DE102013100291A1 - Optoelektronischer Halbleiterchip - Google Patents

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Abstract

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben, umfassend – eine Vielzahl aktiver Elemente, die beabstandet voneinander angeordnet sind, und – einen Träger, der quer zu den aktiven Elementen angeordnet ist, wobei – die aktiven Elemente jeweils eine Hauptachse aufweisen, die senkrecht zu dem Träger verläuft, – die Hauptachsen parallel zueinander ausgerichtet sind, – zumindest ein Konvertermaterial die Vielzahl aktiver Elemente an den Mantelflächen umgibt, – das Konvertermaterial einen Konversionsstoff oder einen Konversionsstoff und ein Matrixmaterial umfasst – die aktiven Elemente jeweils einen zentralen Kernbereich aufweisen, der mindestens zweischichtig ummantelt ist, wobei eine aktive Schicht den Kernbereich ummantelt und eine Deckschicht die aktive Schicht ummantelt, – wobei der Kernbereich mit einem ersten Halbleitermaterial gebildet ist, – die aktive Schicht ein lichtemittierendes Material umfasst, – die Deckschicht mit einem zweiten Halbleitermaterial gebildet ist, und – die Deckschicht eine Schichtdicke zwischen 0,1 nm und 100 nm aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip. Optoelektronische Halbleiterchips, wie beispielsweise lichtemittierende Dioden (LEDs), weisen häufig Auskoppelelemente, wie beispielsweise einen Verguss mit einem Konversionsstoff, auf. Konversionsstoffe wandeln die von einer aktiven Schicht der LED emittierte Strahlung in eine Strahlung mit veränderter, beispielsweise längerer Wellenlänge um. Dabei bilden sich in den aktiven Schichten Exzitonen, die unter Emission von Strahlung zerfallen. Ein Teil der Exzitonen zerfällt jedoch ohne Licht zu emittieren, also strahlungslos. Durch die strahlungslosen Zerfallsprozesse der Exzitonen in der aktiven Schicht kommt es zu hohen Energieverlusten. Die strahlungslos zerfallenden Exzitonen werden also nicht für die Lichtemission genutzt. Des Weiteren entstehen bei herkömmlichen LEDs Verluste durch Reflexion der von der aktiven Schicht emittierten Strahlung an der Konverteroberfläche und durch die Absorption der emittierten Strahlung durch die Konversionsstoffe und nachfolgender Phononengeneration.
  • Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, einen optoelektronischen Halbleiterchip bereitzustellen, bei dem die Verluste durch strahlungslose Zerfallsprozesse von Exzitonen minimiert, beziehungsweise nahezu vollständig verhindert werden und so die Lichtausbeute des optoelektronischen Halbleiterchips erheblich gesteigert wird.
  • Die Aufgabe wird durch einen optoelektronischen Halbleiterchip mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben. Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst eine Vielzahl aktiver Elemente, die beabstandet voneinander angeordnet sind, und einen Träger, der quer zu den aktiven Elementen angeordnet ist. Die aktiven Elemente weisen jeweils eine Hauptachse auf, die senkrecht zu dem Träger verläuft. Die Hauptachsen sind parallel zueinander ausgerichtet. Die aktiven Elemente weisen Mantelflächen auf, wobei zumindest ein Konvertermaterial die Vielzahl aktiver Elemente an den Mantelflächen umgibt. Das Konvertermaterial umfasst einen Konversionsstoff oder einen Konversionsstoff und ein Matrixmaterial. Die aktiven Elemente weisen jeweils einen zentralen Kernbereich auf, der mindestens zweischichtig ummantelt ist. Eine aktive Schicht ummantelt den Kernbereich und eine Deckschicht ummantelt die aktive Schicht. Der Kernbereich ist mit einem ersten Halbleitermaterial gebildet und die aktive Schicht umfasst ein lichtemittierendes Material. Die Deckschicht ist mit einem zweiten Halbleitermaterial gebildet und weist eine Schichtdicke zwischen 0,1 nm und 100 nm auf.
  • Dass die Hauptachsen der aktiven Elemente parallel zueinander ausgerichtet sind, heißt, dass die Hauptachsen der aktiven Elemente im Rahmen der Herstellungstoleranz parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Hauptachsen zeigen eine Abweichung der Parallelität von 0 bis 20 %, bevorzugt 0 bis 10 %, besonders bevorzugt 0 bis 5 %.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die aktiven Elemente entlang der Hauptachse eine größere Ausdehnung auf als quer zur Hauptachse. Das heißt, dass sich die aktiven Elemente nicht in jede Raumrichtung gleich weit erstrecken, sondern die Ausdehnung der aktiven Elemente parallel zur Hauptachse größer als die senkrecht zur Hauptachse.
  • Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Ausdehnung parallel zur Hauptachse der aktiven Elemente 1 bis 100 µm, bevorzugt 1 bis 50 µm, besonders bevorzugt 1 bis 10 µm.
  • Bevorzugt weist die Deckschicht eine Schichtdicke zwischen 0,1 nm und 50 nm, besonders bevorzugt eine Schichtdicke zwischen 0,1 nm und 10 nm und ganz besonders bevorzugt eine Schichtdicke zwischen 0,1 nm und 4 nm auf. Im Rahmen der Herstellungstoleranz weist die Deckschicht vorzugsweise eine gleichmäßige Schichtdicke auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform stehen die aktive Schicht und die Deckschicht in direktem Kontakt zueinander. Die Schichtdicke der Deckschicht entspricht in dieser Ausführungsform dem Abstand der aktiven Schicht zu dem Konvertermaterial.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Deckschicht die aktive Schicht teilweise oder vollständig ummanteln und dabei teilweise oder vollständig bedecken.
  • Gemäß einer Ausführungsform liegt der Abstand der aktiven Schicht zu dem Konvertermaterial bei 0,1 bis 100 nm, bevorzugt bei 0,1 bis 50 nm, besonders bevorzugt bei 0,1 bis 10 nm, ganz besonders bevorzugt bei 0,1 bis 4 nm.
  • Liegt der Abstand der aktiven Schicht zu dem Konvertermaterial zwischen 0,1 und 100 nm zerfallen die, in den aktiven Elementen und dort insbesondere in dem lichtemittierenden Material der aktiven Schicht gebildeten Exzitonen zum Teil unter Emission einer elektromagnetischen Primärstrahlung und zum Teil werden die gebildeten Exzitonen auf das Konvertermaterial über Dipol-Dipol-Wechselwirkungen übertragen.
  • Hier und im Folgenden können sich Eigenschaften des Konvertermaterials auf den Konversionsstoff, das Matrixmaterial oder auf beide beziehen.
