DE102013112885A1 - Verfahren zur optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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Siegmar Kugler
Tobias Meyer
Matthias Peter
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Abstract

Es wird ein Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials (1), das zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen ist und das eine Bandlücke aufweist, durch die eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) gegeben ist, mit den Schritten: A) Ganzflächiges Bestrahlen einer Hauptoberfläche (11) des optoelektronischen Halbleitermaterials (1) mit Licht (20) mit einer Anregungswellenlänge, die kleiner als die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) ist, zur Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren im Halbleitermaterial (1); B) Ganzflächiges Detektieren einer durch Rekombination der Elektron-Loch-Paare von der Hauptoberfläche (11) des Halbleitermaterials (1) abgestrahlten Rekombinationsstrahlung (30) mit der charakteristischen Wellenlänge. Weiterhin wird eine Vorrichtung (100) zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Description

  • Es werden ein Verfahren zur optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.
  • Bei der Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips wie beispielsweise Leuchtdiodenchips ist es erforderlich, diese während der Fertigung und/oder nach der Fertigstellung auf ihre Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen. Hierzu können beispielsweise Charakterisierungsprozesse verwendet werden, bei denen ganze Epitaxiewafer beziehungsweise Chipscheiben seriell durch Probermessungen und/oder Ultraschallkontrolle vermessen werden. Derartige Prozesskontrollen dauern jedoch aufgrund der seriellen Bearbeitung der einzelnen Chips relativ lange und sind dementsprechend kostenintensiv. Daher wird oftmals, soweit dies möglich ist, nicht ein gesamter Wafer charakterisiert, sondern es werden nur ausgewählte Chips beziehungsweise Bereiche auf einer Chipscheibe untersucht, um durch eine derartige stichprobenartige Auswahl Zeit zu sparen. Bei einigen Prozesskontrollen sind solche Stichproben allerdings nicht möglich, sodass in diesen Fällen dennoch alle Chips seriell bearbeitet werden müssen, was einen erheblichen Zeitaufwand bedeutet.
  • Weiterhin besteht beispielsweise bei Chiptypen, die über ein leitfähiges Substrat kontaktiert werden, das Problem, dass diese direkt nach einem Trennen aus dem Waferverbund üblicherweise auf elektrisch isolierenden Trägern angeordnet sind, sodass die Chipunterseite elektrisch isoliert ist und damit keine funktionale Kontrolle über einen elektrische Kontaktierung durchgeführt werden kann.
  • Darüber hinaus gibt es bei epitaxierten Wafern und Chips eine Reihe von morphologischen Merkmalen, die mit üblichen Methoden nur schwer oder sogar gar nicht detektierbar sind.
  • Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und einen Gegenstand gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens und des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein optoelektronisches Halbleitermaterial optisch charakterisiert. Insbesondere ist das Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials vorgesehen, das zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen ist.
  • Das Halbleitermaterial wird bevorzugt durch eine Halbleiterschichtenfolge für optoelektronische Halbleiterchips gebildet. Derartige Halbleiterschichtenfolgen werden üblicherweise auf Aufwachssubstratwafern aufgewachsen, mit elektrischen Kontaktschichten versehen und in einzelne optoelektronische Halbleiterchips vereinzelt. Das hier beschriebene Verfahren kann, wie weiter unten beschrieben ist, direkt nach dem Aufwachsen oder nach einem späteren Verfahrensschritt durchgeführt werden. Die optoelektronischen Halbleiterchips können beispielsweise als Licht emittierende Dioden mit oder in Form von Leuchtdiodenchips ausgebildet sein, die eine aktive Schicht aufweisen, die im Betrieb des Halbleiterchips Licht abstrahlt. Weiterhin können die optoelektronischen Halbleiterchips auch Fotodiodenchips sein, die eine aktive Schicht aufweisen, die dazu geeignet ist, Licht in elektrische Ladungen umzuwandeln. Das optoelektronische Halbleitermaterial weist dadurch, dass es auf einem Aufwachssubstratwafer epitaktisch aufgewachsen ist, eine flächige Ausbildung mit einer dem Aufwachssubstrat zugewandten und einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Hauptoberfläche auf, die senkrecht zur Aufwachsrichtung der Halbleiterschichten und damit parallel zu den Haupterstreckungsebenen der Halbleiterschichten ausgebildet sind. Die Hauptoberflächen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Ausdehnung des Halbleitermaterials entlang Richtungen parallel zu den Hauptoberflächen wesentlich größer ist als die Ausdehnung senkrecht zu diesen, also wesentlich größer als die Dicke des Halbleitermaterials.
  • Unter einer ganzflächigen optischen Charakterisierung wird hier und im Folgenden ein Charakterisierungsverfahren verstanden, bei dem nicht nur einzelne Bereiche einer Ebene parallel zu den Hauptoberflächen des optoelektronischen Halbleitermaterials untersucht werden, sondern das Halbleitermaterial gleichzeitig über eine gesamte Hauptoberfläche mit optischen Mitteln charakterisiert werden kann. Da das optoelektronische Halbleitermaterial zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen ist, können somit bei der hier beschriebenen ganzflächigen optischen Charakterisierung parallel die Mehrzahl der optoelektronischen Halbleiterchips in einer fertiggestellten Form oder auch in einer noch nicht fertiggestellten Form untersucht werden.
