DE102007062041A1 - Polarized radiation emitting semiconductor chip - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strahlung emittierenden Halbleiterchip, der unter Ausnutzung des Purcell-Effekts polarisiertes Licht abstrahlt.The invention relates to a radiation-emitting semiconductor chip which radiates polarized light by utilizing the Purcell effect.

Description

Die Erfindung betrifft einen polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchip.The The invention relates to a polarized radiation emitting semiconductor chip.

Strahlung emittierende Halbleiterchips oder auch Leuchtdioden sind wegen ihrer kompakten Größe und Effizienz vorteilhafte Lichtquellen. Allerdings ist die erzeugte Strahlung aufgrund spontaner Emission meist ungerichtet und unpolarisiert. Jedoch erfordern Anwendungen wie zum Beispiel die LCD-Hinterleuchtung polarisierte Strahlung. Bei herkömmlichen optischen Systemen wird daher die von den Leuchtdioden erzeugte Strahlung durch ein den Leuchtdioden nachgeordnetes Polarisationsfilter polarisiert. Dies steht aber einem kompakten Aufbau entgegen. Auch geht bei diesen Systemen typischerweise die nicht durchgelassene Strahlung verloren, das heißt sie wird im System nicht weiter genutzt, worunter die Effizienz des Systems leidet.radiation emitting semiconductor chips or light-emitting diodes are because of their compact size and efficiency advantageous light sources. However, the generated radiation is due to spontaneous emission mostly undirected and unpolarized. However, applications such as the LCD backlight require polarized Radiation. In conventional Optical systems is therefore the one generated by the LEDs Radiation by a light-emitting diode downstream polarizing filter polarized. But this is contrary to a compact design. Also these systems are typically the non-transmitted Radiation lost, that is it is not used in the system any more, including the efficiency of the system suffers.

Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, einen Strahlung emittierenden Halbleiterchip anzugeben, der auf effiziente Weise polarisierte Strahlung erzeugt. Diese Aufgabe wird durch einen polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 1 oder einen polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 20 gelöst.A to be solved The object here is to emit a radiation Semiconductor chip, which efficiently polarized radiation generated. This task is emitted by a polarized radiation Semiconductor chip according to claim 1 or a polarized radiation emitting semiconductor chip according to claim 20 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchips sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.advantageous Further developments of the polarized radiation-emitting semiconductor chip are in the dependent claims specified.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der polarisierte Strahlung emittierende Halbleiterchip eine Strahlung erzeugende aktive Zone und ein Polarisationsfilter, das eine erste Strahlung mit einer ersten Polarisation reflektiert und eine zweite Strahlung mit einer zweiten Polarisation transmittiert, wobei die Strahlung erzeugende aktive Zone zwischen einer Strahlungsauskoppelfläche des Halbleiterchips und dem Polarisationsfilter angeordnet ist, und wobei ein Abstand d1 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter derart eingestellt ist, dass eine von der aktiven Zone in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten ersten Strahlung interferiert.According to a preferred embodiment of the invention, the polarized radiation-emitting semiconductor chip comprises a radiation-generating active zone and a polarization filter which reflects a first radiation with a first polarization and transmits a second radiation with a second polarization, wherein the radiation-generating active zone between a radiation coupling-out surface of the Semiconductor chips and the polarizing filter is arranged, and wherein a distance d 1 between the active zone and the polarizing filter is set such that a radiation emitted by the active zone in the direction of the radiation coupling-out surface with the reflected first radiation.

Vorliegend ist unter der ersten Strahlung der Anteil der von der aktiven Zone emittierten Strahlung zu verstehen, der die erste Polarisation aufweist. Ferner ist unter der zweiten Strahlung der Anteil der von der aktiven Zone emittierten Strahlung zu verstehen, der die zweite Polarisation aufweist.present is under the first radiation, the proportion of the active zone To understand emitted radiation having the first polarization. Furthermore, under the second radiation, the proportion of the active Zone emitted radiation to understand the second polarization having.

Bei der genannten Ausführungsform kann die von dem Halbleiterchip ausgesandte Gesamtstrahlung bei einer ersten Variante im Wesentlichen die erste Polarisation aufweisen. Es kann jedoch bei einer zweiten Variante auch der Fall sein, dass die Gesamtstrahlung im Wesentlichen die zweite Polarisation aufweist.at the said embodiment can the emitted from the semiconductor chip total radiation at a first variant substantially have the first polarization. However, in a second variant, it may also be the case that the total radiation has substantially the second polarization.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter derart eingestellt ist, dass die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten ersten Strahlung konstruktiv interferiert. Vorteilhafterweise wird dadurch die erste Strahlung verstärkt. Darüber hinaus ist bei diesem Abstand d1 die Intensität der ersten Strahlung gegenüber der Intensität der zweiten Strahlung besonders bevorzugt erhöht. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die zweite Strahlung nicht verstärkt wird.In an advantageous embodiment, the distance d 1 between the active zone and the polarization filter is set such that the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface constructively interferes with the reflected first radiation. Advantageously, this amplifies the first radiation. In addition, at this distance d 1, the intensity of the first radiation with respect to the intensity of the second radiation is particularly preferably increased. This can be achieved, for example, by not amplifying the second radiation.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Halbleiterchips gemäß der ersten Variante ist der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4, also insbesondere λ/4, 3λ/4 oder 5λ/4, wobei λ die Wellenlänge im Halbleiterchip ist. Der Abstand d1 ist so gewählt, dass die reflektierte erste Strahlung und die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung beim Austritt aus der aktiven Zone einen Phasenunterschied von m·2π aufweisen, wobei m eine ganze positive Zahl ist, d. h. sie sind phasengleich. Die erste Strahlung kann drei Phasensprünge erfahren, nämlich beim Austritt aus der aktiven Zone in eine angrenzende erste Halbleiterschicht, bei der Reflexion am Polarisationsfilter und beim Eintritt aus der ersten Halbleiterschicht in die aktive Zone.In an advantageous embodiment of the semiconductor chip according to the first variant, the distance d 1 between the active zone and the polarization filter is an odd multiple of λ / 4, ie in particular λ / 4, 3λ / 4 or 5λ / 4, where λ is the wavelength in the semiconductor chip is. The distance d 1 is selected so that the reflected first radiation and the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface have a phase difference of m × 2π on leaving the active zone, where m is an integer positive number, ie they are in phase. The first radiation can experience three phase jumps, namely when it exits the active zone into an adjacent first semiconductor layer, during the reflection at the polarization filter and when entering from the first semiconductor layer into the active zone.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter gleich groß oder kleiner als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone emittierten Strahlung. Dadurch kann zwischen der reflektierten ersten Strahlung und der ursprünglichen Strahlung Interferenz, insbesondere konstruktive Interferenz, auftreten.In a further advantageous embodiment, the distance d 1 between the active zone and the polarizing filter is equal to or smaller than the coherence length of the radiation emitted by the active zone. As a result, interference, in particular constructive interference, can occur between the reflected first radiation and the original radiation.