  • Die strahlungslosen Zerfälle der Exzitonen in dem lichtemittierenden Material können vollständig beziehungsweise nahezu vollständig unterbunden werden, da die Exzitonen, bevor sie strahlungslos zerfallen, aufgrund der Nähe des Konvertermaterials auf dieses übertragen werden. Die so übertragenen Exzitonen können in dem Konvertermaterial dann unter Emission einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung strahlend zerfallen. Es ist auch möglich, dass die so übertragenen Exzitonen teilweise beispielsweise von dem Matrixmaterial auf den Konversionsstoff übertragen werden und erst dann unter Emission der elektromagnetischen Sekundärstrahlung zerfallen. Energieverluste können somit weitgehend unterbunden werden, da die Exzitonen, die in herkömmlichen optoelektronischen Bauelementen strahlungslos zerfallen, zur Emission von Sekundärstrahlung in dem Konvertermaterial genutzt werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Übertragung der Exzitonen auf das Konvertermaterial schneller als der strahlungslose Zerfall der Exzitonen in dem lichtemittierenden Material. Somit können folglich konkurrierende Verlustprozesse weitgehend unterbunden werden. Es ist möglich, dass die Übertragung innerhalb einer Zeitspanne von 1 ps bis 10 ns, beispielsweise innerhalb von 1 bis 20 ps oder 1 bis 10 ns erfolgt. Die Lebensdauer eines Exzitons bis zum strahlungslosen Zerfall beträgt üblicherweise 1 µs.
  • Es ist möglich, dass durch die schnelle Übertragung der Exzitonen, deren Verweildauer in dem lichtemittierenden Material gesenkt wird und somit schneller weitere Exzitonen gebildet werden können. Dadurch stehen innerhalb einer gewissen Zeitspanne mehr Exzitonen, die zur Emission von elektromagnetischer Primär- und Sekundärstrahlung genutzt werden können, zur Verfügung. Dadurch kann die Lichtausbeute und die Leuchtdichte des optoelektronischen Halbleiterchips erheblich gesteigert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen das Konvertermaterial und das lichtemittierende Material angeregte besetzte Energieniveaus auf. Die Elektronen, die die angeregten Energieniveaus besetzen sind bevorzugt Bestandteil der Exzitonen, die von dem lichtemittierenden Material auf das Konvertermaterial übertragen werden. Die besetzten angeregten Energieniveaus des lichtemittierenden Materials, dessen Elektronen Bestandteil der zu übertragenden Exzitonen sind, können energetisch über den besetzten angeregten Energieniveaus des Konvertermaterials, dessen Elektronen Bestandteil der übertragenden Exzitonen sind, liegen. Es ist auch möglich, dass die Lage der besetzten angeregten Energieniveaus des lichtemittierenden Materials, dessen Elektronen Bestandteil der zu übertragenden Exzitonen sind und der besetzten angeregten Energieniveaus des Konvertermaterials, dessen Elektronen Bestandteil der übertragenen Exzitonen sind, gleich ist. Gleich bedeutet, dass die Lage der Energieniveaus um maximal 2 × kTeV verschieden ist. T ist die Betriebstemperatur und k die Boltzmann Konstante. Insbesondere weisen die so angepassten Energieniveaus des lichtemittierenden Materials und des Konvertermaterials die gleiche Multiplizität auf. So steigt die Wahrscheinlichkeit für die Übertragung der Exzitonen und somit der Energie.
  • So ist eine effiziente Exzitonenübertragung von dem lichtemittierenden Material der aktiven Schicht auf das Konvertermaterial möglich. Bevorzugt liegen die besetzten angeregten Energieniveaus des lichtemittierenden Materials, dessen Elektronen Bestandteil der zu übertragenden Exzitonen sind, energetisch über den besetzten angeregten Energieniveaus des Konvertermaterials, dessen Elektronen Bestandteil der übertragenden Exzitonen sind, da so eine Rückübertragung der Exzitonen von dem Konvertermaterial auf das lichtemittierende Material wenig wahrscheinlich ist.
  • Die angepassten angeregten Energieniveaus können erste angeregte Singulett- und/oder Triplettzustände sein. Es ist aber auch denkbar, dass andere Energieniveaus bei der Energie- oder Exzitonenübertragung beteiligt sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform konvertiert das Konvertermaterial die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung. Zumindest teilweise bedeutet, dass die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise von dem Konvertermaterial absorbiert und als elektromagnetische Sekundärstrahlung mit einem von der elektromagnetischen Primärstrahlung verschiedenen Wellenlängenbereich emittiert wird. Die elektromagnetische Primärstrahlung und/oder elektromagnetische Sekundärstrahlung können eine oder mehrere Wellenlängen und/oder Wellenlängenbereiche in einem infraroten bis ultravioletten Wellenlängenbereich umfassen, insbesondere in einem sichtbaren Wellenlängenbereich. Dabei können die Spektren der Primärstrahlung und/oder der Sekundärstrahlung schmalbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung dann einen einfarbigen oder annähernd einfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen. Das Spektrum der Primärstrahlung und/oder das Spektrum der Sekundärstrahlung kann alternativ auch breitbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung einen mischfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen kann, wobei der mischfarbige Wellenlängenbereich ein kontinuierliches Spektrum oder mehrere diskrete spektrale Komponenten mit verschiedenen Wellenlängen aufweisen kann.
  • Die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung können überlagert einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken. Dazu kann die Primärstrahlung vorzugsweise einen blaufarbigen Leuchteindruck erwecken und die Sekundärstrahlung einen gelbfarbigen Leuchteindruck, der durch spektrale Komponenten der Sekundärstrahlung im gelben Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann.
  • Es ist auch möglich, dass die elektromagnetische Primärstrahlung vollständig oder nahezu vollständig in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertiert. Die elektromagnetische Primärstrahlung wird hierbei vollständig oder nahezu vollständig durch das Konvertermaterial absorbiert und in Form einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung emittiert. Die emittierte Strahlung des optoelektronischen Bauelements gemäß dieser Ausführungsform entspricht somit vollständig oder nahezu vollständig der elektromagnetischen Sekundärstrahlung. Unter nahezu vollständiger Konversion ist eine Konversion über 90 %, insbesondere über 95 % zu verstehen.
  • Es ist möglich, dass die Primärstrahlung im UV-Bereich liegt und die Sekundärstrahlung einen blaufarbigen und gelbfarbigen Leuchteindruck erweckt, der durch spektrale Komponenten der Sekundärstrahlung im blauen und im gelben Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im blauen, grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann. Hier kann die Sekundärstrahlung einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken.
  • Gemäß einer Ausführungsform liegt die elektromagnetische Sekundärstrahlung in einem blauen bis infraroten Wellenlängenbereich.
  • Die Primärstrahlung kann gemäß einer Ausführungsform im infraroten Bereich oder im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegen. Die Sekundärstrahlung kann dann im infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird durch den strahlenden Zerfall der Exzitonen in dem lichtemittierenden Material der aktiven Schicht eine elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich bis grünen Bereich, bevorzugt im UV-Bereich bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittiert.
  • Mit anderen Worten emittiert das lichtemittierende Material der aktiven Schicht elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich bis grünen Bereich, bevorzugt im UV-Bereich bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Das lichtemittierende Material der aktiven Schicht kann auch elektromagnetische Primärstrahlung im infraroten Bereich oder im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittieren.
