DE102008030751A1

DE102008030751A1 - Strahlungsemittierender Halbleiterchip

Info

Publication number: DE102008030751A1
Application number: DE102008030751A
Authority: DE
Inventors: Krister Bergenek; Ralph Dr. Wirth; Norbert Dr. Linder; Christopher Wiesmann
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2009-12-31
Also published as: TWI415296B; TW201010141A; WO2009155899A1

Abstract

Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchipopplung vorgesehen ist, angegeben. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip weist in Richtung von einer der Vorderseite (7) gegenüberliegenden Rückseite (8) zur Vorderseite (7) hin folgende Elemente in der angegebenen Reihenfolge auf: eine aktive Schicht (1), die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist; eine Durchmischungsschicht (2), die Steuerelemente (21) zur Streuung der elektromagnetischen Strahlung enthält; eine Übergangsschicht (3), die einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der aktiven Schicht (1); und einen ersten photonischen Kristall (4).

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip anzugeben, der zur gerichteten Auskoppelung elektromagnetischer Strahlung mit einer besonders hohen Effizienz geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Halbleiterchips sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Offenbarungsgehalt der Patentansprüche wird hiermit ausdrücklich durch Rückbezug in die Beschreibung aufgenommen.
Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben. Der Halbleiterchip weist eine Vorderseite auf, die zur Strahlungsauskopplung vorgesehen ist. In Richtung von einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite zur Vorderseite hin weist der Halbleiterchip zunächst eine aktive Schicht auf, die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist.
Die aktive Schicht weist insbesondere eine Folge von anorganischen Halbleiterschichten auf, insbesondere weist sie eine aktive Zone zwischen einer n-leitenden Schicht und einer g-leitenden Schicht auf. Bei einer Ausgestaltung basiert die aktive Schicht auf einem III/V-Verbindungshalbleitermaterial. Alternativ kann die aktive Schicht auch organisches Material, etwa ein Polymer oder ein niedermolekulares Material (”small molecules”) enthalten. Dann stellt der Halbleiterchip eine organische Leuchtdiode (OLED, organic light emitting diode) dar.
”Basiert auf einem III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial” bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die aktive Schicht oder zumindest eine Halbleiterschicht der aktiven Schicht wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise B, Al, Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe, wie beispielsweise N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff ”III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial” die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid-Verbindungshalbleiter. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen.
”Auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierend” bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die aktive Schicht oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest die aktive Zone, ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise Al_nGa_mIn_1–n–mN aufweist oder aus diesem besteht, 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 beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. 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 und/oder ergänzt sein können. Entsprechend bedeutet ”auf Phosphid-Verbindungs-Halbleitermaterial basierend” in diesem Zusammenhang, dass die aktive Schicht oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest die aktive Zone, vorzugsweise Al_nGa_mIn_1–n–mP oder As_nGa_mIn_1–n–mP umfasst, 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 ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al bzw. As, Ga, In, P), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Beispiele für Phospid- und Nitrid-Halbleitermaterialien sind GaN, InGaAlP und AlGaAs, wobei die Indices (n, m) zur Vereinfachung weggelassen sind.
Der aktiven Schicht folgt in Richtung von der Rückseite zur Vorderseite hin eine Durchmischungsschicht nach, welche Streuelemente zur Streuung der elektromagnetischen Strahlung enthält. Der Durchmischungsschicht ist in dieser Richtung eine Übergangsschicht nachgeordnet, die einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der aktiven Schicht. Insbesondere ist der Brechungsindex der Übergangsschicht auch größer als 1, also größer als der Brechungsindex von Luft. Der Übergangsschicht ist in Richtung von der Rückseite zur Vorderseite hin ein erster photonischer Kristall nachgeordnet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist der photonische Kristall eine ein- oder zweidimensionale laterale Strukturierung auf. Alternativ ist auch ein photonischer Kristall mit einer dreidimensionalen Strukturierung denkbar.
Unter einem photonischen Kristall, der eine ein- oder zweidimensionale laterale Strukturierung aufweist, wird vorlie gend ein photonischer Kristall verstanden, der Struktureinheiten aufweist, welche in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterchips in einer Richtung (eindimensionale laterale Strukturierung) oder in zwei verschiedenen Richtungen (zweidimensionale laterale Strukturierung) seitlich aufeinander folgen. Als Struktureinheiten werden im vorliegenden Zusammenhang die Grundelemente bezeichnet, welche die laterale Strukturierung definieren, etwa einzelne Stege, Rillen, Vorsprünge oder Ausnehmungen.
In die dritte Raumrichtung, insbesondere also in Blickrichtung der Draufsicht auf die Vorderseite, weist der erste Photonische Kristall, der eine ein- oder zweidimensionale laterale Strukturierung aufweist, insbesondere keine aufeinanderfolgenden Struktureinheiten auf. Anders ausgedrückt sind die Struktureinheiten vorzugsweise in einer einzigen Lage angeordnet. Dagegen folgen bei einer dreidimensionalen Strukturierung Struktureinheiten des Photonischen Kristalls in drei verschiedenen Raumrichtungen aufeinander.
