkungsgrad zu erhöhen. Jedoch benötigen diese bekannten Techniken komplizierte Herstellprozesse, was die Ausbeute senkt und die Kosten erhöht. Ferner ist bei diesen bekannten Leuchtdioden eine Halbleiterschicht mit bestimmter Dicke auf der Lichtemissionsschicht als Fenster- oder Kontaktschicht erforderlich, und von der Lichtemissionsschicht zur Halbleiterschicht emittiertes Licht wird durch die letztere teilweise absorbiert. So kann mit diesen bekannten Techniken zwar das Problem der Totalreflexion gelöst werden, jedoch kann das Problem der Lichtabsorption in der Halbleiterschicht nicht gelöst werden.
  • Die US 2003/0218179 A1 beschreibt eine Halbleiter-Lichtemissions-Vorrichtung auf Nitrid-Basis mit einem Substrat, einer darauf ausgebildeten p-Elektrode, einer p-Typ-Hüllschicht, einer p-Typ-Ladungsträger-Stoppschicht, einer Lichtemissionsschicht, drei weiteren Hüllschichten vom n-Typ und einer Lichtaustrittsschicht vom n-Typ mit einer Vielzahl von Unregelmäßigkeiten von ihrer Oberfläche. Die Unregelmäßigkeiten können dabei als Sechseckpyramide-Vertiefungen ausgebildet sein. Auf der Lichtaustrittsschicht vom n-Typ ist eine transparente Elektrodenschicht aus Aluminium durch Dampfabscheidungen ausgebildet, auf der sich eine n-Elektrode befindet.
  • Eine weitere Halbleiter-Lichtemissions-Vorrichtung, auf GaN-Basis ist aus der JP H 06-291368 A bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist eine n-Halbleiterschicht auf einem Substrat auf, auf der eine p-Halbleiterschicht ausgebildet ist. Durch entsprechende Dotierungen wird erreicht, dass die als Lichtaustrittsfläche der lichtemittierenden Vorrichtung dienende Oberfläche der p-Halbleiterschicht eine unregelmäßige Struktur aufweist.
  • Aus der US 2002/0179918 A1 ist eine Licht emittierende Diode bekannt, bei der auf einem isolierenden Saphirsubstrat ein Licht emittierender Halbleiterstapel vorgesehen ist. Auf der vom Substrat abgewandten obersten p-Halbleiterschicht des Halbleiterstapels ist eine Invertiertunnelungsschicht vom n+-Typ vorgesehen, auf der wiederum eine transparente leitende Oxidschicht ausgebildet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Licht emittierendes Element hoher Effizienz zu schaffen, bei dem die Lichtabsorption in einer Halbleiterschicht verringert, der Lichtemissions-Wirkungsgrad erhöht, und gleichzeitig die Kontaktierung verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch das Licht emittierende Element gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.
  • Bei der Erfindung werden Sechseckpyramide-Vertiefungen in einem Nitridmaterial verwendet. Da die Gitterorientierung eines Nitridmaterials hexagonal ist, können die genannten Sechseckpyramide-Vertiefungen im Nitridmaterial mit Gittercharakter erzeugt werden. Die in der Oberfläche ausgebildeten Sechseckpyramide-Vertiefungen erhöhen nicht nur die Lichtemissions-Gesamtfläche, sondern sie verringern auch Lichtverluste aufgrund von Totalreflexion, wenn das in der Lichtemissionsschicht erzeugte Licht durch die Oberfläche läuft. Da sich die Sechseckpyramide-Vertiefungen von der Oberfläche aus nach unten erstrecken, erfährt das in diesem emittierten Licht keine Schwächung durch Absorption im Halbleitermaterial. D. h., dass bei erfindungsgemäßen Licht emittierenden Elementen der Lichttransmissionsweg in der oberen Halbleiterschicht der Lichtemissionsschicht verkürzt werden kann und die Möglichkeit einer Absorption durch das Halbleitermaterial verringert werden kann, wodurch ein erhöhter Lichtemissions-Wirkungsgrad erzielt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnug näher erläutert.
    • 1 ist ein Diagramm eines Licht emittierenden Elements, das der Erläuterung der Erfindung dient.
    • 2 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen mehrerer an der Oberfläche einer p-Halbleiternitridschicht ausgebildeter Sechseckpyramide-Vertiefungen.
    • 3 ist ein Diagramm eines Licht emittierenden Elements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • 4 ist ein Diagramm eines Licht emittierenden Elements, das der Erläuterung der Erfindung dient.