  • Neben der Absorption der elektromagnetischen Primärstrahlung und nachfolgender Konversion zu einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung wird auch durch den Zerfall der auf das Konvertermaterial übertragenden Exzitonen eine elektromagnetische Sekundärstrahlung emittiert, die der oben genannten entspricht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das lichtemittierende Material ein drittes Halbleitermaterial. In den Halbleitermaterialien gebildete Exzitonen weisen eine geringe Lebensdauer auf bevor sie strahlend zerfallen. Dadurch können schneller weitere Exzitonen gebildet werden, die zur Lichtemission entweder durch das dritte Halbleitermaterial oder das Konvertermaterial genutzt werden können. Somit wird die Leuchtdichte des optoelektronischen Halbleiterchips erhöht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das lichtemittierende Material ein Material, das eine hohe Oszillatorstärke aufweist. Diese Materialien besitzen dadurch eine längere Reichweite der Förster-Wechselwirkung, d.h. es werden mehr Exzitonen von dem lichtemittierenden Material auf das Konvertermaterial übertragen. Es kann sich dabei um Mischoxide, -selenide und -sulfide von Gruppe IIA und IIB-Metallen handeln. Beispielsweise wird (Zn, Mg, Cd)O, (Zn, Cd)Se oder (Zn, Cd, Mg)S eingesetzt.
  • Es ist auch möglich, als lichtemittierendes Material InGaAlP oder InGaAs einzusetzen.
  • Beispielsweise kann das lichtemittierende Material auch auf einem III/V-Halbleitermaterialsystem basieren oder daraus bestehen. Beispielsweise basiert das lichtemittierende Material auf einem Nitridhalbleitermaterialsystem oder besteht daraus. Insbesondere kann das lichtemittierende Material auf GaN, InGaN, AlGaN oder AlInGaN basieren oder daraus bestehen. Bevorzugt besteht das lichtemittierende Material aus AlInGaN.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die Exzitonen des lichtemittierenden Materials der aktiven Schicht und das Konvertermaterial Übergangsdipolmomente auf, die parallel zueinander ausgerichtet sind. So ist eine effiziente Übertragung der Exzitonen auf das Konvertermaterial möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die aktiven Elemente einen Durchmesser senkrecht zur Hauptachse der aktiven Elemente auf, wobei der minimale Abstand der aktiven Elemente untereinander doppelt so groß ist wie deren größter Durchmesser. Es ist auch möglich, dass der Abstand der aktiven Elemente 20 oder 10 µm ist.
  • Die Verteilung der aktiven Elemente auf dem Träger ist gemäß einer Ausführungsform gleichmäßig. Dies bedeutet, dass zumindest im Rahmen der Herstellungstoleranz die aktiven Elemente auf dem Träger gleichmäßig verteilt sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die aktiven Elemente beispielsweise nach Art eines regelmäßigen Gitters angeordnet, das heißt die aktiven Elemente sind in vorgegebenen Abständen zueinander angeordnet, beispielsweise in einer Draufsicht auf die von dem Träger gegenüberliegende Seite der aktiven Elemente ist eine regelmäßige Gitterstruktur, wie beispielsweise die Struktur eines Rechteckgitters oder eines Dreieckgitters erkennbar. Es ist jedoch auch eine zufällige Verteilung der aktiven Elemente möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform nimmt das Konvertermaterial die Zwischenräume zwischen den aktiven Elementen vollständig ein.
  • Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Durchmesser der aktiven Elemente senkrecht zu deren Hauptachse 1 µm bis 2 µm oder 2 µm bis 4 µm.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Konvertermaterial mit der Deckschicht über Dipol-Dipol Wechselwirkungen, elektrostatische Wechselwirkung, Wasserstoffbrückenbindungen, van der Waals-Wechselwirkungen, sterische Wechselwirkungen, entropische Wechselwirkungen oder über kovalente Bindungen miteinander verbunden.
  • Das Konvertermaterial, insbesondere der Konversionsstoff und/oder das Matrixmaterial kann UV-aushärtende Polymere, temperaturaushärtende Polymere und/oder 2-Komponentenpolymere umfassen oder aus einem oder mehreren dieser Polymere bestehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Konvertermaterial einen Konversionsstoff und ein Matrixmaterial, wobei der Konversionsstoff homogen in dem Matrixmaterial verteilt ist. Es ist auch möglich, dass der Konversionsstoff im Bereich angrenzend an die aktiven Elemente eine höhere Konzentration aufweist als in Bereichen des Konvertermaterials, die sich weiter entfernt von den aktiven Elementen befinden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Matrixmaterial ausgewählt aus einer Gruppe, die Silikone, Ester-haltige Polymere, Epoxid-haltige Polymere, Amin-haltige Polymere, Polyacetylen-haltige Polymere, Vinyl-haltige Polymere, Carbazol-haltige Polymere, Acryl-haltige Polymere, Styrol-haltige Polymere und anorganische Hybridmaterialien oder Kombinationen daraus umfasst.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Konversionsstoff ein lichtemittierendes Polymer, ein anorganischer Leuchtstoff, ein organisches Molekül oder ein Übergangsmetallkomplex.
  • Als organische Moleküle eigenen sich Laserfarbstoffe und/oder Materialien, die in organischen Leuchtdioden Anwendung finden.
  • Das organische Molekül kann in einer Ausführungsform aus einer Gruppe von Laserfarbstoffen ausgewählt sein, die Perylene, Cumarine und Xanthene oder Kombinationen daraus umfasst.
  • Bei den Xanthenen kann es sich um Rhodamine handeln.
  • In einer Ausführungsform weisen die Perylene folgende Struktur auf
    Figure DE102013100291A1_0002
    wobei R’’ aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Heterocyclen umfasst.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem Perylen um
    Figure DE102013100291A1_0003
  • Beispiele für organische Moleküle, die in organischen Leuchtdioden Anwendung finden, sind:
    Figure DE102013100291A1_0004
    Figure DE102013100291A1_0005
  • Es ist auch möglich, dass das Konvertermaterial mehrere Konversionsstoffe umfasst. Beispielsweise kann das Konvertermaterial ein lichtemittierendes Polymer und einen anorganischen Leuchtstoff umfassen.
  • Der anorganische Leuchtstoff kann ein Quantenpunkt sein. Bei einem Quantenpunkt handelt es sich um eine Materialstruktur die beispielsweise aus 104 Atomen besteht. Hier sind die Energieniveaus durch die Materialwahl, die Form und die Größe der Quantenpunkte einstellbar. Da die Quantenpunke geringe Ausmaße aufweisen, können die aktiven Elemente mit einem geringen Abstand zueinander angeordnet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der anorganische Leuchtstoff aus einer Gruppe ausgewählt, die Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid, Indiumphoshid, Kupferindiumphosphid, Cadmiumoxid, Indiumoxid, Kupferindiumoxid umfasst. Die Leuchtstoffe können mit Zinksulfid oder Zinkselenid umhüllt sein.