Bei einer eindimensionalen Strukturierung weist der Photonische Kristall beispielsweise Rillen und/oder Stege auf, die insbesondere parallel oder annähernd parallel verlaufen. Als ”Stege” und ”Rillen” werden im vorliegenden Zusammenhang Erhebungen und Vertiefungen bezeichnet, die in Draufsicht auf die Vorderseite in derjenigen Richtung, in der sie aufeinander folgen, eine Ausdehnung haben, die geringer ist als in einer dazu senkrechten Richtung. Beispielsweise ist in dieser zuletzt genannten Richtung die Ausdehnung der Stege mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens fünf Mal so groß wie in der Richtung, in der die Stege aufeinander folgen. Insbesondere erstrecken sich die Stege und/oder Rillen im Wesentlichen über eine gesamte Länge des Halbleiterchips.
Bei einer zweidimensionalen lateralen Strukturierung können die Struktureinheiten beispielsweise an Gitterpunkten eines gedachten zweidimensionalen Gitters angeordnet sein. Bei dem Gitter kann es sich beispielsweise um ein rechteckiges oder hexagonales Gitter handeln. Die Struktureinheiten sind zum Beispiel Vorsprünge, etwa Säulen oder Noppen, und/oder Aussparungen. Die Struktureinheiten haben vorzugsweise in Draufsicht auf die Vorderseite einen polygonalen oder runden, insbesondere elliptischen oder kreisförmigen, Querschnitt.
Die ein- oder zweidimensionale laterale Strukturierung kann periodisch sein. Auch eine quasiperiodische, also eine geordnete, nicht periodische Strukturierung ist denkbar. Als quasiperiodische Strukturierungen kommen beispielsweise archimedische Gitter in Frage. Bei einer Ausgestaltung ist die Strukturierung als Honigwabengitter ausgeführt.
Archimedische Gitter sind flächenfüllende Anordnungen aus Polygonen, bei denen alle Gitterplätze äquivalent sind. Dabei können verschiedene Sorten von Polygonen für eine flächenfüllende Anordnung verwendet sein, beispielsweise Dreiecke, Quadrate, Hexagone und/oder Oktagone. Die (gedachten) Polygone enthalten insbesondere jeweils eine Mehrzahl an Struktureinheiten.
Alternativ zu periodischen oder quasiperiodischen Strukturierungen sind auch ungeordnete Strukturierungen für die ein- oder zweidimensionale laterale Strukturierung des ersten Photonischen Kristalls geeignet, bei denen jeweils lateral benachbarte Struktureinheiten charakteristische Abstände haben. Dass lateral benachbarte Struktureinheiten charakteristische Abstände haben bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Paarverteilungsfunktion, welche die lateralen Abstände der benachbarten Struktureinheiten beschreibt, bei einem bestimmten Abstand oder mehreren bestimmten Abständen ein Maximum hat.
Mittels der Kombination von Durchmischungsschicht, Übergangsschicht und photonischem Kristall kann vorteilhafterweise eine gerichtete Auskoppelung der elektromagnetischen Strahlung aus dem Halbleiterchip mit einer besonders hohen Effizienz erzielt werden.
Von den Erfindern wird derzeit angenommen, dass ein Teil der von der aktiven Schicht emittierten elektromagnetischen Strahlung in so genannten geführten Moden emittiert wird. Die geführten Moden breiten sich, ähnlich wie bei einem Wellenleiter, in der aktiven Schicht aus, verlassen die aktive Schicht jedoch nicht. Solchen geführten Moden kann ein modaler Brechungsindex n_mod zugeordnet werden. Der modale Brechungsindex einer Mode hängt mit dem Ausbreitungswinkel θ der Mode zusammen durch die Beziehung: θ = arcsin(nmod/n).n ist dabei der Brechungsindex des Materials, in dem sich die Mode ausbreitet. Für geführte Moden gilt 1 < n_mod < n.
Ein photonischer Kristall ist zur gerichteten Auskopplung geführter Moden aus dem Halbleiterchip geeignet, wenn der modale Brechungsindex der geführten Moden innerhalb eines bestimmten Bereiches Δn_pc liegt. Beispielsweise hat dieser Bereich Δn_pc eine Breite von etwa Δn_pc = 0,8. Für elektromagnetische Strahlung außerhalb dieses Bereichs kann in der Regel keine zufriedenstellende Winkelverteilung der von dem photonischen Kristall ausgekoppelten Strahlungsintensität erzielt werden.
Der Brechungsindex der aktiven Schicht ist üblicherweise vergleichsweise hoch. Zum Beispiel beträgt er etwa 2,5 für GaN und etwa 3,4 für AlGaInP. Wird der photonische Kristall direkt auf eine Halbleiterschicht der aktiven Schicht oder auf eine Schicht mit einem vergleichbar großen Brechungsindex aufgebracht, besteht die Gefahr, dass ein vergleichsweise großer Anteil der geführten Moden nicht aus dem Halbleiterchip ausgekoppelt wird.
Gemäß der vorliegenden Anmeldung ist der photonische Kristall stattdessen mit Vorteil auf einer Übergangsschicht mit einem relativ kleinen Brechungsindex aufgebracht. Beispielsweise ist der Brechungsindex der Übergangsschicht kleiner oder gleich 2,5, vorzugsweise kleiner oder gleich 2. Bei einer Ausgestaltung hat der Brechungsindex der Übergangsschicht einen Wert zwischen 1,4 und 1,9, insbesondere zwischen 1,4 und 1,8, zum Beispiel zwischen 1,7 und 1,8 wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind.