    • 5 ist ein Diagramm zur Beziehung zwischen der Dichte von Sechseckpyramide-Vertiefungen und der Helligkeit eines Licht emittierenden Elements.
    • 6 ist ein Diagramm zur Beziehung zwischen der oberen Diagonalenlänge von Sechseckpyramide-Vertiefungen und der Helligkeit eines Licht emittierenden Elements.
    • 7 ist ein Diagramm zur Beziehung zwischen der Tiefe von Sechseckpyramide-Vertiefungen und der Helligkeit eines Licht emittierenden Elements.
    • 8 ist ein Lebensdauerdiagramm für ein erfindungsgemäßes Licht emittierendes Element.
  • Alle erfindungsgemäßen Licht emittierenden Elemente sind solche hoher Effizienz.
  • Das in der 1 dargestellte Licht emittierende Element 1 verfügt über die folgenden Schichten in der genannten Reihenfolge: ein Saphirsubstrat 10, eine Nitrid-Pufferschicht 11 sowie eine n-Halbleiternitridschicht 12 mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, die von der Nitrid-Pufferschicht 11 entfernt sind. Auf der ersten Fläche ist eine Mehrfachquantentrognitrid-Lichtemissionsschicht 13 ausgebildet, auf der wiederum eine p-Halbleiternitridschicht 14 ausgebildet ist, die an ihrer Oberfläche, entfernt von der Mehrfachquantentrog-Nitrid-Lichtemissionsschicht 13 eine Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 aufweist, die sich von der genannten Oberfläche aus nach unten erstrecken. Ferner ist auf der p-Halbleiternitridschicht 14 eine transparente, leitende Schicht 15 ausgebildet, deren Transparenz im Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 700 nm über 50 % beträgt. Auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht 12 ist eine n-Elektrode 16 ausgebildet, während auf der transparenten, leitenden Schicht 15 eine p-Elektrode 17 ausgebildet ist.
  • Die 2 ist ein Diagramm, das mehrere der an der Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht 14 ausgebildeten Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 zeigt. Diese sind in das Innere der p-Halbleiternitridschicht 14 hinein ausgebildet. Es kann ein oberflächenaktiver Stoff, wie Si oder Mg, angebracht werden, um die Kristallkeimbildung für die Sechseckpyramide- Vertiefungen 141 zu ändern, um sie an der Oberfläche der p- Halbleiternitridschicht 14 oder im Inneren derselben auszubilden, wenn die Anfangsschichten für die Sechseckpyramide- Vertiefungen 141 wachsen. Die Menge und die zeitliche Verwendung des oberflächenaktiven Stoffs kann die Größe und die Dichte der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 bestimmen, wodurch der Lichtemissions-Wirkungsgrad variiert werden kann.
  • Die Strukturen der Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 stehen mit den physikalischen Kristalleigenschaften eines Nitrids in Zusammenhang, und die Form und der Winkel derartiger Strukturen hängen von den Kristalleigenschaften des Nitrids ab. Als Beispiel sei ein C-(0001) Saphirsubstrat betrachtet. Dann beträgt jeder Winkel zwischen benachbarten Pyramidenflächen ungefähr 120°, und diese Pyramidenflächen sind Gitterflächen vom Typ (10-11) oder (11-22). Der Winkel zwischen einer Pyramidenfläche und der zentralen Normalen einer Sechseckpyramide-Vertiefung 141 beträgt ungefähr 60°.
  • Die Konfiguration eines zweiten Licht emitterenden Elements ist der des in 1 gezeigten Licht emittierenden Elements mit dem Unterschied ähnlich, dass die Anfangsschichten für die Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 bei einer Epitaxietemperatur zwischen 700°C und 950°C gezüchtet werden, um die Kristallkeimbildung zu ändern und dadurch die Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 an der Oberfläche der p- Halbleiternitridschicht 14 oder im Inneren derselben auszubilden. Durch Variieren der Epitaxiezüchtungstemperatur und von Erwärmungs- oder Kühlvorgängen können die Größe und die Dichte der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 bestimmt werden, um den Lichtemissions-Wirkungsgrad zu variieren.