Die zweite Strahlung kann beispielsweise unverstärkt bleiben, wenn die erste Strahlung verstärkt wird. Darüber hinaus kann die zweite Strahlung gezielt unterdrückt werden. Hierfür weist der Strahlung emittierende Halbleiterchip vorzugsweise eine Reflexionsschicht auf, welche die zweite Strahlung reflektiert, wobei ein Abstand d2 zwischen der aktiven Zone und der Reflexionsschicht derart eingestellt ist, dass die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten zweiten Strahlung destruktiv interferiert. Vorteilhafterweise kann also die zweite Strahlung mittels destruktiver Interferenz unterdrückt werden. Hierbei ist der Abstand d2 vorzugsweise gleich groß oder kleiner als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone emittierten Strahlung. Hierbei ist das Polarisationsfilter zwischen der aktiven Zone und der Reflexionsschicht angeordnet.For example, the second radiation may remain unreinforced when the first radiation is amplified. In addition, the second radiation can be selectively suppressed. For this purpose, the radiation-emitting semiconductor chip preferably has a reflection layer which reflects the second radiation, a distance d 2 between the active zone and the reflection layer being set such that the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface destructively interferes with the reflected second radiation. Advantageously, therefore, the second radiation can be suppressed by means of destructive interference. In this case, the distance d 2 is preferably equal to or less than the coherence length emitted by the active zone Radiation. In this case, the polarization filter is arranged between the active zone and the reflection layer.

Während der Abstand zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter bei der vorausgehend beschriebenen Ausgestaltung vorzugsweise resonant eingestellt ist, so dass konstruktive Interferenz auftritt, kann der Abstand zwischen der aktiven Zone und der Reflexionsschicht anti-resonant eingestellt sein, so dass destruktive Interferenz auftritt. Dazu ist der Abstand d2 so gewählt, dass die reflektierte zweite Strahlung und die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung beim Austritt aus der aktiven Zone einen Phasenunterschied von (2·m + 1)·π aufweisen. Insbesondere ist ferner der Abstand zwischen dem Polarisationsfilter und der Reflexionsschicht derart eingestellt, dass die reflektierte erste Strahlung und die reflektierte zweite Strahlung phasenverschoben sind, so dass destruktive Interferenz auftritt.While the distance between the active region and the polarizing filter is preferably set to be resonant in the above described configuration so that constructive interference occurs, the distance between the active region and the reflective layer may be set anti-resonant such that destructive interference occurs. For this purpose, the distance d 2 is selected such that the reflected second radiation and the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface have a phase difference of (2 * m + 1) * π on exit from the active zone. In particular, the distance between the polarization filter and the reflection layer is further adjusted such that the reflected first radiation and the reflected second radiation are phase-shifted, so that destructive interference occurs.

Alternativ kann der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone und der Reflexionsschicht derart eingestellt sein, dass die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten zweiten Strahlung konstruktiv interferiert. Bei diesem Abstand d2 überwiegt die zweite Polarisation in der Gesamtstrahlung.Alternatively, the distance d 2 between the active zone and the reflection layer can be set such that the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface constructively interferes with the reflected second radiation. At this distance d 2 , the second polarization predominates in the total radiation.

Zur Verstärkung der zweiten Strahlung kann der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone und der Reflexionsschicht ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4, insbesondere λ/4, 3λ/4 oder 5λ/4, sein, wobei λ die Wellenlänge im Halbleiterchip ist. Bei einem derartigen Abstand d2 sind die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung und die reflektierte zweite Strahlung beim Austritt aus der aktiven Zone phasengleich, d. h. der Phasenunterschied beträgt m·2π, wobei m eine positive ganze Zahl ist.For amplifying the second radiation, the distance d 2 between the active zone and the reflection layer may be an odd multiple of λ / 4, in particular λ / 4, 3λ / 4 or 5λ / 4, where λ is the wavelength in the semiconductor chip. With such a distance d 2 , the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface and the reflected second radiation are in phase when emerging from the active zone, ie the phase difference is m × 2π, where m is a positive integer.

Ferner ist der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter vorzugsweise derart eingestellt, dass die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten ersten Strahlung destruktiv interferiert.Furthermore, the distance d 1 between the active zone and the polarization filter is preferably set such that the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface destructively interferes with the reflected first radiation.

Vorteilhafterweise kann also die zweite Strahlung mittels konstruktiver Interferenz verstärkt werden, während die erste Strahlung mittels destruktiver Interferenz unterdrückt wird.advantageously, So can the second radiation by means of constructive interference to be strengthened, while the first radiation is suppressed by means of destructive interference.

Der Abstand d1 ist so gewählt, dass die reflektierte erste Strahlung und die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung beim Austritt aus der aktiven Zone einen Phasenunterschied von (2·m + 1)·π aufweisen, d. h. sie sind derart phasenverschoben, dass destruktive Interferenz auftritt.The distance d 1 is selected such that the reflected first radiation and the radiation emitted in the direction of the radiation coupling-out surface when exiting the active zone have a phase difference of (2 · m + 1) · π, ie they are phase-shifted such that destructive interference occurs.

Der Abstand zwischen dem Polarisationsfilter und der Reflexionsschicht ist vorzugsweise so gewählt, dass die erste und die zweite Strahlung derart phasenverschoben sind, dass destruktive Interferenz auftritt. Insbesondere kann der Abstand zwischen dem Polarisationsfilter und der Reflexionsschicht durch eine Zwischenschicht mit geeigneter Dicke eingestellt werden. Die Zwischenschicht kann beispielsweise auf das Polarisationsfilter aufgebracht werden. Anschließend kann die Reflexionsschicht auf der Zwischenschicht angeordnet werden.Of the Distance between the polarizing filter and the reflection layer is preferably chosen in that the first and the second radiation are so phase shifted are that destructive interference occurs. In particular, the Distance between the polarizing filter and the reflective layer through an intermediate layer of suitable thickness can be adjusted. The Interlayer, for example, on the polarizing filter be applied. Subsequently For example, the reflection layer can be arranged on the intermediate layer.

Vorteilhafterweise ist bei der zweiten Variante der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone und der Reflexionsschicht gleich groß oder kleiner als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone emittierten Strahlung. Somit ist Interferenz möglich.Advantageously, in the second variant, the distance d 2 between the active zone and the reflection layer is equal to or smaller than the coherence length of the radiation emitted by the active zone. Thus, interference is possible.