Die modalen Brechungsindices n_mod der geführten Moden werden beim Übergang von der aktiven Schicht in die Übergangsschicht mittels der Durchmischungsschicht derart reduziert, dass sie kleiner oder gleich dem Brechungsindex der Übergangsschicht sind. Der Bereich Δn_pc der modalen Brechungsindices n_mod, welche vom photonischen Kristall gerichtet ausgekoppelt werden und der Bereich Δn_mc der modalen Brechungsindices n_mod, welche sich in der Übergangsschicht ausbreiten, sind dann vorteilhafterweise etwa gleich groß. Mittels der Streuung an den Streuelementen der Durchmischungsschicht kann erreicht werden, dass ein besonders großer Anteil der geführten Moden von der aktiven Schicht in die Übergangsschicht tritt. Die Gefahr einer Totalreflexion von geführten Moden am Übergang zwischen aktiver Schicht und Übergangsschicht ist auf diese Weise besonders gering.
Die vorliegende Anmeldung macht sich mit Vorteil die Erkenntnis zunutze, dass mittels der Durchmischungsschicht und der Übergangsschicht eine verlustarme Modenkompression der geführten Moden in einen kleinen Bereich modaler Brechungsindices erzielt werden kann. Auf diese Weise wird ein besonders großer Anteil der geführten Moden mittels des ersten photonischen Kristalls aus dem Halbleiterchip gerichtet ausgekoppelt.
Zum Beispiel werden mittels des ersten photonischen Kristalls, der Übergangsschicht und der Durchmischungsschicht (bezogen auf die Lichtstärke) mindestens 30 Prozent, vorzugsweise mindestens 35 Prozent der von der Vorderseite ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung unter einem Winkel von kleiner oder gleich 30° zur Flächennormalen einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips emittiert. Ein Lambertscher Emitter emittiert in diesem Winkelbereich lediglich etwa 25 Prozent der elektromagnetischen Strahlung. Gegenüber einem Lambertschen Emitter ist der Anteil der elektromagnetischen Strahlung, die unter einem Winkel von kleiner oder gleich 30° zur Flächennormalen der Haupterstreckungsebene emittiert wird, somit vorteilhafterweise um etwa 20 Prozent oder mehr, vorzugsweise um etwa 40 Prozent oder mehr erhöht.
Bei einer Ausgestaltung grenzt die aktive Schicht an die Durchmischungsschicht und/oder die Durchmischungsschicht an die Übergangsschicht und/oder die Übergangsschicht an den ersten photonischen Kristall an. Vorzugsweise werden die aktive Schicht, die Durchmischungsschicht, die Übergangsschicht und der erste photonische Kristall von direkt aufeinander folgenden Schichten des Halbleiterchips gebildet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird zumindest ein Teil der Streuelemente von Defekten der Durchmischungsschicht gebildet. Vorzugsweise weist die Durchmischungsschicht eine große Dichte an Defekten auf. Bei einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist die Durchmischungsschicht eine Pufferschicht.
Bei den Defekten handelt es sich insbesondere um Gitterdefekte eines kristallinen Materials, vorzugsweise eines Halbleitermaterials, das in der Durchmischungsschicht enthalten ist oder aus dem die Durchmischungsschicht besteht. Beispielsweise enthält die Durchmischungsschicht das gleiche Halbleitermaterial wie die aktive Schicht.
Unter einer ”großen Dichte an Defekten” wird im vorliegenden Zusammenhang verstanden, dass die Defektdichte, also insbesondere die Anzahl der Gitterdefekte pro Volumen, in der Durchmischungsschicht mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens fünfmal so groß und insbesondere mindestens zehn mal so groß ist wie in einer der Durchmischungsschicht zugewandten und insbesondere an diese angrenzenden Halbleiterschicht der aktiven Schicht. Bei einer Ausgestaltung hat die Defektdichte in der Durchmischungsschicht einen Wert von größer oder gleich 10¹⁵ cm^–3, vorzugsweise von größer oder gleich 10¹⁶ cm^–3. Zum Beispiel hat sie einen Wert von 10¹⁷ cm^–3 oder mehr.