  • Als Übergangsmetallkomplexe können mono- oder polynucleare Übergansmetallkomplexe mit Übergangsmetallen als Zentralatom/Zentralatome ausgewählt sein. Bevorzugt werden mononucleare Iridium- oder Platinkomplexe eingesetzt. Bevorzugte Übergangsmetallkomplexe sind Iridiumkomplexe. Besonders bevorzugt sind Iridiumkomplexe. Die Iridiumkomplexe können folgende Strukturen aufweisen:
    Figure DE102013100291A1_0006
    Figure DE102013100291A1_0007
  • Es ist ein Konversionsstoff möglich, der die elektromagnetische Sekundärstrahlung aufgrund von Phosphoreszenz und/oder Fluoreszenz emittiert.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das lichtemittierende Polymer ein im blauen Spektralbereich emittierendes Grundgerüst und im roten und/oder grünen und/oder gelben und/oder orangen Spektralbereich emittierende Seitenketten auf. Beispielsweise kann das lichtemittierende Polymer eine elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich oder im UV-Bereich bis blauen Spektralbereich absorbieren und durch das blaue Grundgerüst blaues Licht emittieren, welches wiederum vollständig oder teilsweise von den Seitenketten in Sekundärstrahlung im roten und/oder grünen und/oder gelben und/oder orangen Spektralbereich emittiert wird. Es können auch Exzitonen des lichtemittierenden Materials der aktiven Schicht auf das blaue Grundgerüst übertragen werden, die wiederum auf die Seitenketten des Polymers übertragen werden und dort unter Emission einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung im roten und/oder grünen und/oder gelben und/oder orangen Spektralbereich zerfallen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das lichtemittierende Polymer ein Fluoren-haltiges oder ein para-Phenylen-vinylen-haltiges Polymer.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das para-Phenylen-vinylen-haltige Polymer folgende Formel auf:
    Figure DE102013100291A1_0008
    wobei R1, R2, R3, R4, R5 und R6 gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Heterocyclen umfasst.
    x, y, z können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und 1 ≤ x, y, z ≤ 1000.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das para-Phenylen-vinylenhaltige Polymer folgende Formel auf:
    Figure DE102013100291A1_0009
    wobei R1', R3', R5' und R6' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Heterocyclen umfasst. x, y, z können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und es gilt 1 ≤ x, y, z ≤ 1000.
  • Gemäß einer Ausführungsform emittiert das para-Phenylen-vinylen-haltige Polymer elektromagnetische Sekundärstrahlung im gelben Bereich des elektromagnetischen Spektrums.
  • Bevorzugt sind die Reste R1', R3', R5' und R6' ausgewählt aus einer Gruppe, die Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Heterocyclen umfasst. Besonders bevorzugt handelt es sich um schwefel-, stickstoff- und/oder sauerstoffhaltige Heterocyclen. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um schwefel- oder stickstoffhaltige Heterocyclen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das para-Phenylen-vinylenhaltige Polymer folgende Formel auf
    Figure DE102013100291A1_0010
    wobei x, y, z gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und 1 ≤ x, y, z ≤ 1000.
  • Es ist möglich, dass das Konvertermaterial, also der Konversionsstoff und/oder das Matrixmaterial elektrisch leitend sind. Ist die Deckschicht mit einem p-leitenden Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial gebildet, so weist sie eine relativ geringe Querleitfähigkeit auf. Eine p-seitige Kontaktierung der aktiven Elemente ist mittels des elektrisch leitenden Konvertermaterials möglich. Durch das elektrisch leitende Konvertermaterial ist eine gleichmäßige Bestromung der aktiven Schicht der aktiven Elemente möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Träger dasjenige Element des optoelektronischen Halbleiterchips, das die Vielzahl aktiver Elemente mechanisch trägt und stützt. Somit kann der Träger beispielsweise auch dasjenige Element des optoelektronischen Halbleiterchips sein, welches die Vielzahl aktiver Elemente miteinander verbindet.
  • Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um ein Aufwachssubstrat für zumindest Teile der aktiven Elemente handeln. Der Träger kann dazu beispielsweise aus GaAs, Silizium, Glas oder Saphir gebildet sein. Weiter ist es möglich, dass der Träger zumindest eines der genannten Materialien enthält. Handelt es sich bei dem Träger um ein Aufwachssubstrat, so verbleibt das Aufwachssubstrat im Halbleiterchip. Ein Dünnen des Aufwachssubstrats, das heißt eine Reduzierung der Dicke des Aufwachssubstrats durch Schleifen, Ätzen oder chemisch-mechanisches Polieren ist möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der Träger zumindest teilweise strahlungsundurchlässig, strahlungsdurchlässig, strahlungsreflektierend oder diffus streuend ausgebildet sein. Das heißt, dass die in den aktiven Elementen im Betrieb des Halbleiterchips erzeugte Primärstrahlung und/oder in dem Konvertermaterial erzeugten elektromagnetischen Sekundärstrahlung durch den Träger treten kann oder nicht, oder an diesem reflektiert oder gestreut wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die aktiven Elemente in Form eines Zylinders, eines Kegelstumpfes, einen regelmäßigen Pyramidenstumpfes, einer regelmäßigen Pyramide mit sechseckiger Grundfläche oder in Form eines Prismas, insbesondere mit hexagonaler oder dreieckiger Grundfläche, ausgebildet. Die Hauptachse ist dann diejenige Richtung, in welche die Höhe des Zylinders, des Kegelstumpfes, des regulären Pyramidenstumpfes, der regelmäßigen Pyramide mit sechseckiger Grundfläche oder des Prismas bestimmt wird. Mit anderen Worten ist die Vielzahl an aktiven Elementen durch einen länglich gestreckten dreidimensionalen Körper gebildet und weist beispielsweise nicht die Form einer planaren Schicht auf. Ferner handelt es sich bei den aktiven Elementen nicht um eine durchgängige unstrukturierte Schicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Halbleitermaterial n-leitend ausgebildet. Das erste Halbleitermaterial kann beispielsweise auf einem n-dotierten III/V-Halbleitermaterialsystem basieren. Beispielsweise basiert das erste Halbleitermaterial auf einem n-dotierten Nitridhalbleitermaterialsystem. Insbesondere kann das erste Halbleitermaterial auf n-leitendem GaN, InGaN, AlGaN oder AlInGaN basieren. Es ist möglich, dass das erste Halbleitermaterial auf n-leitendem InGaAlP oder InGaAs basiert.
  • Die Kernbereiche der aktiven Elemente können den gleichen Typ von Raumform wie die aktiven Elemente aufweisen. Sind die aktiven Elemente beispielsweise in der Form eines Zylinders oder Prismas ausgebildet, so kann auch der Kernbereich die Form eines Zylinders oder Prismas aufweisen. Der Kernbereich kann dann insbesondere als Vollkörper ausgebildet sein, der aus dem ersten Halbleitermaterial besteht.
  • Der Kernbereich kann einen Durchmesser senkrecht zur Hauptachse der aktiven Elemente von 1 nm bis 5 µm, bevorzugt von 1 nm bis 1 µm, ganz besonders bevorzugt von 1 nm bis 300 nm aufweisen. Der Kernbereich kann beispielsweise einen Durchmesser senkrecht zur Hauptachse der aktiven Elemente von 40 nm bis 100 nm,
    von 40 nm bis 80 nm oder von 40 nm bis 60 nm aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Kernbereich eine Mantelfläche auf, die von der aktiven Schicht teilweise oder bevorzugt vollständig bedeckt ist. Auch die Stirnfläche des Kernbereichs kann zumindest stellenweise bedeckt sein. Der Kernbereich kann dabei direkt an die aktive Schicht angrenzen. Im Rahmen der Herstellungstoleranz weist die aktive Schicht vorzugsweise eine gleichmäßige Schichtdicke auf. Die Schichtdicke liegt bei 1 bis 30 nm, bevorzugt bei 1 bis 10 nm.