Es sei angemerkt, dass sowohl die reflektierte erste Strahlung als auch die reflektierte zweite Strahlung vorzugsweise in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche propagieren.It It should be noted that both the reflected first radiation as also the reflected second radiation preferably in the direction the radiation decoupling surface propagate.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Reflexionsschicht ein Metallspiegel. Vorzugsweise ist die Reflexionsschicht dazu geeignet, alle spektralen Anteile der von der aktiven Zone emittierten Strahlung zu reflektieren.According to one advantageous embodiment the reflection layer is a metal mirror. Preferably, the reflection layer suitable for all spectral components of the active zone reflect emitted radiation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Reflexionsschicht ein Braggspiegel sein. Der Braggspiegel kann eine epitaktisch hergestellte Vielschichtstruktur oder eine dielektrische Vielschichtstruktur mit alternierendem Brechungsindex n sein. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Schichten, welche die Vielschichtstruktur aufweist, λ/4. Vorteilhafterweise kann mittels des Braggspiegels ein hoher Reflexionsgrad erreicht werden.According to one another embodiment the reflective layer is a Bragg mirror. The Bragg mirror can an epitaxially produced multilayer structure or a dielectric Be multilayer structure with alternating refractive index n. Preferably is the thickness of the layers having the multilayer structure is λ / 4. advantageously, can reach a high reflectance by means of the Bragg mirror become.

Das Polarisationsfilter weist vorzugsweise eine Gitterstruktur auf.The Polarization filter preferably has a lattice structure.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Polarisationsfilters besteht die Gitterstruktur aus Metallstreifen, die parallel zueinander verlaufen. Beispielsweise können die Metallstreifen Aluminium enthalten. Mittels der Metallstreifen wird die Strahlung, die eine Polarisation parallel zu den Metallstreifen aufweist, reflektiert, während die Strahlung, die eine Polarisation senkrecht zu den Metallstreifen aufweist, transmittiert wird. Die erste Strahlung kann also der Strahlung entsprechen, die eine Polarisation parallel zu den Metallstreifen aufweist, während die zweite Strahlung der Strahlung entsprechen kann, die eine Polarisation senkrecht zu den Metallstreifen aufweist. Die Metallstreifen sind vorzugsweise in einem Abstand voneinander angeordnet, der kleiner ist als die Wellenlänge der in der aktiven Schichtenfolge erzeugten Strahlung. Die Breite der Metallstreifen sollte einen Bruchteil dieses Abstands ausmachen. Derart kleine Strukturen können beispielsweise durch lithographische Techniken oder ein Imprint-Verfahren hergestellt werden.According to a first advantageous embodiment of the polarization filter, the lattice structure consists of metal strips which run parallel to one another. For example, the metal strips may contain aluminum. By means of the metal strips, the radiation having a polarization parallel to the metal strips is reflected, while the radiation having a polarization perpendicular to the metal strips is transmitted. The first radiation may therefore correspond to the radiation which has a polarization parallel to the metal strips, while the second radiation may correspond to the radiation which has a polarization perpendicular to the metal strips. The metal strips are preferably arranged at a distance from one another which is smaller than the wavelength of the radiation generated in the active layer sequence. The width of the metal strips should be a fraction of this distance. Such small structures can be produced for example by lithographic techniques or an imprint method.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst der polarisierte Strahlung emittierende Halbleiterchip eine Strahlung erzeugende aktive Zone und ein Polarisationsfilter, das sowohl eine erste Strahlung mit einer ersten Polarisation als auch eine zweite Strahlung mit einer zweiten Polarisation transmittiert, wobei das Polarisationsfilter zwischen der aktiven Zone und einer Reflexionsschicht angeordnet ist, welche sowohl die erste als auch die zweite Strahlung reflektiert. Mittels des Polarisationsfilters erfährt die erste Strahlung eine andere Phasenverschiebung als die zweite Strahlung.According to one alternative embodiment the polarized radiation emitting semiconductor chip radiation generating active zone and a polarizing filter, both a first radiation having a first polarization as well as a second one Radiation transmitted with a second polarization, wherein the Polarizing filter between the active zone and a reflective layer is arranged, which is both the first and the second radiation reflected. By means of the polarizing filter learns the first Radiation a different phase shift than the second radiation.

Bei dieser Ausführungsform kann das Polarisationsfilter insbesondere eine Gitterstruktur aus mehreren parallelen Streifen eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex und mehreren dazwischen angeordneten Streifen eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex aufweisen. Beispielsweise können das erste Material und das zweite Material eines der folgenden Materialien sein: Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Titanoxid, TCO. Unter TCO sind hierbei transparente leitende Oxide (transparent conductive oxides) zu verstehen. Diese sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO).at this embodiment For example, the polarization filter can in particular be a lattice structure composed of several parallel strips of a first material having a first refractive index and a plurality of strips of a second material disposed therebetween having a second refractive index. For example, that can first material and the second material of one of the following materials be: silicon nitride, silicon oxide, titanium oxide, TCO. Under TCO are here transparent conductive oxides (transparent conductive oxides) to understand. These are transparent, conductive materials, in usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, Titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO).

Die Strahlung, die eine Polarisation parallel zu den Streifen aufweist, erfährt hierbei eine andere Wechselwirkung als die Strahlung, die eine Polarisation senkrecht zu den Streifen aufweist, da der Brechungsindex alterniert beziehungsweise anisotrop ist. Ein effektiver Brechungsindex sieht also im Falle der Strahlung, die eine Polarisation parallel zu den Streifen aufweist, anders aus als im Falle der Strahlung, die eine Polarisation senkrecht zu den Streifen aufweist. Infolge des anisotropen Brechungsindizes erfährt die erste Strahlung eine andere Phasenverschiebung als die zweite Strahlung.The Radiation having a polarization parallel to the stripes, learns this is a different interaction than the radiation, which is a polarization perpendicular to the strips, since the refractive index alternates or anisotropic. An effective refractive index sees so in the case of radiation having a polarization parallel to the stripes has, unlike in the case of radiation, a polarization perpendicular to the strips. As a result of the anisotropic refractive indices, the first radiation a different phase shift than the second radiation.

Der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter ist derart eingestellt, dass die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten ersten Strahlung konstruktiv interferiert oder alternativ die in Richtung der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung mit der reflektierten zweiten Strahlung konstruktiv interferiert.The distance d 2 between the active zone and the polarization filter is adjusted such that the radiation emitted in the direction of the radiation coupling surface constructively interferes with the reflected first radiation or alternatively the radiation emitted in the direction of the radiation coupling surface constructively interferes with the reflected second radiation.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die aktive Zone des polarisierte Strahlung emittierenden Chips in einen ersten Strahlung erzeugenden Bereich und einen zweiten Strahlung erzeugenden Bereich unterteilt. Im ersten Bereich wird überwiegend die erste Strahlung emittiert und im zweiten Bereich überwiegend die zweite Strahlung. Vorzugsweise sind die beiden Bereiche nebeneinander angeordnet. Bei einer derartigen Ausführungsform ist der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter in den beiden Bereichen verschieden. Vorteilhafterweise kann die vorliegende Ausführungsform leichter realisiert werden als eine Ausführungsform, bei welcher beispielsweise zwei Metallgitter verwendet werden, die orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Denn die orthogonale Anordnung erfordert bei der Herstellung eine relativ hohe Präzision.In an advantageous embodiment, the active zone of the polarized radiation-emitting chip is subdivided into a first radiation-generating region and a second radiation-generating region. In the first region, predominantly the first radiation is emitted and in the second region predominantly the second radiation. Preferably, the two areas are arranged side by side. In such an embodiment, the distance d 1 between the active zone and the polarizing filter is different in the two areas. Advantageously, the present embodiment can be realized more easily than an embodiment in which, for example, two metal meshes are used, which are oriented orthogonally to one another. Because the orthogonal arrangement requires in the production of a relatively high precision.