Eine Pufferschicht ist insbesondere eine direkt an ein Aufwachsubstrat angrenzende Halbleiterschicht. Sie ist bei spielsweise vor Halbleiterschichten einer epitaktisch auf dem Aufwachssubstrat hergestellten aktiven Schicht des Halbleiterchips auf das Aufwachsubstrat aufgebracht. Beispielsweise dient sie zur Anpassung einer Gitterkonstante des Aufwachssubstrats an eine Gitterkonstante einer Halbleiterschicht der aktiven Schicht. Eine Pufferschicht weist mit Vorteil eine große Dichte von Gitterdefekten auf, welche zumindest einen Teil der Streuelemente darstellen können.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist zumindest ein Teil der Streuelemente von einer strukturierten Grenzfläche gebildet. Die Grenzfläche kann regelmäßig oder unregelmäßig strukturiert sein. Beispielsweise handelt es sich um eine Grenzfläche zwischen der aktiven Schicht und der Übergangsschicht. Bei einer Ausgestaltung weist die Durchmischungsschicht Streuelemente auf, deren laterale Ausdehnung einen Wert hat, der größer oder gleich dem 0,5-fachen einer Wellenlänge eines Emissionsmaximums der elektromagnetischen Strahlung liegt, welche im Betrieb des Halbleiterchips von der aktiven Schicht ausgesandt wird. Vorzugsweise ist die laterale Ausdehnung kleiner oder gleich dem fünffachen der Wellenlänge des Emissionsmaximums. Unter der ”Wellenlänge” ist im Zusammenhang der vorliegenden Anmeldung grundsätzlich die Vakuum-Wellenlange zu verstehen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird zumindest ein Teil der Streuelemente von einem zweiten photonischen Kristall gebildet. Zweckmäßigerweise ist eine charakteristische Strukturgröße des ersten photonischen Kristalls größer als eine entsprechende charakteristische Strukturgröße des zweiten photonischen Kristalls. Bei der charakteristischen Strukturgröße kann es sich beispielsweise jeweils um eine Gitterkonstante oder um den lateralen Abstand benachbarter Struktureinheiten des jeweiligen photonischen Kristalls handeln. Die charakteristische Strukturgröße des ersten photonischen Kristalls ist beispielsweise um einen Faktor von 1,5 oder mehr, insbesondere um einen Faktor 2 oder mehr größer als die entsprechende, charakteristische Strukturgröße des zweiten photonischen Kristalls. Auf diese Weise kann mit Vorteil eine besonders effiziente Kompression der modalen Brechungsindices der in der aktiven Schicht geführten Moden in einen Moden-Bereich erzielt werden, welcher vom ersten photonischen Kristall ausgekoppelt wird.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist die charakteristische Strukturgröße des ersten photonischen Kristalls kleiner als eine Wellenlänge eines Emissionsmaximums der von der aktiven Schicht im Betrieb des Halbleiterchips emittierten elektromagnetischen Strahlung. Beispielsweise ist die Strukturgröße kleiner oder gleich dem 0,75-fachen der Wellenlänge.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist eine charakteristische Strukturgröße, beispielsweise eine Gitterkonstante, des ersten photonischen Kristalls größer als die Wellenlänge des Emissionsmaximums der von der aktiven Schicht emittierten elektromagnetischen Strahlung multipliziert mit dem Kehrwert des Brechungsindex der Übergangsschicht. Vorzugsweise ist die charakteristische Strukturgröße größer oder gleich 0,5-fachen und insbesondere größer oder gleich dem 0,65-fachen der Wellenlänge.
Die charakteristische Strukturgröße des zweiten photonischen Kristalls hat bei einer Ausgestaltung einen Wert, der zwischen demjenigen der Wellenlänge des Emissionsmaximums, multipliziert mit dem Kehrwert des Brechungsindex der Übergangsschicht und dem Wert der Wellenlänge des Emissionsmaximums, multipliziert mit dem Kehrwert des Brechungsindex der aktiven Schicht liegt. Beispielsweise hat die charakteristische Strukturgröße einen Wert zwischen dem 0,28-fachen und dem 0,7-fachen der Wellenlänge des Emissionsmaximums, wobei die Grenzen eingeschlossen sind. Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, dass mit derartigen Strukturgrößen eine besonders effiziente Auskoppelung erzielt werden kann.
Bei einer anderen Ausgestaltung des Halbleiterchips geht der aktiven Schicht in Richtung von der Rückseite zur Vorderseite eine rückseitige Reflektorschicht voraus. Mit der rückseitigen Reflektorschicht kann eine weitere Erhöhung der Effizienz erzielt werden, mit der elektromagnetischen Strahlung durch den ersten photonischen Kristall aus dem Halbleiterchip ausgekoppelt wird. Bei einer Ausgestaltung des Halbleiterchips ist zwischen der rückseitigen Reflektorschicht und der aktiven Schicht eine Schicht aus einem transparenten, leitfähigen Oxid angeordnet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest auf einem Teilbereich einer oder mehrerer Seitenflächen des Halbleiterchips eine seitliche Reflektorschicht aufgebracht. Bei einem Halbleiterchip mit einer seitlichen Reflektorschicht ist der Anteil der elektromagnetischen Strahlung, welcher durch die Seitenflächen ausgekoppelt wird, besonders gering. Auf diese Weise wird ein besonders großer Anteil der elektromagnetischen Strahlung gerichtet mittels des ersten photonischen Kristalls aus dem Halbleiterchip ausgekoppelt. So kann eine besonders gut gerichtete Abstrahlung erzielt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Halbleiterchips wird die Übergangsschicht von einem Aufwachssubstrat oder einem gedünnten Rest des Aufwachssubstrates gebildet. Bei einer ande ren Ausgestaltung weist die Übergangsschicht ein Silizium-Oxid, ein Silizium-Nitrid, Titandioxid und/oder ein transparentes, leitfähiges Oxid wie Indium-Zinn-Oxid (ITO) und/oder ZnO auf oder besteht aus mindestens einem dieser Materialien. Beispielsweise weist die Übergangsschicht ein transparentes leitfähiges Oxid auf, das einen Brechungsindex von kleiner oder gleich 2, zum Beispiel einen Brechungsindex von etwa 1,9 hat.