  • Die Konfiguration eines dritten Licht emitterenden Elements ist der des in 1 gezeigten Licht emittierenden Elements ähnlich, jedoch mit dem Unterschied, dass die p- Halbleiternitridschicht in einer stickstoffreichen Umgebung gezüchtet wird, um die Kristallkeimbildung zu ändern, um die Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 auf der Oberfläche der p- Halbleiternitridschicht 14 oder ihrem Inneren auszubilden. Durch Modulation der Epitaxiezüchtungsumgebung und des Anteils von Stickstoff, Wasserstoff und einer Stickstoffquelle können die Größe und die Dichte der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 bestimmt werden, um den Lichtemissions-Wirkungsgrad zu variieren.
  • Die Konfiguration eines vierten Licht emitterenden Elements ist der des in 1 gezeigten Licht emittierenden Elements ähnlich, jedoch mit dem Unterschied, dass die Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht 14 durch ein chemisches Nassätzverfahren, wie mit H3PO4 mit hoher Temperatur, geätzt wird, um die Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 auszubilden. Durch die Ätzrate und die Konzentration der Ätzlösung können die Größe, die Dichte und die Tiefe der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 141 bestimmt werden, um den Lichtemissions-Wirkungsgrad zu variieren.
  • Die Konfiguration eines fünften Licht emitterenden Elements ist der des in 1 gezeigten Licht emittierenden Elements ähnlich, jedoch mit dem Unterschied, dass, wie bei den vorigen Ausführungsformen, kleinere Sechseckpyramide-Vertiefungen durch ein Epitaxieverfahren ausgebildet werden und dann durch Ätzen derselben durch ein chemisches Nassätzverfahren größere Sechseckpyramide-Vertiefungen ausgebildet werden, wodurch der Lichtemissions-Wirkungsgrad variiert wird. Wenn die Sechseckpyramide-Vertiefungen direkt durch ein Epitaxieverfahren ausgebildet werden, treten am Rand derselben Spannungen auf, wodurch Epitaxiedefekte auftreten. Dadurch wird die Epitaxiequalität verringert, und elektrische Eigenschaften von LEDs werden beeinträchtigt. Wenn dagegen eine kleinere Sechseckpyramide-Vertiefung als Erstes durch ein Epitaxieverfahren ausgebildet wird und diese dann durch ein chemisches Nassätzverfahren vergrößert wird, treten am Rand derselben keine Spannungen auf, so dass die Epitaxiequalität nicht beeinträchtigt wird. Außerdem ist es zu beachten, dass der Boden einer Sechseckpyramide-Vertiefung über der Mehrfachquantentrog-Nitrid-Lichtemissionsschicht liegen muss. Würde er sich in diese hinein erstrecken, würden schlechte elektrische LED-Eigenschaften erzielt werden.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Das in der 3 dargestellte Licht emittierende Element 2 gemäß der Erfindung ist dem bisher erläuterten Licht emittierenden Element 1 ähnlich, jedoch mit dem Unterschied, dass die transparente, leitende Schicht 15 durch eine transparente, leitende Oxidschicht 25 ersetzt ist und zwischen dieser und der p-Halbleiternitridschicht 14 eine Invertiertunnelungskontaktschicht 28 ausgebildet ist. Die Dicke derselben beträgt weniger als 10 nm, und ihre Ladungsträgerkonzentration ist größer als 5*1018 cm-3. Diese Schicht 28 sorgt für einen perfekten Ohm'schen Kontakt zwischen der transparenten, leitenden Oxidschicht 25 und der p-Halbleiternitridschicht 14. Wenn die LED mit einer Durchlassspannung betrieben wird, wirkt die Grenzfläche zwischen der n-Invertiertunnellungskontaktschicht 28 und der p- Halbleiternitridschicht 14 als Sperrspannungsgebiet, wodurch ein Verarmungsbereich gebildet wird. Da die n-Invertiertunnelungskontaktschicht 28 nicht dick ist, können Ladungsträger innerhalb der transparenten, leitenden Oxidschicht 25 durch einen Tunneleffekt in die p-Halbleiternitridschicht 14 injiziert werden, wodurch die LED eine niedrige Betriebsvorspannung aufweist. Die Invertiertunnelungskontaktschicht 28 kann eine Übergitterstruktur aufweisen, die mindestens ein Material aufweist, das aus der aus AlxGa1-xN und InyGa1-yN bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 gelten, und wobei x und y nicht gleichzeitig 0 sein können.