  • Das zweite Halbleitermaterial kann ein Halbleitermaterial sein, das auf dem gleichen Halbleitermaterialsystem wie das erste Halbleitermaterial basiert, dabei jedoch eine andere Dotierung aufweist. Das zweite Halbleitermaterial kann p-leitend gebildet sein, zum Beispiel basiert das zweite Halbleitermaterial auf GaN, InGaN, AlGaN oder AlInGaN oder einem Stapel von zwei oder mehr Schichten aus zwei oder mehr der angegebenen Materialien.
  • Die Vielzahl aktiver Elemente kann gleichartig aufgebaut sein. Dies bedeutet, dass zumindest im Rahmen der Herstellungstoleranz die aktiven Elemente gleich ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip eine Vielzahl aktiver Elemente umfasst, die zumindest teilweise unterschiedlich ausgebildet sind. Zum Beispiel können sich die aktiven Elemente hinsichtlich ihrer Ausdehnungen parallel und quer zur Hauptachse voneinander unterscheiden.
  • Die Effizienz insbesondere galliumnitridbasierter Leuchtdioden ist unter Betriebsstrombedingungen durch den so genannten "DROOP-Effekt" begrenzt. Dieser Effekt bezeichnet einen signifikanten Abfall der Effizienz mit steigernder Strom- beziehungsweise Ladungsträgerdichte. Typische Betriebsströme liegen daher deutlich jenseits des Maximums der Effizienzkurve. Um zu höheren Effizienzen bei gleichbleibendem Strom vorzustoßen, ist daher eine Reduktion der lokalen Ladungsträgerdichte vorteilhaft. Dies könnte beispielsweise durch eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des optoelektronischen Halbleiterchips oder durch eine Erhöhung der Anzahl von aktiven Schichten erreicht werden. Beide Ansätze weisen jedoch Probleme auf.
  • So ist die Vergrößerung der Querschnittsfläche für viele Anwendungen zum Beispiel nicht praktikabel, da diese Vergrößerung mit einer Erhöhung der Etendue einhergeht. Zudem ist diese Lösung auch stets mit einer Kostenerhöhung verbunden, die meist überproportional zur Erhöhung der Querschnittsfläche des Halbleiterchips ist.
  • Bei dem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip sind die aktiven Elemente zum Beispiel als „Core Shell Nano- oder Mikrorods“, also als Kern-Hülle-Nano- oder Mikrostäbe ausgebildet. Durch die Aufteilung des strahlungsemittierenden Bereichs des optoelektronischen Halbleiterchips in eine Vielzahl aktiver Elemente, also zum Beispiel einer Vielzahl von Kern-Hülle-Stäbe, ist das aktive Volumen in dem im Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, gegenüber einem optoelektronischen Halbleiterchip, der einen einzigen aktiven Bereich, z.B. eine aktive Schicht aufweist, und welcher zum Beispiel unstrukturiert ist, erhöht. Auf diese Weise ist die Effizienz des Halbleiterchips erhöht.
  • Aufgrund der Tatsache, dass ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip eine Vielzahl aktiver Elemente aufweist, ist eine signifikante Vergrößerung der aktiven Fläche und damit eine Steigerung der Effizienz unter Betriebsstrombedingungen bei reduzierter Ladungsträgerdichte erreicht. Ferner kann bei epitaktischem Wachstum der aktiven Elemente, die voneinander beabstandet sind, gegenüber einer geschlossenen zweidimensionalen Schicht eine Verringerung von Verspannungen im Halbleitermaterial der aktiven Elemente erreicht werden.
  • Insbesondere ist es möglich, den hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip mit zwei, mehr als zwei, mehr als 100, bevorzugt mehr als 1000, insbesondere mehr als 10000 oder mehr als 100000 aktiven Elementen auszubilden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Fläche der aktiven Schichten der aktiven Elemente vergrößert. Die aktiven Schichten können Hohlräume aufweisen. Die Oberflächen der aktiven Schichten können auch aufgeraut sein oder mit einer dreidimensionalen Topographie versehen sein. Die Vergrößerung der aktiven Fläche führt zu einer Steigerung der Effizienz unter Betriebsstrombedingungen bei reduzierter Ladungsträgerdichte. Möglich ist auch eine fraktale Oberflächengestaltung der aktiven Schicht und/oder der darin befindlichen Hohlräume. Hierbei wachsen aus den Nano- bzw. Mikrostrukturen der aktiven Schichten seitlich zu den Nano- bzw. Mikrostrukturen ähnliche Strukturen. Aus diesen wachsen dann wiederum ähnliche Strukturen, so dass eine fraktale Oberfläche erhalten wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist der zentrale Kernbereich dreischichtig ummantelt. Es ist möglich, dass die Deckschicht mit einer ersten Kontaktschicht ummantelt ist. Die Deckschicht ist hierbei teilweise oder vollständig von der ersten Kontaktschicht bedeckt. Die Deckschicht und die erste Kontaktschicht stehen insbesondere in direktem Kontakt zueinander. Die erste Kontaktschicht ist im Betrieb für die in der aktiven Schicht erzeugte elektromagnetische Primärstrahlung transparent. Ist die Deckschicht mit einem p-leitenden Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial gebildet, so weist sie eine relativ geringe Querleitfähigkeit auf. Das Vorsehen einer ersten Kontaktschicht führt zu einer gleichmäßigeren Bestromung der aktiven Schicht der aktiven Elemente. Die erste Kontaktschicht bedeckt die Deckschicht beispielsweise als Schicht, die im Rahmen der Herstellungstoleranz eine gleichmäßige Dicke aufweisen kann. Die Dicke der ersten Kontaktschicht liegt bei 1 bis 30 nm, bevorzugt bei 1 bis 10 nm. Bei dieser Ausführungsform ist das Konvertermaterial bevorzugt elektrisch nicht leitend ausgebildet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die erste Kontaktschicht aus einem Material gebildet, das eine große Bandlücke Eg aufweist. Die Bandlücke Eg ist größer oder gleich der kurzwelligsten emittierten Primärstrahlung des aktiven Bereichs. Beispielsweise ist Eg gleich 2,2 eV oder 2,0 eV für Primärstrahlung im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums oder 1,5 eV für Primärstrahlung im infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Die Bandlücke Eg ist größer oder gleich 4 eV, bevorzugt größer oder gleich 3 eV, besonders bevorzugt größer oder gleich 2,8 eV bei einer Primärstrahlung, die im blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegt. So kann sichergestellt werden, dass die Übertragung der Exzitonen von dem lichtemittierenden Material auf das Konvertermaterial ungehindert stattfinden kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die erste Kontaktschicht mit einem transparenten leitfähigen Oxid gebildet. Beispielsweise ist sie aus ITO und/oder Al1-x-yGaxInyN:Mg mit 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 und x + y = 1 gebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips steht eine zweite Kontaktschicht mit den Kernbereichen zumindest eines Großteils, insbesondere aller aktiver Elemente des optoelektronischen Halbleiterchips, in direktem Kontakt, das heißt sämtliche Kernbereiche oder zumindest ein Großteil aller Kernbereiche werden über eine einzige gemeinsame zweite Kontaktschicht elektrisch leitend angeschlossen. Ist der Kernbereich n-leitend ausgebildet so ist eine n-seitige Kontaktierung der aktiven Elemente mittels der elektrisch leitenden zweiten Kontaktschicht möglich.