Die vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen setzen keinen bestimmten Typ eines Strahlung emittierenden Halbleiterchips voraus. Außer Leuchtdioden kommen als Halbleiterchips auch Laserdioden in Frage.The previously described embodiments do not set any particular type of radiation emitting semiconductor chip ahead. Except Light-emitting diodes come as semiconductor chips and laser diodes in question.

Vorzugsweise ist der polarisierte Strahlung emittierende Halbleiterchip ein Dünnfilm-Halbleiterchip. Der Dünnfilm-Halbleiterchip weist insbesondere einen Schichtenstapel mit epitaktisch aufgewachsenen Schichten auf, von welchem das Aufwachssubstrat abgelöst ist. Der Schichtenstapel ist ersatzweise auf einem Trägerelement angeordnet.Preferably For example, the polarized radiation-emitting semiconductor chip is a thin-film semiconductor chip. The thin-film semiconductor chip has in particular a layer stack with epitaxially grown Layers from which the growth substrate is detached. The layer stack is alternatively arranged on a carrier element.

Der Schichtenstapel umfasst die aktive Zone sowie eine erste Halbleiterschicht, die zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter angeordnet ist, und eine zweite Halbleiterschicht, die auf einer der ersten Halbleiterschicht gegenüber liegenden Seite der aktiven Zone angeordnet ist. Vorzugsweise weist die erste Halbleiterschicht einen ersten Leitfähigkeitstyp und die zweite Halbleiterschicht einen zweiten Leitfähigkeitstyp auf. Die aktive Zone umfasst einen Strahlung erzeugenden pn-Übergang. Dieser pn-Übergang kann im einfachsten Fall mittels einer p-leitenden und einer n-leitenden Halbleiterschicht gebildet sein, die unmittelbar aneinandergrenzen. Es kann jedoch auch zwischen der p-leitenden und der n-leitenden Halbleiterschicht die eigentliche Strahlung erzeugende Schicht, etwa in Form einer dotierten oder undotierten Quantenschicht, angeordnet sein. Die Quantenschicht kann als Einfachquantentopfstuktur (SQW, Single Quantum Well) oder Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, Multiple Quantum Well) oder auch als Quantendraht oder Quantenpunktstruktur ausgebildet sein.Of the Layer stack comprises the active zone and a first semiconductor layer, which is arranged between the active zone and the polarizing filter, and a second semiconductor layer disposed on one of the first semiconductor layer across from lying side of the active zone is arranged. Preferably the first semiconductor layer has a first conductivity type and the second one Semiconductor layer on a second conductivity type. The active one Zone includes a radiation-producing pn junction. This pn junction can in the simplest case by means of a p-type and an n-type semiconductor layer be formed, which are immediately adjacent. It can, however also between the p-type and the n-type semiconductor layer, the actual radiation generating layer, for example in the form of a doped or undoped Quantum layer, be arranged. The quantum layer may be a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or multiple quantum well structure (MQW, Multiple quantum well) or as quantum wire or quantum dot structure be educated.

Die erste und die zweite Halbleiterschicht sowie die aktive Zone können jeweils aus mehreren Teilschichten bestehen.The First and second semiconductor layers and the active zone may each be consist of several sub-layers.

Der Abstand zwischen der aktiven Zone und dem Polarisationsfilter ist vorzugsweise im Wesentlichen identisch mit der Schichtdicke der ersten Halbleiterschicht. Der Abstand zwischen dem Polarisationsfilter und der Reflexionsschicht ist vorzugsweise im Wesentlichen identisch mit der Schichtdicke der Zwischenschicht.The distance between the active zone and the polarization filter is preferably substantially identical to the layer thickness of the first semiconductor layer. The distance between the polarizing filter and the reflective layer is preferably essentially identical to the layer thickness of the intermediate layer.

Als Materialsysteme sind für den Schichtenstapel anorganische Halbleiter aus Nitrid-, Phosphid- oder Arsenidverbindungen oder organische Halbleiter geeignet. Die Nitridverbindung ist insbesondere ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial gemäß der Formel AlnGamIn1-n-mN, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des AlnGamIn1-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.Suitable material systems for the layer stack inorganic semiconductors of nitride, phosphide or Arsenidverbindungen or organic semiconductors are suitable. The nitride compound is in particular a nitride compound semiconductor material according to the formula Al n Ga m In 1 nm N, where 0 ≦ n ≦ 1, 0 ≦ m ≦ 1 and n + m ≦ 1. In this case, this material does not necessarily have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may comprise one or more dopants as well as additional constituents which do not substantially alter the characteristic physical properties of the Al n Ga m In 1-nm N material. For the sake of simplicity, however, the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.

Der Strahlung emittierende Halbleiterchip findet vorzugsweise Verwendung für ein Strahlung emittierendes Bauelement. Hierbei kann der Halbleiterchip in einer Ausnehmung eines Gehäuses angeordnet sein. Vorteilhafterweise emittiert ein derartiges Bauelement polarisiertes Licht.Of the Radiation emitting semiconductor chip is preferably used for a Radiation emitting device. Here, the semiconductor chip in a recess of a housing be arranged. Advantageously, such a component emits polarized light.

Weitere bevorzugte Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Vorteile eines Strahlung emittierenden Halbleiterchips gemäß der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden im Zusammenhang mit den 1 bis 5 näher erläuterten Ausführungsbeispielen.Further preferred features, advantageous refinements and developments and advantages of a radiation-emitting semiconductor chip according to the invention will become apparent from the following in connection with FIGS 1 to 5 closer explained embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1A und 1B schematische Querschnittsansichten eines ersten Ausführungsbeispiels eines polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchips gemäß der Erfindung, 1A and 1B schematic cross-sectional views of a first embodiment of a polarized radiation-emitting semiconductor chip according to the invention,

2A und 2B schematische Querschnittsansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchips gemäß der Erfindung, 2A and 2 B schematic cross-sectional views of a second embodiment of a polarized radiation-emitting semiconductor chip according to the invention,

3A und 3B schematische Querschnittsansichten eines dritten Ausführungsbeispiels eines polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchips gemäß der Erfindung, 3A and 3B schematic cross-sectional views of a third embodiment of a polarized radiation-emitting semiconductor chip according to the invention,

4A und 4B schematische Querschnittsansichten eines vierten Ausführungsbeispiels eines polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchips gemäß der Erfindung, 4A and 4B schematic cross-sectional views of a fourth embodiment of a polarized radiation-emitting semiconductor chip according to the invention,

5A und 5B schematische Querschnittsansichten eines fünften Ausführungsbeispiels eines polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchips gemäß der Erfindung, 5A and 5B schematic cross-sectional views of a fifth embodiment of a polarized radiation-emitting semiconductor chip according to the invention,