  • Das in der 4 dargestellte Licht emittierende Element 3 ist dem Licht emittierenden Element 1 gemäß 1 ähnlich, wobei der Unterschied darin besteht, dass ein n-Elektrodenkontaktbereich 321 und ein Nicht-Elektrodenkontaktbereich 322 auf einer zweiten Fläche einer n-Halbleiternitridschicht 32 ausgebildet sind. Die n-Elektrode 16 ist auf dem n-Elektrodenkontaktgebiet 321 ausgebildet, und in der Oberfläche des Nicht-Elektrodenkontaktbereichs 322 ist eine Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 341 ausgebildet, die sich von der genannten Oberfläche aus nach unten erstrecken. Durch die Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen 341 kann laterales Licht verringert werden, das mehrfach zwischen dem Saphirsubstrat 10 und der n-Halbleiternitridschicht 32 reflektiert wird, wodurch dieses laterale Licht effizient emittieren kann, um den Lichtemissions-Wirkungsgrad der LED zu erhöhen.
  • Wie es aus dem Diagramm der 5 erkennbar ist, nimmt die Helligkeit von 117 mcd auf 150 mcd zu, wenn die Dichte der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen von 1*108 cm-2 auf 2*109 cm-2 zunimmt. Daher kann durch Erhöhen der Dichte der Sechseckpyramide-Vertiefungen tatsächlich die Helligkeit einer LED verbessert werden.
  • Bei der Betrachtung der 6 ist zu berücksichtigen, dass die obere Diagonalenlänge einer Sechseckpyramide-Vertiefung die Länge von der Spitze einer Sechseckpyramide-Vertiefung zu einem der Ecken des Sechsecks ist. Wie es aus der 6 erkennbar ist, nimmt die Helligkeit von 128 mcd auf 173 mcd zu, wenn die obere Diagonalenlänge einer Sechseckpyramide- Vertiefung von 122 nm auf 168 nm vergrößert wird. Daher kann durch Vergrößern der Sechseckpyramide-Vertiefungen tatsächlich die LED-Helligkeit verbessert werden.
  • Wie es aus der 7 erkennbar ist, nimmt die Helligkeit von 130 mcd auf 150 mcd zu, wenn die Tiefe einer Sechseckpyramide-Vertiefung von 60 nm auf 125 nm erhöht wird. Daher kann durch eine tiefe Sechseckpyramide-Vertiefung tatsächlich die LED-Helligkeit verbessert werden.
  • Das Lebensdauer-Testdiagramm der 8 wurde mit einem bei Raumtemperatur und einem Strom von 30 mA betriebenen Licht emittierenden Element mit einem 5-mm-Lampengehäuse aufgenommen. Wie erkennbar, verfügt das erfindungsgemäße Element über hervorragende Zuverlässigkeit. Nach einem Test von 500 Stunden ist das Verhältnis Iv/Iv(0) größer als 1.
  • Bei der oben angegebenen Ausführungsform kann das Saphirsubstrat ein solches mit (0001)- oder (11-20)-Orientierung mit einem Versatzwinkel zwischen 0° und 10° sein. Das Substrat kann aus mindestens einem aus der aus GaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO, MgAl2O4 und Glas bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen. Die Nitrid-Pufferschicht kann aus mindestens einem aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen. Die Mehrfachquantentrog-Nitrid-Lichtemis-sionsschicht kann aus mindestens einem aus der aus GaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen. Außerdem kann diese Schicht durch eine Doppelheterostruktur oder eine Einfachquantentrogstruktur ersetzt werden. Die p-Halbleiternitridschicht kann aus mindestens einem aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen. Die Invertiertunnelungskontaktschicht kann aus mindestens einem aus der aus InGaN und GaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen. Die dünne, leitende Metallschicht kann aus mindestens einem aus der aus Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Ni/au, TiW, TiN, WSi, Au/Ge, Pt, Pd, Rb oder anderen Ersatzmaterialien bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen. Die transparente, leitende Oxidschicht kann aus mindestens einem aus der aus Indiumzinnoxid, Cadmiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Zinkaluminiumoxid und Zinkzinnoxid bestehenden Gruppe ausgewählten Material bestehen.

Claims (25)

  1. Licht emittierendes Element hoher Effizienz mit: - einem Substrat (10); - einer auf diesem hergestellten n-Halbleiternitridschicht (12); - einer parallel zur Substratoberfläche auf der n-Halbleiternitridschicht (12) hergestellten Nitrid-Lichtemissionsschicht (13); - einer auf dieser hergestellten p-Halbleiternitridschicht (14) mit einer Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (141) in ihrer von der Nitrid-Lichtemissionsschicht (13) abgewandten Fläche, die sich von der Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht (14) aus nach unten erstrecken und deren Tiefe zwischen 60 nm und 1 µm beträgt; und einer auf der p-Halbleiternitridschicht (14) ausgebildeten transparenten, leitenden Oxidschicht (25), wobei zwischen dieser und der p-Halbleiternitridschicht (14) eine Invertiertunnelungskontaktschicht (28) ausgebildet ist, deren Dicke weniger als 10 nm beträgt.