  • Die zweite Kontaktschicht kann sich dabei insbesondere zumindest stellenweise in einer Ebene erstrecken, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu dem Träger verläuft. Die aktiven Elemente sind dann zwischen dem Träger und der zweiten Kontaktschicht angeordnet.
  • Zumindest ein Großteil der aktiven Elemente bezeichnet dabei wenigstens 75 %, vorzugsweise wenigstens 85 %, insbesondere wenigstens 95 % der aktiven Elemente des optoelektronischen Halbleiterchips. Im Wesentlichen parallel heißt, dass die zweite Kontaktschicht sich zumindest stellenweise in einer Ebene erstreckt, die im Rahmen der Herstellungstoleranz parallel zu dem Träger verläuft.
  • Um Kurzschlüsse oder Stromleckpfade zu unterdrücken, sind die Deckschicht und die erste Kontaktschicht oder die Deckschicht und das Konvertermaterial durch eine Passivierung von der elektrisch leitenden zweiten Kontaktschicht getrennt. Die Passivierung kann dabei mit dem Kernbereich der aktiven Elemente in direktem Kontakt stehen und befindet sich dann an der dem Träger abgewandten Seite der aktiven Elemente an dessen Mantelfläche beispielsweise in direktem Kontakt mit der Deckschicht und der ersten Kontaktschicht oder der Deckschicht und des Konvertermaterials. Die Passivierung kann bündig mit der dem Träger abgewandten Seite des Kernbereichs abschließen und sich an ihrer dem Träger abgewandten Seite in direktem Kontakt mit der zweiten Kontaktschicht befinden.
  • Die Passivierung kann beispielsweise durch das Abdecken der Deckschicht und gegebenenfalls der ersten Kontaktschicht oder dem Konvertermaterial mit einem elektrisch isolierenden Material oder durch Passivierung des Halbleitermaterials der Deckschicht, beispielsweise durch Ionenimplantation oder durch elektrische Deaktivierung der im Halbleitermaterial eingelagerten Dotierspezies, zum Beispiel im Rahmen eines Wasserstoff-Plasmaschritts oder durch Erzeugung von Oberflächendefekten durch einen Rücksputterschritt, erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die zweite Kontaktschicht für die während des Betriebs in den aktiven Elementen erzeugte Primärstrahlung und/oder für durch das Konvertermaterial erzeugte elektromagnetische Sekundärstrahlung durchlässig oder reflektierend ausgebildet. Das heißt, dass die erzeugte Primärstrahlung und/oder Sekundärstrahlung durch die Kontaktschicht treten kann oder an dieser reflektiert wird. Eine durchlässige zweite Kontaktschicht kann beispielsweise mit einem transparenten leitfähigen Oxid gebildet sein. Beispielsweise eignen sich Materialien wie ITO oder ZnO. Eine reflektierende zweite Kontaktschicht kann metallisch, beispielsweise mit einem reflektierenden Metall, wie Silber, Gold, Titan, Platin, Palladium, Wolfram, Osmium und/oder Aluminium gebildet sein. Im Falle einer reflektierenden zweiten Kontaktschicht ist der Träger vorzugsweise strahlendurchlässig ausgebildet. Zumindest ein Großteil der vom optoelektronischen Halbleiterchip im Betrieb abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung wird dann durch den Träger hindurch abgestrahlt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine reflektierende Schicht, die über dem Träger auf derselben Seite wie die Vielzahl an aktiven Elementen angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip eine einzige reflektierende Schicht umfasst, die alle aktiven Elemente des optoelektronischen Halbleiterchips miteinander verbindet. Die aktiven Elemente können dabei zumindest stellenweise direkt an die reflektierende Schicht grenzen.
  • Der Halbleiterchip kann besonders kostensparend hergestellt werden, da die erforderlichen Prozessschritte und Prozesse zur Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips mit dreidimensionalen Kristallstrukturen zum Beispiel dreidimensionalen Kern-Hülle-Strukturen, möglich ist. Ferner kann die Kontaktierung der dreidimensionalen Kristallstrukturen durch standardisierte Prozesse erfolgen, da die Kontaktierung selbst keine Auflösung im Nanometerbereich benötigt, sondern mittels Kontaktschichten und/oder das Konvertermaterial möglich ist, die sich über sämtliche aktiven Elemente erstrecken. Da zur Erzeugung der hier beschriebenen Elemente keine planare Epitaxiestruktur erforderlich ist, kann auch auf unübliche und/oder großflächige Fremdsubstrate epitaktisch gewachsen werden. Insbesondere können elektrisch isolierende Aufwachssubstrate zum Einsatz kommen. Ferner kann als Halbleitermaterial auch galliumnitridbasiertes Halbleitermaterial zum Einsatz kommen, das in Endfeldrichtung gewachsen wird. Unterschiede in der Länge der aktiven Elemente in Richtung der Hauptachse können durch einen Planarisierungsschritt ausgeglichen werden, ohne dass dabei die Eigenschaften des für den Kontakt zur p-Seite benutzten p-leitenden Bereichs beeinträchtigt werden. Es ist aber auch möglich, auf eine Planarisierung zu verzichten, um verfügbare aktive Fläche eines jeden aktiven Elements besonders effizient auszunutzen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente insbesondere Schichtdicken zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips
  • 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips
  • 1 zeigt einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einem Träger 2, bei dem es sich beispielsweise um ein strahlungsdurchlässiges, elektrisch isolierendes Aufwachssubstrat wie Saphir oder Glas handelt. Auf dem Träger 2 sind die aktiven Elemente 1 angeordnet. Die aktiven Elemente 1 weisen vorliegend beispielsweise die Form eines Zylinders auf. Die aktiven Elemente 1 sind beispielsweise an den Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters, vorliegend beispielsweise eines Rechteckgitters, angeordnet.
  • Jedes der aktiven Elemente 1 umfasst einen Kernbereich 10. Der Kernbereich 10 ist vorliegend mit einem n-dotierten GaN-basierten ersten Halbleitermaterial gebildet. Der Kernbereich 10 weist ebenfalls die Form eines Zylinders auf. Die Mantelfläche dieses Kernbereichs 10 ist vollständig von der aktiven Schicht 11 bedeckt, in der im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips elektromagnetische Primärstrahlung erzeugt wird.
  • Die aktive Schicht 11 weist die Form eines Hohl-Zylinders auf, dessen Innenfläche vollständig mit dem ersten Halbleitermaterial des Kernbereichs 10 bedeckt ist. Die aktive Schicht 11 besteht aus einen dritten polaren Halbleitermaterial wie beispielsweise GaN. Die aktive Schicht 11 ist vollständig von einer Deckschicht 12 ummantelt, die mit einem p-dotierten GaN-basierten zweiten Halbleitermaterial gebildet ist.
  • Die Zwischenräume zwischen den aktiven Elementen 1 sind mit einem elektrisch leitenden Konvertermaterial 4 aufgefüllt. Das Konvertermaterial 4 umfasst beispielsweise ein lichtemittierendes elektrisch leitfähiges Polymer mit einem im blauen Spektralbereich emittierenden Grundgerüst und gelben Spektralbereich emittierenden Seitenketten. Der Abstand der aktiven Schicht 11 zu dem Konvertermaterial 4 liegt bei 4 nm.