Die zusammengehörenden A- und B-Figuren zeigen Querschnitte durch denselben Strahlung emittierenden Halbleiterchip 1, wobei die Querschnittsebenen senkrecht zueinander angeordnet sind. In den A-Figuren ist ein Querschnitt entlang eines Streifens 5a dargestellt, der Teil einer Gitterstruktur ist, aus welcher das Polarisationsfilter 5 des Halbleiterchips 1 besteht. Die B-Figuren zeigen einen Querschnitt senkrecht zu dem Streifen 5a. Die geschlängelte Linie an der Oberseite des Halbleiterchips 1 stellt keine physikalische Grenze des Halbleiterchips 1 dar, sondern soll symbolisieren, dass der Halbleiterchip 1 hier weitere Schichten aufweisen kann. In jedem Fall wird der Halbleiterchip 1 schließlich durch eine Strahlungsauskoppelfläche begrenzt.The associated A and B figures show cross sections through the same radiation emitting semiconductor chip 1 , wherein the cross-sectional planes are arranged perpendicular to each other. In the A-figures is a cross section along a strip 5a shown, which is part of a lattice structure, from which the polarizing filter 5 of the semiconductor chip 1 consists. The B figures show a cross section perpendicular to the strip 5a , The meandering line at the top of the semiconductor chip 1 does not provide a physical boundary of the semiconductor chip 1 but is intended to symbolize that the semiconductor chip 1 here may have more layers. In any case, the semiconductor chip 1 finally limited by a radiation decoupling surface.

Der Halbleiterchip 1 gemäß den 1A und 1B umfasst einen Schichtenstapel 9 und ein Trägerelement 8, auf welchem der Schichtenstapel 9 angeordnet ist. Zwischen dem Schichtenstapel 9 und dem Trägerelement 8 befindet sich das Polarisationsfilter 5. Insbesondere sind mehrere parallel zueinander verlaufende Metallstreifen 5a, die das Polarisationsfilter 5 bilden, direkt auf eine erste Halbleiterschicht 4 des Schichtenstapels 9 aufgebracht. Die Metallstreifen 5a bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Zwischen dem Polarisationsfilter 5 und dem Trägerelement 8 ist eine Zwischenschicht 6, beispielsweise eine Passivierungsschicht, angeordnet.The semiconductor chip 1 according to the 1A and 1B includes a layer stack 9 and a carrier element 8th on which the layer stack 9 is arranged. Between the layer stack 9 and the carrier element 8th is the polarization filter 5 , In particular, a plurality of mutually parallel metal strips 5a that the polarizing filter 5 form, directly on a first semiconductor layer 4 of the layer stack 9 applied. The metal strips 5a are preferably made of aluminum. Between the polarizing filter 5 and the carrier element 8th is an intermediate layer 6 , For example, a passivation layer arranged.

Der Halbleiterchip 1 ist hierbei in Dünnfilm-Technik hergestellt. Der Schichtenstapel 9 wird also auf einem Aufwachssubstrat, welches später abgelöst wird, epitaktisch aufgewachsen und mit dem Trägerelement 8 verbunden, so dass der fertige Halbleiterchip 1 nur noch das Trägerelement 8 und nicht mehr das Aufwachssubstrat aufweist. Vorteilhafterweise kann so bei dem vorliegenden Dünnfilm-Halbleiterchip 1 das Polarisationsfilter 5 relativ nahe an die aktive Zone 3 herangebracht werden, ohne dass ein störendes Aufwachssubstrat dazwischen wäre.The semiconductor chip 1 is hereby produced in thin film technology. The layer stack 9 is thus grown epitaxially on a growth substrate, which is later detached, and with the support element 8th connected so that the finished semiconductor chip 1 only the support element 8th and no longer has the growth substrate. Advantageously, in the case of the present thin-film semiconductor chip 1 the polarization filter 5 relatively close to the active zone 3 be brought without a disturbing growth substrate would be in between.

Bei dem in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand d1 zwischen der zum Schichtenstapel 9 gehörenden aktiven Zone 3 und dem Polarisationsfilter 5 der Schichtdicke der ersten Halbleiterschicht 4. Wie aus 1A hervorgeht, ist der Abstand d1 für eine erste Strahlung mit einer ersten Polarisation resonant eingestellt. Denn die am Polarisationsfilter 5 reflektierte erste Strahlung S1 interferiert konstruktiv mit einer von der aktiven Zone 3 in Richtung V der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandten Strahlung Su. Da mittels der Metallstreifen 5a, die das Polarisationsfilter 5 bilden, die Strahlung reflektiert wird, die eine Polarisation parallel zu den Metallstreifen 5a aufweist, entspricht die erste Polarisation in diesem Ausführungsbeispiel der parallelen Polarisation.In the in the 1A and 1B illustrated embodiment corresponds to the distance d 1 between the layer stack 9 belonging active zone 3 and the polarizing filter 5 the layer thickness of the first semiconductor layer 4 , How out 1A shows, the distance d 1 is set to be resonant for a first radiation having a first polarization. Because the at the polarization filter 5 reflected first radiation S 1 structurally interferes with one of the active zone 3 in the direction V of the radiation coupling-out surface emitted radiation S u . Because of the metal strip 5a that the polarizing filter 5 form, the radiation is reflected, which has a polarization parallel to the metal strip 5a has, corresponds to the first polarization in this embodiment Example of parallel polarization.

Der Abstand d1 ist bei der hier vorliegenden konstruktiven Interferenz derart eingestellt, dass in der aktiven Zone 3 zwischen der reflektierten ersten Strahlung S1 und der in Richtung V der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandten Strahlung Su keine Phasenverschiebung auftritt, d. h. der Phasenunterschied beträgt m·2π, wobei m eine ganze positive Zahl ist. Geeignete Abstände sind ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4, insbesondere λ/4, 3λ/4 oder 5λ/4. Der Abstand d1 entspricht höchstens der Kohärenzlänge der von der aktiven Zone 3 emittierten Strahlung. Während die erste Strahlung S1 mit der ersten Polarisation mittels konstruktiver Interferenz verstärkt wird, bleibt die zweite Strahlung S2 mit der zweiten Polarisation unverstärkt.The distance d 1 is set in the structural interference present here such that in the active zone 3 no phase shift occurs between the reflected first radiation S 1 and the radiation S u emitted in the direction V of the radiation coupling-out surface, ie the phase difference is m × 2π, where m is a whole positive number. Suitable distances are an odd multiple of λ / 4, in particular λ / 4, 3λ / 4 or 5λ / 4. The distance d 1 corresponds at most to the coherence length of the active zone 3 emitted radiation. While the first radiation S 1 is amplified with the first polarization by means of constructive interference, the second radiation S 2 with the second polarization remains unreinforced.