Eine bevorzugte Schichtdicke der Übergangsschicht hat einen Wert zwischen 1 μm und 10 μm, wobei die Grenzen eingeschlossen sind. Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, dass sich eine solche Schichtdicke in Bezug auf die Ausbreitung und die Absorption der geführten Moden vorteilhaft auswirkt. Ein Brechungsindex der Übergangsschicht ist bei einer Ausgestaltung kleiner oder gleich 2.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist der Halbleiterchip frei von einem Aufwachssubstrat. Vorliegend bedeutet ”frei von einem Aufwachssubstrat”, dass ein gegebenenfalls zum Aufwachsen der aktiven Schicht benutztes Aufwachssubstrat von der aktiven Schicht entfernt oder zumindest stark gedünnt ist. Insbesondere ist es derart gedünnt, dass es für sich oder zusammen mit der aktiven Schicht alleine nicht freitragend ist. Der verbleibende Rest des stark gedünnten Aufwachssubstrats ist insbesondere als solches für die Funktion eines Aufwachssubstrates ungeeignet.
Insbesondere handelt es sich bei dem Halbleiterchip um einen sogenannten Dünnfilm-Leuchtdiodenchip.
Ein Dünnfile-Leuchtdiodenchip zeichnet sich durch mindestens eines der folgenden charakteristischen Merkmale aus:

– der Dünnfilm-Leuchtdiodenchip weist ein Trägerelement auf, bei dem es sich nicht um das Wachstumssubstrat handelt, auf dem die aktive Schicht epitaktisch gewachsen wurde, sondern um ein separates Trägerelement, das nachträglich an der aktiven Schicht befestigt wurde;
– an einer zu dem Trägerelement hingewandten Hauptfläche der aktiven Schicht, ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
– die aktive Schicht weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm oder weniger auf;
– der Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ist frei von einem Aufwachssubstrat; und
– die aktive Schicht enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der Halbleiterschichtenfolge führt, das heißt, sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf; diese Halbleiterschicht kann vorliegend gegebenenfalls in der Durchmischungsschicht enthalten sein.

Ein Grundprinzip eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18. Oktober 1993, Seiten 2174–2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Beispiele für Dünnfilm-Leuchtdiodenchips sind in den Druckschriften EP 0905797 A2 und WO 02/13281 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit ebenfalls durch Rückbezug aufgenommen wird.
Während Dünnfilm-Leuchtdiodenchips oft in guter Näherung Lambert'sche Oberflächenstrahler sind, kann im Gegensatz dazu der Halbleiterchip gemäß der vorliegenden Anmeldung einen effizienten Dünnfilm-Leuchtdiodenchip mit einer gerichteten Abstrahlcharakteristik darstellen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch einen optoelektronischen Halbleiterchip gemäß einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel,
2 einen schematischen Querschnitt durch einen optoelektronischen Halbleiterchip gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel,
3 einen schematischen Querschnitt durch einen optoelektronischen Halbleiterchip gemäß einem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel,
4A schematische Draufsicht auf eine Vorderseite des Halbleiterchips gemäß der 1,
4B schematische Draufsicht auf die Vorderseite eines Halbleiterchips gemäß einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels, und
4C schematische Draufsicht auf die Vorderseite eines Halbleiterchips gemäß einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels.
In den Figuren und Ausführungsbeispielen sind gleiche oder ähnliche Bestandteile sowie gleich oder ähnlich wirkende Bestandteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente wie beispielsweise Schichten zum besseren Verständnis und/oder zur besseren Darstellbarkeit übertrieben groß dargestellt sein.
1 zeigt ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips. Der Halbleiterchip ist zur Auskopplung elektromagnetischer Strahlung von einer Vorderseite 7 vorgesehen. Er weist eine aktive Schicht 1 mit einer Folge von Halbleiterschichten auf. Die Folge von Halbleiterschichten enthält eine aktiven Zone 11 zwischen einer n-leitenden Schicht 13 und einer p-leitenden Schicht 12. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist die n-leitende Schicht 13 der Vorderseite 7 zugewandt. Alternativ kann die p-leitende Schicht 12 der Vorderseite 7 zugewandt sein und die n-leitende Schicht 13 auf der von der Vorderseite 7 abgewandten Seite der aktiven Zone 11 angeordnet sein.
Die aktive Zone 11 enthält bevorzugt einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfach-Quantentopf (SQW, single quantum well) oder, besonders bevorzugt, eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit u. a. Quantentröge, Quanten drähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen. Beispiele für MQW-Strukturen sind in den Druckschriften WO 01/39282 , US 5,831,277 , US 6,172,382 B1 und US 5,684,309 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
In Richtung zu einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite 8 des Halbleiterchips hin folgt auf die aktive Schicht 1 zunächst eine Schicht 6 aus einem transparenten, leitfähigen Oxid wie ITO (Indium-Zinn-Oxid) und nachfolgend eine rückseitige Reflektorschicht 5, die beispielsweise ein Metall wie Ag enthält oder daraus besteht.
In Richtung von der Rückseite 8 zur Vorderseite 7 hin folgt der aktiven Schicht 1 eine Durchmischungsschicht 2 nach. Nachfolgend auf die Durchmischungsschicht 2 ist in Richtung von der Rückseite 8 zur Vorderseite 7 eine Übergangsschicht 3 angeordnet. An einer der Vorderseite 7 zugewandten Hauptfläche der Übergangsschicht 3 ist ein erster photonischer Kristall 4 aufgebracht oder ausgebildet.