  • Eine zweite Kontaktschicht 6 ist auf der von dem Träger 2 abgewandten Seite auf den aktiven Elementen 1 und parallel zu dem Träger 2 angeordnet. Die zweite Kontaktschicht 6 ist mit den Kernbereichen 10 aller aktiver Elemente 1 des optoelektronischen Halbleiterchips in direktem Kontakt, so dass alle Kernbereiche 10 über eine einzige gemeinsame zweite Kontaktschicht 6 elektrisch leitend angeschlossen sind. Die zweite Kontaktschicht 6 ist aus einem reflektierenden Metall, wie beispielsweise Silber gebildet.
  • Eine Kontaktierung der aktiven Elemente 1 erfolgt über das elektrisch leitende Polymer des Konvertermaterials 4 und über die zweite Kontaktschicht 6.
  • Durch eine Passivierung 3 sind das Konvertermaterial 4, die Deckschicht 12 und die aktive Schicht 11 gegen die elektrisch leitende zweite Kontaktschicht 6 isoliert. Die Passivierung 3 befindet sich über der dem Träger 2 abgewandten Seite der aktiven Elemente 1 und des Konvertermaterials 4.
  • Aufgrund der Passivierung 3 wird ein Kontakt zwischen der zweiten Kontaktschicht 6 und der p-leitenden Deckschicht 12 und des Konvertermaterials 4 verhindert.
  • 2 zeigt einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einem Träger 2, der beispielsweise strahlungsreflektierend ausgebildet ist. Auf dem Träger 2 sind die aktiven Elemente 1 angeordnet. Die aktiven Elemente 1 weisen vorliegend beispielsweise die Form eines Zylinders mit sechseckiger Grundfläche auf. Die aktiven Elemente 1 sind beispielsweise an den Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters, vorliegend beispielsweise eines Dreieckgitters, angeordnet.
  • Jedes der aktiven Elemente 1 umfasst einen Kernbereich 10. Der Kernbereich 10 ist vorliegend mit einem n-dotierten GaN-basierten ersten Halbleitermaterial gebildet. Der Kernbereich 10 weist ebenfalls die Form eines Zylinders auf. Die Mantelfläche dieses Kernbereichs 10 ist vollständig von der aktiven Schicht 11 bedeckt, in der im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips elektromagnetische Primärstrahlung erzeugt wird.
  • Die aktive Schicht 11 weist die Form eines Hohl-Zylinders auf, dessen Innenfläche vollständig mit dem ersten Halbleitermaterial des Kernbereichs 10 bedeckt ist. Die aktive Schicht 11 besteht aus einen dritten polaren Halbleitermaterial wie beispielsweise GaN. Die aktive Schicht 11 ist vollständig von einer Deckschicht 12 ummantelt, die mit einem p-dotierten GaN-basierten zweiten Halbleitermaterial gebildet ist.
  • Die Deckschicht 12 ist mit einer ersten Kontaktschicht 13 vollständig ummantelt. Die erste Kontaktschicht 13 ist im Betrieb für die in der aktiven Schicht 11 erzeugte elektromagnetische Primärstrahlung transparent.
  • Die Zwischenräume zwischen den aktiven Elementen 1 sind mit einem elektrisch nicht leitendem Konvertermaterial 4 aufgefüllt. Das Konvertermaterial 4 umfasst beispielsweise ein lichtemittierendes Polymer mit einem im blauen Spektralbereich emittierenden Grundgerüst und im roten und grünen Spektralbereich emittierenden Seitenketten. Der Abstand der aktiven Schicht 11 zu dem Konvertermaterial 4 liegt bei 15 nm.
  • Eine zweite Kontaktschicht 6 ist auf der von dem Träger 2 abgewandten Seite auf den aktiven Elementen 1 und parallel zu dem Träger 2 angeordnet. Die zweite Kontaktschicht 6 ist mit den Kernbereichen 10 aller aktiver Elemente 1 des optoelektronischen Halbleiterchips, in direktem Kontakt, so dass alle Kernbereiche 10 über eine einzige gemeinsame zweite Kontaktschicht 6 elektrisch leitend angeschlossen sind. Die zweite Kontaktschicht 6 ist für die im Betrieb in den aktiven Elementen 1 erzeugte Primärstrahlung und durch das Konvertermaterial 4 erzeugte Sekundärstrahlung durchlässig ausgebildet. Beispielsweise ist die zweite Kontaktschicht 6 aus ITO gebildet.
  • Eine Kontaktierung der aktiven Elemente 1 erfolgt über die erste 13 und die zweite Kontaktschicht 6.
  • Durch eine Passivierung 3 sind die aktive Schicht, die Deckschicht 12 und die erste Kontaktschicht 13 von der elektrisch leitenden zweiten Kontaktschicht 6 getrennt. Die Passivierung 3 befindet sich dann an der dem Träger 2 abgewandter Seite der aktiven Elemente 1.
  • Aufgrund der Passivierung 3 wird durch die Kontaktierung der Kontaktschicht 6, ein Kontakt zwischen der zweiten Kontaktschicht 6 und der p-leitenden Deckschicht 12 und der ersten Kontaktschicht 13 verhindert.
  • 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.

Claims (15)

  1. Optoelektronischer Halbleiterchip umfassend – eine Vielzahl aktiver Elemente (1), die beabstandet voneinander angeordnet sind, und – einen Träger (2), der quer zu den aktiven Elementen (1) angeordnet ist, wobei – die aktiven Elemente (1) jeweils eine Hauptachse aufweisen, die senkrecht zu dem Träger (2) verläuft, – die Hauptachsen parallel zueinander ausgerichtet sind, – zumindest ein Konvertermaterial (4) die Vielzahl aktiver Elemente (1) an den Mantelflächen umgibt, – das Konvertermaterial (4) einen Konversionsstoff oder einen Konversionsstoff und ein Matrixmaterial umfasst, – die aktiven Elemente (1) jeweils einen zentralen Kernbereich (10) aufweisen, der mindestens zweischichtig ummantelt ist, wobei eine aktive Schicht (11) den Kernbereich (10) ummantelt und eine Deckschicht (12) die aktive Schicht (11) ummantelt, – wobei der Kernbereich (10) mit einem ersten Halbleitermaterial gebildet ist, – die aktive Schicht (11) ein lichtemittierendes Material umfasst, – die Deckschicht (12) mit einem zweiten Halbleitermaterial gebildet ist, und – die Deckschicht (12) eine Schichtdicke zwischen 0,1 nm und 100 nm aufweist.
  2. Halbleiterchip nach Anspruch 1, wobei sich in dem lichtemittierenden Material der aktiven Schicht (11) Exzitonen bilden, die zum Teil unter Emission einer elektromagnetischen Primärstrahlung strahlend zerfallen und zum Teil auf das Konvertermaterial (4) über Dipol-Dipol Wechselwirkungen übertragen werden können.
  3. Halbleiterchip nach Anspruch 2, wobei durch den strahlenden Zerfall der Exzitonen des lichtemittierenden Materials der aktiven Schicht (11) eine elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich bis grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums, im infraroten Bereich oder im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittiert wird.
  4. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lichtemittierende Material ein drittes Halbleitermaterial ist.
  5. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lichtemittierende Material auf GaN, InGaN, AlGaN oder AlInGaN basiert oder daraus besteht.