Wie 1B zeigt, tritt die zweite Strahlung S2 durch das Polarisationsfilter 5 hindurch, ohne am Polarisationsfilter 5 reflektiert zu werden. Da bei diesem Ausführungsbeispiel in der Ausbreitungsrichtung der zweiten Strahlung S2 kein reflektierendes Element folgt, das dazu geeignet wäre, die zweite Strahlung S2 in Richtung V zu reflektieren, bleibt die zweite Strahlung S2 mangels Möglichkeit, mit der in Richtung V der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandten Strahlung Su zu interferieren, unverstärkt.As 1B shows, the second radiation S 2 passes through the polarizing filter 5 through, without the polarizing filter 5 to be reflected. Since in this embodiment, in the direction of propagation of the second radiation S 2 no reflective element follows, which would be suitable to reflect the second radiation S 2 in the direction V, the second radiation S 2 remains in the absence of possibility, with the emitted in the direction V of the radiation coupling-out surface Radiation S u to interfere, unreinforced.

Das Verhältnis der Intensität der ersten Strahlung S1 zur Intensität der zweiten Strahlung S2 ist hierbei 4:1, d. h. die Gesamtstrahlung ist polarisiert, denn sie weist überwiegend die erste Polarisation auf.The ratio of the intensity of the first radiation S 1 to the intensity of the second radiation S 2 is 4: 1, ie the total radiation is polarized, since it has predominantly the first polarization.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 1A und 1B weist die in den 2A und 2B dargestellte Ausführungsform eine Reflexionsschicht 7 zur Reflexion der transmittierten zweiten Strahlung S2 auf. Die reflektierte zweite Strahlung S2 kann dadurch in der Richtung V propagieren und mit der in Richtung V der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandten Strahlung Su interferieren. Insbesondere ist hierbei eine destruktive Interferenz gewünscht. Denn mittels der destruktiven Interferenz kann die zweite Strahlung S2 in der Gesamtstrahlung gezielt unterdrückt werden. Da ferner die erste Strahlung S1 mittels konstruktiver Interferenz verstärkt wird, wie dies bereits im Zusammenhang mit den 1A und 1B näher erläutert wurde, weist auch hier die Gesamtstrahlung die erste Polarisation auf. In diesem Fall kann ein noch besseres Intensitätsverhältnis zwischen der ersten Strahlung S1 und der zweiten Strahlung S2 erzielt werden als bei dem Ausführungsbeispiel der 1A und 1B.In contrast to the embodiment of the 1A and 1B has the in the 2A and 2 B illustrated embodiment, a reflection layer 7 for reflection of the transmitted second radiation S 2 . The reflected second radiation S 2 can thereby propagate in the direction V and interfere with the radiation S u emitted in the direction V of the radiation coupling-out surface. In particular, a destructive interference is desired here. Because of the destructive interference, the second radiation S 2 can be selectively suppressed in the total radiation. Furthermore, since the first radiation S 1 is amplified by means of constructive interference, as already described in connection with FIGS 1A and 1B has been explained in more detail here, the total radiation has the first polarization. In this case, an even better intensity ratio between the first radiation S 1 and the second radiation S 2 can be achieved than in the embodiment of FIGS 1A and 1B ,

Während also der Abstand d1 resonant eingestellt ist, ist der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone 3 und der Reflexionsschicht 7 anti-resonant gewählt. Der Abstand d2 ist hierbei nicht größer als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone 3 emittierten Strahlung. Der Abstand d2 entspricht bei der dargestellten Ausführungsform der Schichtdicke der ersten Halbleiterschicht 4 plus der Dicke des Polarisationsfilters 5 plus der Schichtdicke der Zwischenschicht 6. Der Abstand zwischen dem Polarisationsfilter 5 und der Reflexionsschicht 7, der bei dieser Ausführungsform eine Phasenverschiebung zwischen der reflektierten ersten Strahlung S1 und der reflektierten zweiten Strahlung S2 bewirken soll, kann durch die Schichtdicke der Zwischenschicht 6 entsprechend eingestellt werden.Thus, while the distance d 1 is set resonantly, the distance d 2 between the active zone 3 and the reflective layer 7 chosen anti-resonant. The distance d 2 is not greater than the coherence length of the active zone 3 emitted radiation. The distance d 2 in the illustrated embodiment corresponds to the layer thickness of the first semiconductor layer 4 plus the thickness of the polarizing filter 5 plus the layer thickness of the intermediate layer 6 , The distance between the polarizing filter 5 and the reflective layer 7 , which in this embodiment is intended to effect a phase shift between the reflected first radiation S 1 and the reflected second radiation S 2 , may be due to the layer thickness of the intermediate layer 6 be adjusted accordingly.

Die Reflexionsschicht 7 ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Metallspiegel, der vorzugsweise dazu geeignet ist, alle spektralen Anteile der von der aktiven Zone 3 emittierten Strahlung zu reflektieren.The reflection layer 7 For example, in the present embodiment, a metal mirror, which is preferably suitable for all spectral components of the active zone 3 reflect emitted radiation.

Die 3A und 3B stellen eine alternative Ausführung zu dem in den 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel dar. Denn bei dem Halbleiterchip 1 der 3A und 3B ist der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone 3 und dem Polarisationsfilter 5 anti-resonant, der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone 3 und der Reflexionsschicht 7 jedoch resonant eingestellt.The 3A and 3B provide an alternative embodiment to that in the 2A and 2 B For example, in the semiconductor chip 1 of the 3A and 3B is the distance d 1 between the active zone 3 and the polarizing filter 5 anti-resonant, the distance d 2 between the active zone 3 and the reflective layer 7 but resonantly adjusted.

Insbesondere wird die erste Strahlung S1 mittels destruktiver Interferenz unterdrückt. Hingegen wird die zweite Strahlung S2 mittels konstruktiver Interferenz verstärkt.In particular, the first radiation S 1 is suppressed by means of destructive interference. On the other hand, the second radiation S 2 is amplified by means of constructive interference.

In den 4A und 4B ist ein Strahlung emittierender Halbleiterchip 1 gemäß einer alternativen Variante dargestellt. Während bei den vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispielen das Polarisationsfilter die erste Strahlung reflektiert und die zweite Strahlung transmittiert, transmittiert das Polarisationsfilter 5 gemäß der alternativen Variante sowohl die erste Strahlung S1 als auch die zweite Strahlung S2. Mittels des Polarisationsfilters 5 erfährt die erste Strahlung S1 eine andere Phasenverschiebung als die zweite Strahlung S2.In the 4A and 4B is a radiation-emitting semiconductor chip 1 represented according to an alternative variant. While in the embodiments described above, the polarization filter reflects the first radiation and transmits the second radiation, the polarization filter transmits 5 According to the alternative variant, both the first radiation S 1 and the second radiation S 2 . By means of the polarization filter 5 the first radiation S 1 experiences a different phase shift than the second radiation S 2 .