Bei der Übergangsschicht 3 handelt es sich vorliegend um eine Schicht, die Saphir aufweist. Insbesondere handelt es sich bei der Übergangsschicht 3 vorliegend um einen gedünnten Rest eines Aufwachssubstrats. Die Übergangsschicht 3 hat einen Brechungsindex von kleiner oder gleich 1,8, insbesondere zwischen 1,76 und 1,78. Ihre Schichtdicke beträgt zum Beispiel etwa 10 μm.
Die Durchmischungsschicht 2 ist vorliegend eine Gallium-Nitrid-Schicht, welche als Pufferschicht auf das Aufwachssubstrat 3 aufgebracht ist. Sie dient zur Anpassung einer Gitterkonstante der Übergangsschicht 3 an eine Gitterkonstante der n-leitenden Schicht 13 der aktiven Schicht 1. Die aktive Schicht 1 ist mittels epitaktischen Wachstums auf der Pufferschicht 2 abgeschieden und enthält insbesondere ebenfalls GaN und/oder AlInGaN. Der Brechungsindex der Durchmischungsschicht 2 und/oder der aktiven Schicht 1 hat insbesondere einen Wert von etwa 2,5.
Die Durchmischungsschicht 2 weist vorliegend eine große Dichte an Gitterdefekten 21 auf. Die Gitterdefekte 21 bilden Streuelemente, an denen von der aktiven Zone 11 in Richtung der Vorderseite 7 emittierte elektromagnetische Strahlung gestreut wird.
Mittels der rückseitigen Reflektorschicht 5 wird ein in Richtung der Rückseite 8 emittierter Anteil der von der aktiven Zone 11 emittierten Strahlung in Richtung der Vorderseite 7 zurückreflektiert. Auf diese Weise wird ein besonders großer Anteil der elektromagnetischen Strahlung an der Vorderseite 7 durch den ersten photonischen Kristall 4 hindurch ausgekoppelt.
Der erste photonische Kristall 4 ist beispielsweise von einem vorderseitigen Randbereich der Übergangsschicht 3 gebildet. Insbesondere stellt eine Strukturierung der vorderseitigen Hauptfläche der Übergangsschicht 3 den ersten photonischen Kristall 4 dar. Die Strukturierung ist beispielsweise mittels eines Ätzverfahrens erzeugt.
Der photonische Kristall 4 weist eine Mehrzahl von Struktureinheiten 41 auf. Die Struktureinheiten folgen lateral in mindestens einer Raumrichtung aufeinander. Die Struktureinheiten 41 können dabei periodisch, quasiperiodisch oder nicht periodisch angeordnet sein. In jedem Fall haben benach barte Struktureinheiten 41 einen charakteristischen lateralen Abstand D1 voneinander. Sind die Struktureinheiten 41 in zwei voneinander verschiedenen Raumrichtungen einander lateral benachbart ist es auch möglich, dass zwei unterschiedliche charakteristische Abstände – einer in jeder der beiden Raumrichtungen – vorliegen, die voneinander verschieden sind.
In Richtung von der Rückseite 8 zur Vorderseite 7 hat der erste photonische Kristall beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Ausdehnung zwischen einschließlich 150 nm und einschließlich 300 nm. Insbesondere weist der erste photonische Kristall 4 in dieser Richtung genau eine Lage von Struktureinheiten 41 auf. Anders ausgedrückt, sind die Struktureinheiten 41 in Richtung von der Rückseite 8 zur Vorderseite 7 vorzugsweise nicht gestapelt. Insbesondere haben auch die Struktureinheiten 41 jeweils vorzugsweise eine Ausdehnung zwischen einschließlich 150 nm und einschließlich 300 nm in Richtung von der Rückseite 8 zur Vorderseite 7.
Vorliegend weist der erste photonische Kristall 4 eine zweidimensionale laterale Strukturierung auf. In 4A ist dies in einer schematischen Draufsicht auf die Vorderseite 7 dargestellt. Der Struktureinheiten 41 folgen vorliegend in Draufsicht auf die Vorderseite 7 in zwei zueinander senkrechten Richtungen periodisch aufeinander. Vorliegend haben entlang jeder dieser beiden Richtungen einander benachbarte Struktureinheiten 41 voneinander denselben Abstand D1. Der Abstand D1 hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Wert, der einer Wellenlänge eines Emissionsmaximums der von der aktiven Zone 112 emittierten elektromagnetischen Strahlung, multipliziert mit dem Kehrwert von 1,4 entspricht.
In 4A ist eine in 1 der Übersichtlichkeit halber weggelassene elektrische Kontaktschicht 9 eingezeichnet. Die elektrische Kontaktschicht 9 weist insbesondere ein metallisches Material auf. Beispielsweise kann es sich bei der elektrischen Kontaktschicht 9 um ein Bondpad handeln.
Die elektrische Kontaktschicht 9 kann über Struktureinheiten 41 des ersten photonischen Kristalls 4 aufgebracht sein. Alternativ kann auch die vom Bondpad 9 bedeckte Fläche der Vorderseite 7 frei von Struktureinheiten 41 des ersten photonischen Kristalls sein.