  6. Halbleiterchip nach Anspruch 2, wobei die Exzitonen des lichtemittierenden Materials der aktiven Schicht (11) und das Konvertermaterial (4) Übergangsdiplmomente aufweisen, die parallel zueinander ausgerichtet sind.
  7. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktiven Elementen (1) einen Durchmesser senkrecht zur Hauptachse der aktiven Elemente (1) aufweisen und wobei der minimale Abstand der aktiven Elemente (1) untereinander doppelt so groß ist wie deren größter Durchmesser.
  8. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Konvertermaterial (4) die Zwischenräume zwischen den aktiven Elementen (1) vollständig einnimmt.
  9. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konvertermaterial (4) und die Deckschicht (12) über Dipol-Dipol Wechselwirkungen, elektrostatische Wechselwirkung, Wasserstoffbrückenbindungen, van der Waals-Wechselwirkungen, sterische Wechselwirkungen, entropische Wechselwirkungen oder über kovalente Bindungen miteinander verbunden sind.
  10. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Matrixmaterial ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Silikone, Ester-haltige Polymere, Epoxid-haltige Polymere, Amin-haltige Polymere, Polyacetylen-haltige Polymere, Vinyl-haltige Polymere, Carbazol-haltige Polymere, Acryl-haltige Polymere, Styrol-haltige Polymere und anorganische Hybridmaterialien oder Kombinationen daraus umfasst.
  11. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Konversionsstoff ein lichtemittierendes Polymer, ein anorganischer Leuchtstoff, ein organisches Molekül oder ein Übergangsmetallkomplex ist.
  12. Halbleiterchip nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das lichtemittierende Polymer ein im blauen Spektralbereich emittierendes Grundgerüst und im roten und/oder grünen und/oder gelben und/oder orangen Spektralbereich emittierende Seitenketten aufweist.
  13. Halbleiterchip nach Anspruch 11, wobei das lichtemittierende Polymer ein Fluoren-haltiges oder ein para-Phenylen-vinylen haltiges Polymer umfasst.
  14. Halbleiterchip nach Anspruch 13, wobei das para-Phenylen-vinylen haltige Polymer folgende Formel aufweist
    Figure DE102013100291A1_0011
    wobei – R1, R2, R3, R4, R5 und R6 gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Heterocyclen umfasst und – x, y, z gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und 1 ≤ x, y, z ≤ 1000.
  15. Halbleiterchip nach Anspruch 13 oder 14, wobei das para-Phenylen-vinylen haltige Polymer folgende Formel aufweist
    Figure DE102013100291A1_0012
    wobei – R1’, R3’, R5’ und R6’ gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Heterocyclen umfasst und – x, y, z gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und 1 ≤ x, y, z ≤ 1000.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014117995A1 (de) * 2014-12-05 2016-06-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung von sichtbarem Licht und Leuchtdiode

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013114466A1 (de) 2013-12-19 2015-06-25 Osram Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102017101729A1 (de) * 2017-01-30 2018-08-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierende Vorrichtung
US20210249574A1 (en) 2020-02-06 2021-08-12 Lumileds Llc Light-emitting device with metal inlay and bottom contacts
US11575074B2 (en) 2020-07-21 2023-02-07 Lumileds Llc Light-emitting device with metal inlay and top contacts

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100032645A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Won Kook Choi Ac-driven light emitting device having single active layer structure and manufacturing method thereof
US20110012167A1 (en) * 2008-03-05 2011-01-20 Takayuki Shimamura Light emitting element
US20110133100A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-09 Royal Institute For The Advancement Of Learning / Mcgill University Method of pumping quantum dots

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5966393A (en) 1996-12-13 1999-10-12 The Regents Of The University Of California Hybrid light-emitting sources for efficient and cost effective white lighting and for full-color applications
JP4126751B2 (ja) 1998-05-26 2008-07-30 ソニー株式会社 表示装置および照明装置
JP2002090537A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Toppan Printing Co Ltd 偏光蛍光フィルム
US7462774B2 (en) * 2003-05-21 2008-12-09 Nanosolar, Inc. Photovoltaic devices fabricated from insulating nanostructured template
NL1023679C2 (nl) 2003-06-17 2004-12-20 Tno Lichtemitterende diode.
JP4296921B2 (ja) 2003-12-15 2009-07-15 昭和電工株式会社 発光素子
JP4160000B2 (ja) * 2004-02-13 2008-10-01 ドンゴク ユニバーシティ インダストリー アカデミック コーポレイション ファウンデイション 発光ダイオードおよびその製造方法
KR100668609B1 (ko) * 2004-09-24 2007-01-16 엘지전자 주식회사 백색광원소자
JP4815860B2 (ja) 2004-11-11 2011-11-16 ソニー株式会社 発光素子及びその製造方法
WO2007001099A1 (en) 2005-06-27 2007-01-04 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting diode of a nanorod array structure having a nitride-based multi quantum well
NZ570678A (en) * 2006-03-10 2010-10-29 Stc Unm Pulsed growth of GaN nanowires and applications in group III nitride semiconductor substrate materials and devices
JP2007246811A (ja) 2006-03-17 2007-09-27 Shinshu Univ 発光性有機化合物及びそれを用いた有機電界発光素子
JP2009076896A (ja) * 2007-08-31 2009-04-09 Panasonic Corp 半導体発光素子
JP5836122B2 (ja) * 2008-07-07 2015-12-24 グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ ナノ構造のｌｅｄ
WO2010065860A2 (en) 2008-12-04 2010-06-10 The Regents Of The Univerity Of California Electron injection nanostructured semiconductor material anode electroluminescence method and device
EP2443675A2 (de) 2009-06-19 2012-04-25 Seren Photonics Limited Leuchtdioden
EP2528990B1 (de) 2010-01-28 2017-04-26 Yissum Research Development Company of the Hebrew University of Jerusalem Ltd. Beleuchtungsvorrichtungen mit vorgegebener farbemission
JP5464458B2 (ja) 2010-02-25 2014-04-09 国立大学法人北海道大学 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP4586934B2 (ja) * 2010-03-17 2010-11-24 パナソニック電工株式会社 半導体発光素子およびそれを用いる照明装置
DE102010020789B4 (de) 2010-05-18 2021-05-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2012015485A (ja) 2010-05-31 2012-01-19 Fujifilm Corp Ｌｅｄパッケージ
TW201203602A (en) 2010-07-09 2012-01-16 Epistar Corp A light emitting device with a single quantum well rod
CN103283032B (zh) 2010-10-18 2016-11-02 韦克森林大学 光电装置及其应用
DE102010051286A1 (de) * 2010-11-12 2012-05-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
KR20120057298A (ko) * 2010-11-26 2012-06-05 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110012167A1 (en) * 2008-03-05 2011-01-20 Takayuki Shimamura Light emitting element
US20100032645A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Won Kook Choi Ac-driven light emitting device having single active layer structure and manufacturing method thereof
US20110133100A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-09 Royal Institute For The Advancement Of Learning / Mcgill University Method of pumping quantum dots

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014117995A1 (de) * 2014-12-05 2016-06-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung von sichtbarem Licht und Leuchtdiode
US10134960B2 (en) 2014-12-05 2018-11-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layering sequence for generating visible light and light emitting diode

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