Das Polarisationsfilter 5 weist eine Gitterstruktur auf, wobei die Gitterstruktur aus mehreren parallelen Streifen 5a eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex und mehreren dazwischen angeordneten Streifen 5b eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex besteht. Hierdurch weist das Polarisationsfilter 5 einen anisotropen Brechungsindex auf. Für das erste und das zweite Material sind folgende Materialien geeignet: Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Titanoxid, TCO.The polarization filter 5 has a lattice structure, wherein the lattice structure of several parallel strips 5a a first material having a first refractive index and a plurality of stripes therebetween 5b a second material having a second refractive index. This indicates the polarization filter 5 an anisotropic refractive index. The following materials are suitable for the first and second materials: silicon nitride, silicon oxide, titanium oxide, TCO.

Bei dem in den 4A und 4B dargestellten Halbleiterchip 1 wird die zweite Strahlung S2 durch konstruktive Interferenz verstärkt, während die erste Strahlung S1 durch destruktive Interferenz abgeschwächt wird. Der Abstand d2 ist somit für die zweite Strahlung S2 resonant und für die erste Strahlung S1 anti-resonant eingestellt.In the in the 4A and 4B illustrated semiconductor chip 1 the second radiation S 2 is amplified by constructive interference, while the first radiation S 1 by destructive interference from is weakened. The distance d 2 is thus resonant for the second radiation S 2 and set for the first radiation S 1 anti-resonant.

Der in den 4A und 4B dargestellte Halbleiterchip 1 weist eine Reflexionsschicht 7 auf, mittels welcher sowohl die erste Strahlung S1 als auch die zweite Strahlung S2 in die Vorzugsrichtung V reflektiert wird.The in the 4A and 4B illustrated semiconductor chip 1 has a reflection layer 7 on, by means of which both the first radiation S 1 and the second radiation S 2 is reflected in the preferred direction V.

Die 5A und 5B zeigen einen Halbleiterchip 1 mit einer aktiven Zone 3, die in einen ersten Strahlung erzeugenden Bereich I und einen zweiten Strahlung erzeugenden Bereich II unterteilt ist, wobei im ersten Bereich I überwiegend die erste Strahlung S1 und im zweiten Bereich II überwiegend die zweite Strahlung S2 emittiert wird. Dies kann dadurch erzielt werden, dass der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone 3 und dem Polarisationsfilter 5 in den beiden Bereichen I und II unterschiedlich eingestellt ist. So ist im ersten Bereich I der Abstand d1 für die erste Strahlung S1 resonant eingestellt, während er im zweiten Bereich II anti-resonant eingestellt ist. Ferner ist im ersten Bereich I der Abstand d2 für die zweite Strahlung S2 anti-resonant eingestellt, während er im zweiten Bereich II resonant eingestellt ist.The 5A and 5B show a semiconductor chip 1 with an active zone 3 , which is divided into a first radiation-generating region I and a second radiation-generating region II, wherein in the first region I predominantly the first radiation S 1 and in the second region II predominantly the second radiation S 2 is emitted. This can be achieved by the distance d 1 between the active zone 3 and the polarizing filter 5 is set differently in the two areas I and II. Thus, in the first region I, the distance d 1 is set to be resonant for the first radiation S 1 , while it is set in the second region II in an anti-resonant manner. Furthermore, in the first region I, the distance d 2 for the second radiation S 2 is set in an anti-resonant manner, while it is set to be resonant in the second region II.

Dem in den 5A und 5B dargestellten Ausführungsbeispiel liegt ein Polarisationsfilter 5 zugrunde, das aus einem Metallgitter besteht. Es ist jedoch auch möglich, einen polarisierte Strahlung emittierenden Halbleiterchip mit einem ersten und einem zweiten Bereich zu realisieren, wobei ein Polarisationsfilter mit alternierendem Brechungsindex verwendet wird.In the 5A and 5B illustrated embodiment is a polarizing filter 5 underlying, which consists of a metal grid. However, it is also possible to realize a polarized radiation-emitting semiconductor chip having a first and a second region using an alternating refractive index polarization filter.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The The invention is not by the description based on the embodiments limited. Much more For example, the invention includes every novel feature as well as every combination of features, in particular any combination of features in the claims includes, even if this feature or this combination itself not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments is.

Claims (25)

Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) mit – einer Strahlung erzeugenden aktiven Zone (3), – einem Polarisationsfilter (5), das eine erste Strahlung (S1) mit einer ersten Polarisation reflektiert und eine zweite Strahlung (S2) mit einer zweiten Polarisation transmittiert, wobei die Strahlung erzeugende aktive Zone (3) zwischen einer Strahlungsauskoppelfläche des Halbleiterchips (1) und dem Polarisationsfilter (5) angeordnet ist, und wobei ein Abstand d1 zwischen der aktiven Zone (3) und dem Polarisationsfilter (5) derart eingestellt ist, dass eine von der aktiven Zone (3) in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten ersten Strahlung (S1) interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) with a radiation-generating active zone ( 3 ), - a polarizing filter ( 5 ) which reflects a first radiation (S 1 ) with a first polarization and transmits a second radiation (S 2 ) with a second polarization, wherein the radiation-generating active zone ( 3 ) between a radiation decoupling surface of the semiconductor chip ( 1 ) and the polarizing filter ( 5 ), and wherein a distance d 1 between the active zone ( 3 ) and the polarizing filter ( 5 ) is set such that one of the active zone ( 3 ) in the direction (V) of the radiation coupling-out surface emitted radiation (S u ) with the reflected first radiation (S 1 ) interferes. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 1, wobei der Abstand d1 derart eingestellt ist, dass die in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten ersten Strahlung (S1) konstruktiv interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 1, wherein the distance d 1 is set such that in the direction (V) of the radiation coupling-out surface emitted radiation (S u ) with the reflected first radiation (S 1 ) constructively interferes. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 2, wobei bei diesem Abstand d1 die Intensität der ersten Strahlung (S1) gegenüber der Intensität der zweiten Strahlung (S2) erhöht ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 2, wherein at this distance d 1, the intensity of the first radiation (S 1 ) relative to the intensity of the second radiation (S 2 ) is increased. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone (3) und dem Polarisationsfilter (5) ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4 ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 3, wherein the distance d 1 between the active zone ( 3 ) and the polarizing filter ( 5 ) is an odd multiple of λ / 4. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abstand d1 gleich groß oder kleiner ist als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone (3) emittierten Strahlung.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 4, wherein the distance d 1 is equal to or smaller than the coherence length of the active zone ( 3 ) emitted radiation. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, der eine Reflexionsschicht (7) aufweist, welche die zweite Strahlung (S2) reflektiert, wobei das Polarisationsfilter (5) zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) angeordnet ist, und wobei ein Abstand d2 zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) derart eingestellt ist, dass die in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten zweiten Strahlung (S2) destruktiv interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 5, which comprises a reflection layer ( 7 ), which reflects the second radiation (S 2 ), wherein the polarization filter ( 5 ) between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ), and wherein a distance d 2 between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ) is set in such a way that the radiation (S u ) emitted in the direction (V) of the radiation decoupling surface destructively interferes with the reflected second radiation (S 2 ). Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 6, wobei der Abstand d2 gleich groß oder kleiner ist als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone (3) emittierten Strahlung.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 6, wherein the distance d 2 is equal to or smaller than the coherence length of the active zone ( 3 ) emitted radiation. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 1, der eine Reflexionsschicht (7) aufweist, welche die zweite Strahlung (S2) reflektiert, wobei das Polarisationsfilter (5) zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) angeordnet ist, und wobei ein Abstand d2 zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) derart eingestellt ist, dass die in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten zweiten Strahlung (S2) konstruktiv interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 1, comprising a reflection layer ( 7 ), which reflects the second radiation (S 2 ), wherein the polarization filter ( 5 ) between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ), and wherein a distance d 2 between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ) is set such that in the direction (V) of the radiation coupling-out surface emitted radiation (S u ) with the reflected second radiation (S 2 ) constructively interferes. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 8, wobei bei diesem Abstand d2 die Intensität der zweiten Strahlung (S2) gegenüber der Intensität der ersten Strahlung (S1) erhöht ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 8, wherein at this distance d 2 the intensity of the second radiation (S 2 ) gegenü Above the intensity of the first radiation (S 1 ) is increased. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone (3) und dem Polarisationsfilter (5) ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4 ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 8 or 9, wherein the distance d 2 between the active zone ( 3 ) and the polarizing filter ( 5 ) is an odd multiple of λ / 4. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone (3) und dem Polarisationsfilter (5) derart eingestellt ist, dass die in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten ersten Strahlung (Si) destruktiv interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 8 to 10, wherein the distance d 1 between the active zone ( 3 ) and the polarizing filter ( 5 ) is set such that the radiation (S u ) emitted in the direction (V) of the radiation coupling-out surface destructively interferes with the reflected first radiation (Si). Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Abstand d2 zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) gleich groß oder kleiner ist als die Kohärenzlänge der von der aktiven Zone (3) emittierten Strahlung (Su).Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 8 to 11, wherein the distance d 2 between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ) is equal to or less than the coherence length of the active zone ( 3 ) emitted radiation (S u ). Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Reflexionsschicht (7) ein Metallspiegel ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 6 to 12, wherein the reflection layer ( 7 ) is a metal mirror. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Reflexionsschicht (7) ein Braggspiegel ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 6 to 12, wherein the reflection layer ( 7 ) is a Bragg mirror. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polarisationsfilter (5) eine Gitterstruktur aufweist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the polarization filter ( 5 ) has a lattice structure. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 15, wobei die Gitterstruktur aus Metallstreifen (5a) besteht, die parallel zueinander verlaufen.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 15, wherein the grid structure consists of metal strips ( 5a ), which run parallel to each other. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 16, wobei die Metallstreifen (5a) Aluminium enthalten.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 16, wherein the metal strips ( 5a ) Aluminum. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 6 und Anspruch 8 oder einem auf Anspruch 6 rückbezogenen Anspruch und einem auf Anspruch 8 rückbezogenen Anspruch mit einer aktiven Zone (3), die in einen ersten Strahlung erzeugenden Bereich (I) und einen zweiten Strahlung erzeugenden Bereich (II) unterteilt ist, wobei im ersten Bereich (I) überwiegend die erste Strahlung (S1) emittiert wird und im zweiten Bereich (II) überwiegend die zweite Strahlung (S2) emittiert wird.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 6 and claim 8 or to a claim referring back to claim 6 and to a claim referring back to claim 8 with an active zone ( 3 ), which is divided into a first radiation-generating region (I) and a second radiation-generating region (II), wherein in the first region (I) predominantly the first radiation (S 1 ) is emitted and in the second region (II) predominantly the second radiation (S 2 ) is emitted. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 18, wobei der Abstand d1 zwischen der aktiven Zone (3) und dem Polarisationsfilter (5) in den beiden Bereichen (I, II) verschieden ist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 18, wherein the distance d 1 between the active zone ( 3 ) and the polarizing filter ( 5 ) in the two areas (I, II) is different. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) mit – einer Strahlung erzeugenden aktiven Zone (3), – einem Polarisationsfilter (5), das eine erste Strahlung (S1) mit einer ersten Polarisation und eine zweite Strahlung (S2) mit einer zweiten Polarisation transmittiert, und – einer Reflexionsschicht (7), wobei die Strahlung erzeugende aktive Zone (3) zwischen einer Strahlungsauskoppelfläche des Halbleiterchips (1) und dem Polarisationsfilter (5) angeordnet ist und das Polarisationsfilter (5) zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) angeordnet ist, wobei die erste Strahlung (S1) mittels des Polarisationsfilters (5) eine andere Phasenverschiebung erfährt als die zweite Strahlung (S2).Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) with a radiation-generating active zone ( 3 ), - a polarizing filter ( 5 ), which transmits a first radiation (S 1 ) with a first polarization and a second radiation (S 2 ) with a second polarization, and - a reflection layer ( 7 ), wherein the radiation generating active zone ( 3 ) between a radiation decoupling surface of the semiconductor chip ( 1 ) and the polarizing filter ( 5 ) and the polarizing filter ( 5 ) between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ), wherein the first radiation (S 1 ) by means of the polarizing filter ( 5 ) experiences a different phase shift than the second radiation (S 2 ). Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 20, wobei ein Abstand d2 zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) derart eingestellt ist, dass die in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten zweiten Strahlung (S2) konstruktiv interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 20, wherein a distance d 2 between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ) is set such that in the direction (V) of the radiation coupling-out surface emitted radiation (S u ) with the reflected second radiation (S 2 ) constructively interferes. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 20, wobei ein Abstand d2 zwischen der aktiven Zone (3) und der Reflexionsschicht (7) derart eingestellt ist, dass die in Richtung (V) der Strahlungsauskoppelfläche ausgesandte Strahlung (Su) mit der reflektierten ersten Strahlung (S1) konstruktiv interferiert.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 20, wherein a distance d 2 between the active zone ( 3 ) and the reflection layer ( 7 ) is set such that in the direction (V) of the radiation coupling-out surface emitted radiation (S u ) with the reflected first radiation (S 1 ) constructively interferes. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach mindestens einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei das Polarisationsfilter (5) eine Gitterstruktur aufweist.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to at least one of claims 20 to 22, wherein the polarization filter ( 5 ) has a lattice structure. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 23, wobei die Gitterstruktur aus mehreren parallelen Streifen (5a) eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex und mehreren dazwischen angeordneten Streifen (5b) eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex besteht.Polarized radiation emitting semiconductor chip ( 1 ) according to claim 23, wherein the lattice structure consists of a plurality of parallel strips ( 5a ) of a first material having a first refractive index and a plurality of stripes ( 5b ) of a second material having a second refractive index. Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip nach Anspruch 24, wobei das erste und das zweite Material aus den folgenden Materialien ausgewählt sind: Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Titanoxid, TCO.Polarized radiation emitting semiconductor chip according to claim 24, wherein the first and the second material of the following materials selected are: silicon nitride, silica, titania, TCO.
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