4B zeigt eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels in einer schematischen Draufsicht auf die Vorderseite 7 des Halbleiterchips. Bei dieser Variante folgen nur in einer Raumrichtung Struktureinheiten 41 des ersten photonischen Kristalls aufeinander. Es handelt sich vorliegend also um eine eindimensionale laterale Strukturierung.
Der photonische Kristall hat bei dieser Variante beispielsweise Stege 41 als Struktureinheiten. Die Stege haben in der Richtung, in der sie aufeinander folgen, eine Ausdehnung, die geringer ist als in einer dazu senkrechten Richtung in der Draufsicht auf die Vorderseite 7. Beispielsweise ist in dieser Richtung die Ausdehnung der Stege 41 mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens fünf Mal so groß wie in der Richtung, in der die Stege 41 aufeinander folgen. Insbesondere erstrecken sich die Stege im wesentlichen über eine gesamte Kantenlänge des Halbleiterchips.
4C zeigt eine weitere Variante für den ersten photonischen Kristall 4 in einer schematischen Draufsicht auf die Vorderseite 7 des strahlungsemittierenden Halbleiterchips.
Bei der vorliegenden Variante sind Cluster 42 von Struktureinheiten 41 an der Vorderseite 7 des strahlungsemittierenden Halbleiterchips angeordnet und bilden den ersten photonischen Kristall 4.
Die Cluster 42 sind beispielsweise periodisch angeordnet. Für die einzelnen Struktureinheiten 41 gibt es dagegen vorliegend keine Periodizität. Vorliegend handelt es sich also um eine geordnete, nicht periodische Struktur, also um eine quasiperiodische zweidimensionale laterale Strukturierung des ersten photonischen Kristalls 4. Auch andere quasiperiodische Strukturierungen, etwa archimedische Gitter aus Clustern 42 von Struktureinheiten 41, insbesondere aus verschiedenen Typen von Clustern 42, beispielsweise aus N-eckigen Clustern und M-eckigen Clustern mit N ≠ M, sind denkbar.
Mittels der Durchmischungsschicht 2, der Übergangsschicht 3 und dem ersten photonischen Kristall 4 wird vorliegend ein Anteil von etwa 35% (bezogen auf die Lichtstärke) der im Betrieb von der Vorderseite 7 ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung unter einem Winkel α zu einer Flächennormalen 100 einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips emittiert, der einen Wert von 0° ≤ α ≤ 30° hat.
2 zeigt ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips in einem schematischen Querschnitt.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel zunächst dadurch, dass die Durchmischungsschicht 2 nicht von einer Pufferschicht gebildet wird. Vielmehr enthält die Durchmischungsschicht 2 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine der Vorderseite zuge wandte Hauptfläche der aktiven Schicht 1, welche mit einer Strukturierung 20 versehen ist. Das Aufwachssubstrat, auf welchem die Halbleiterschichten der aktiven Schicht 1 epitaktisch aufgewachsen sind, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vollständig entfernt. Alternativ kann das Aufwachssubstrat oder, bevorzugt, ein gedünnter Rest des Aufwachssubstrats in der aktiven Schicht 1 enthalten sein. Das Aufwachssubstrat oder der gedünnte Rest des Aufwachssubstrats enthält zum Beispiel die vorderseitige Hauptfläche, welche die Strukturierung 20 aufweist.
Die Strukturierung 20 enthält eine Vielzahl von Grundeinheiten 21. Bei der Strukturierung 20 handelt es sich vorliegend um eine unregelmäßige Strukturierung. Mittels Grundeinheiten 21 der Strukturierung 20 sind Streuelemente gebildet, welche von der aktiven Zone 11 emittierte elektromagnetische Strahlung streuen. Die Grundeinheiten 21 haben eine laterale Ausdehnung, die insbesondere größer oder gleich einem Viertel der Wellenlänge des Emissionsmaximums der von der aktiven Zone 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung ist. Bei einer unregelmäßigen Strukturierung 20 hat insbesondere ein Mittelwert der lateralen Ausdehnungen der Grundeinheiten 21 einen solchen Wert. Auf diese Weise kann eine effiziente Streuung der von der aktiven Zone 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung erzielt werden.
Auf die Strukturierung 20 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Übergangsschicht 3 aufgebracht, die Silizium-Dioxid aufweist oder daraus besteht. Die Übergangsschicht hat vorliegend einen Brechungsindex von kleiner oder gleich 1,5, zum Beispiel von etwa 1,47. Die aktive Schicht kann zum Beispiel AlInGaN mit einem Brechungsindex von etwa 2,5 – wie beim ersten Ausführungsbeispiel – oder AlGaInP mit einem Brechungsindex von etwa 3,4 aufweisen.
Der erste photonische Kristall 4 kann, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, mittels eines Ätzverfahrens in der Silizium-Dioxid-Schicht 3 erzeugt sein. Alternativ kann er auch auf die Silizium-Dioxid-Schicht 3 aufgebracht sein.
Ein weiterer Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist, dass auf die Flanken der Übergangsschicht 3 eine seitliche Reflektorschicht 10 aufgebracht ist. Beispielsweise ist sie umlaufend um den Halbleiterchip ausgebildet. Die seitliche Reflektorschicht 10 kann zum Beispiel als dielektrischer Spiegel oder als Metallschicht ausgeführt sein.