  2. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (10) aus mindestens einem aus der aus GaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgO, MgAl2O2, Saphir und Glas bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht.
  3. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Halbleiternitridschicht (12) aus mindestens einem aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht.
  4. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrid-Lichtemissionsschicht (13) aus mindestens einem aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht.
  5. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrid-Lichtemissionsschicht (13) mit Doppelheterostruktur, Einfachquantentrogstruktur oder Mehrfachquantentrogstruktur vorliegt.
  6. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die p-Halbleiternitridschicht (14) aus mindestens einem aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht.
  7. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (141) an der Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht (14) durch ein epitaktisches Züchtungsverfahren hergestellt wurde.
  8. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (141) an der Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht (14) durch ein Nassätzverfahren hergestellt wurde.
  9. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (141) an der Oberfläche der p-Halbleiternitridschicht (14) durch ein epitaktisches Züchtungsverfahren und ein Nassätzverfahren hergestellt wurde.
  10. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Boden der Sechseckpyramide-Vertiefungen (141) und der Oberfläche der n-Halbleiternitridschicht (12) nicht kleiner als der Abstand zwischen der Oberfläche der Nitrid-Lichtemissionsschicht (13) und der Oberfläche der n-Halbleiternitridschicht (12) ist.
  11. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Halbleiternitridschicht eine erste und eine zweite vom Substrat entfernte Fläche aufweist, wobei die Nitrid-Lichtemissionsschicht (13, 32) auf der ersten Fläche ausgebildet ist.
  12. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht (32) eine erste Elektrode in einem Elektrodenkontaktbereich (321) ausgebildet ist, und dass eine Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (341) auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht (32) in einem Nicht-Elektrodenkontaktbereich (322) ausgebildet ist.
  13. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (341) auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht (32) zwischen 1*107 cm-2 und 1*1011 cm-2 beträgt.
  14. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Vielzahl von Sechseckpyramide-Vertiefungen (341) auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht (32) zwischen 5*107 cm-2 und 1*1010 cm-2 beträgt.
  15. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Sechseckpyramide-Vertiefungen (341) auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht (32) zwischen 60 nm und 1 µm beträgt.
  16. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sechseckpyramide-Vertiefungen (341) auf der zweiten Fläche der n-Halbleiternitridschicht (32) durch ein Nassätzverfahren ausgebildet sind.
  17. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (10) ein C-(0001)-Saphirsubstrat ist, der Winkel zwischen jeweils benachbarten Pyramideninnenseiten einer Sechseckpyramide-Vertiefung (141) etwa 120° beträgt, die Pyramidenfläche eine (10-11)- oder eine (11-22)-Gitterfläche ist und der Winkel zwischen einer Pyramidenfläche und der zentralen Normalen einer Sechseckpyramide-Vertiefung (141) etwa 60° beträgt.
  18. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Pufferschicht (11) zwischen dem Substrat (10) und der n-Halbleiternitridschicht (12).
  19. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferschicht (11) aus mindestens einem aus der aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht.
  20. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungstyp der Invertiertunnelungskontaktschicht (28) demjenigen der p-Halbleiternitridschicht (14) entgegengesetzt ist und ihre Ladungsträgerkonzentration nicht unter 5*1018 cm-3 beträgt.
  21. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Invertiertunnelungskontaktschicht (28) aus mindestens einem aus der aus InGaN und GaN bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht.
  22. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Invertiertunnelungskontaktschicht (28) einen niedrigen spezifischen Widerstand und eine Übergitterstruktur aufweist.
  23. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergitterstruktur aus mindestens einem aus der aus AlxGa1-xN und InyGa1-yN bestehenden Gruppe ausgewählten Material besteht, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤1 gelten, und x und y nicht gleichzeitig 0 sein können.
  24. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transparenz der transparenten, leitenden Schicht (25) im Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 700 nm über 50 % beträgt.
  25. Licht emittierendes Element hoher Effizienz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saphirsubstrat (10) ein solches mit einer (0001)- oder (11- 20)-Orientierung und einem Versatzwinkel zwischen 0° und 10° ist.
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