3 zeigt eine schematischen Querschnitt durch einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Der Halbleiterchip gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels dadurch, dass die Streuelemente 21 der Durchmischungsschicht 2 von einem zweiten photonischen Kristall 20 gebildet werden. Der zweite photonische Kristall 20 kann beispielsweise auf eine Halbleiterschicht, etwa die n-leitende Schicht 13, der aktiven Schicht 1 aufgebracht sein. Alternativ kann er auch in einem vorderseitigen Randbereich der aktiven Schicht 1 ausgebildet sein.
Der zweite photonische Kristall 20 weist Struktureinheiten 21 auf, die – insbesondere analog zum ersten photonischen Kristall 4 – in ein oder zwei Raumrichtungen periodisch, quasiperiodisch oder ungeordnet aufeinander folgen können. Eine charakteristische Strukturgröße D2 des zweiten photonischen Kristalls 20 ist kleiner als die entsprechende charakteristische Strukturgröße des ersten photonischen Kristalls 4. Beispielsweise ist ein lateraler Abstand D2 der jeweils benachbarten Struktureinheiten 21 des zweiten photonischen Kristalls 20 kleiner als der laterale Abstand D1 benachbarter Struktureinheiten 41 des ersten photonischen Kristalls 4. Der laterale Abstand zweier Struktureinheiten 21 des zweiten photonischen Kristalls 20 ist zum Beispiel etwa halb so groß wie der Abstand D1 zweier benachbarter Struktureinheiten 41 des ersten photonischen Kristalls 4.
Die seitliche Reflektorschicht 10 ist bei dem Halbleiterchip gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auch über die Seitenflächen der Durchmischungsschicht 2 und der aktiven Schicht 1 gezogen. Um die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses der aktiven Schicht 1 durch die seitliche Reflektorschicht 10 zu verringern ist letztere vorliegend vorzugsweise elektrisch isolierend ausgeführt, beispielsweise als dielektrische Spiegelschicht oder sie weist zum Beispiel zumindest eine der aktiven Schicht 1 zugewandte dielektrische Schicht auf.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst sie 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0905797 A2 [0041]
- WO 02/13281 A1 [0041]
- WO 01/39282 [0053]
- US 5831277 [0053]
- US 6172382 B1 [0053]
- US 5684309 [0053]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Druckschrift I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18. Oktober 1993, Seiten 2174–2176 [0041]

Claims

Strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer Vorderseite (7), die zur Strahlungsauskopplung vorgesehen ist, der in Richtung von einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite (8) zur Vorderseite hin folgende Elemente in der angegebenen Reihenfolge aufweist: a) eine aktive Schicht (1), die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, b) eine Durchmischungsschicht (2), die Streuelemente (21) zur Streuung der elektromagnetischen Strahlung enthält, c) eine Übergangsschicht (3), die einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der aktiven Schicht, und d) einen ersten photonischen Kristall (4).
Halbleiterchip nach Anspruch 1, bei dem der erste photonische Kristall (4) eine ein- oder zweidimensionale laterale Strukturierung aufweist.
Halbleiterchip nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Durchmischungsschicht (2) an die Übergangsschicht (3) und die Übergangsschicht an den ersten photonischen Kristall (4) angrenzt.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Brechungsindex der Übergangsschicht (3) kleiner oder gleich 2 ist.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Streuelemente (21) von Defekten in der Durchmischungsschicht (2) gebildet ist.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Streuelemente (21) von einer regelmäßig oder unregelmäßig strukturierten Grenzfläche (20) gebildet ist.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Streuelemente (21) von einem zweiten photonischen Kristall (20) gebildet ist.
Halbleiterchip nach Anspruch 7, wobei eine charakteristische Strukturgröße (D1) des ersten photonischen Kristalls (4) größer ist als eine entsprechende charakteristische Strukturgröße (D2) des zweiten photonischen Kristalls (20).
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine charakteristische Strukturgröße (D1) des ersten photonischen Kristalls (4) kleiner ist als eine Wellenlänge eines Emissionsmaximums der von der aktiven Schicht (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine charakteristische Strukturgröße (D1) des ersten photonischen Kristalls (4) größer ist als eine Wellenlänge eines Emissionsmaximums der von der aktiven Schicht (1) emittierten elektromagnetischen Strahlung multipliziert mit dem Kehrwert des Brechungsindex der Übergangsschicht (3).
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aktiven Schicht (1) in Richtung von der Rückseite (8) zur Vorderseite (7) eine rückseitige Reflektorschicht (5) vorausgeht.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest auf einen Teilbereich einer Seitenfläche des Halbleiterchips eine seitliche Reflektorschicht (10) aufgebracht ist.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Übergangsschicht (3) eine Schichtdicke zwischen 1 μm und 10 μm hat, wobei die Grenzen eingeschlossen sind.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Übergangsschicht (3) Saphir, Titandioxid, Siliziumdioxid, ein Siliziumnitrid und/oder ein transparentes leitfähiges Oxid aufweist.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens 30% der von der Vorderseite (7) ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung unter einem Winkel (α) von kleiner oder gleich 30° zu einer Flächennormalen (100) einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips emittiert wird.