  • Insbesondere kann das optoelektronische Halbleitermaterial ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial sein. Ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, beispielsweise B, Al, Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe, beispielsweise N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff III-V-Verbindungshalbleitermaterial die Gruppe der binären, ternären und quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise ein Nitrid-, Phosphid- oder Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen.
  • Beispielsweise kann das Halbleitermaterial eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von InGaAlN aufweisen. Unter InGaAlN-basierte Halbleiterchips, Halbleitermaterialien und Halbleiterschichtenfolgen fallen insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge in der Regel eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yN mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist.
  • Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis auf InGaAlN aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung in einem ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren oder detektieren.
  • Weiterhin kann das Halbleitermaterial eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von InGaAlP aufweisen. Das heißt, dass die Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine Einzelschicht ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yP mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist. Halbleiterschichtenfolgen oder Halbleiterchips, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit in einen grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren oder detektieren.
  • Weiterhin kann das Halbleitermaterial eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von anderen III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystemen, beispielsweise ein AlGaAs-basiertes Material, oder auf Basis eines II-VI-Verbindungshalbleitermaterialsystems aufweisen. Insbesondere kann eine aktive Schicht, die ein AlGaAs-basiertes Material aufweist, geeignet sein, elektromagnetische Strahlung in einem roten bis infraroten Wellenlängenbereich zu emittieren oder zu detektieren.
  • Entsprechend der Materialwahl weist das optoelektronische Halbleitermaterial eine Bandlücke auf, durch die eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials gegeben ist. Insbesondere kann das Halbleitermaterial eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht aufweisen, die eine Bandlücke aufweist, durch die eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials gegeben ist. Die charakteristische Wellenlänge kann insbesondere je nach Materialwahl in einem der vorgenannten Wellenlängenbereichen liegen. Die charakteristische Wellenlänge kann beispielsweise die intensitätsstärkste Wellenlänge, die mittlere Wellenlänge oder die über die einzelnen spektralen Intensitäten gewichtete mittlere Wellenlänge des Emissionsspektrums des Halbleitermaterials im Falle von Leuchtdiodenchips oder des Absorptionsspektrums des Halbleitermaterials im Falle von Fotodiodenchips bezeichnen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die ganzflächige optische Charakterisierung des Halbleitermaterials durch eine Hauptoberfläche des Halbleitermaterials. Das kann insbesondere bedeuten, dass zur optischen Charakterisierung Licht über die Hauptoberfläche auf das Halbleitermaterial eingestrahlt wird. Weiterhin kann von derselben Hauptoberfläche vom Halbleitermaterial abgestrahltes Licht zur optischen Charakterisierung detektiert werden.
  • Gemäß einen weiteren Ausführungsform ist das Halbleitermaterial auf einem Träger aufgebracht. Die Hauptoberfläche des Halbleitermaterials, durch die die Charakterisierung des Halbleitermaterials erfolgt, kann bevorzugt durch die dem Träger abgewandte Hauptoberfläche des Halbleitermaterials gebildet sein. Der Träger kann beispielsweise durch einen Substratwafer gebildet werden. Wird das im Folgenden näher beschriebene Verfahren mit einem Halbleitermaterial durchgeführt, das auf dem Aufwachssubstratwafer angeordnet ist, so kann die Hauptoberfläche des Halbleitermaterials durch die dem Aufwachssubstratwafer abgewandte Oberfläche der aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge gebildet sein. Weiterhin ist es auch möglich, nach dem epitaktischen Aufwachsen des Halbleitermaterials dieses auf ein Trägermaterial, beispielsweise einen Trägersubstratwafer, aufzubringen. Der Aufwachssubstratwafer kann anschließend gedünnt oder entfernt werden, sodass die Hauptoberfläche des Halbleitermaterials durch die vom Trägersubstratwafer abgewandte Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge gebildet wird. Weiterhin ist es auch möglich, dass der Träger durch eine Folie oder ein anderes Material gebildet wird, auf dem das Halbleitermaterial mit oder ohne Substrat oder Substratwafer als Ganzes oder in Funktionsbereiche unterteilt angeordnet sein kann. Das Halbleitermaterial kann je nach Verfahrensstadium, in dem das hier beschriebene Charakterisierungsverfahren durchgeführt wird, als Epitaxiescheibe oder Chipscheibe mit noch zusammenhängenden oder schon vereinzelten Halbleiterchips vorliegen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung des optoelektronischen Halbleitermaterials die Hauptoberfläche des optoelektronischen Halbleitermaterials ganzflächig mit Licht mit einer Anregungswellenlänge bestrahlt, die kleiner als die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials ist. Das bedeutet, dass nicht nur einzelne Bereiche, sondern gleichzeitig die gesamte Hauptoberfläche des optoelektronischen Halbleitermaterials bestrahlt wird. Besonders bevorzugt wird die Hauptoberfläche ganzflächig und homogen, also mit einer über die Hauptoberfläche gleichmäßigen Intensität, mit dem Licht mit der Anregungswellenlänge bestrahlt. Insbesondere ist die Anregungswellenlänge derart gewählt, dass im Halbleitermaterial, insbesondere in einer aktiven Schicht, Elektron-Loch-Paare erzeugt werden können. Das bedeutet, dass die Photonen des Lichts mit der Anregungswellenlänge eine Energie aufweisen, die ausreicht, um Elektron-Loch-Paare im Halbleitermaterial zu erzeugen.
  • Weiterhin ist die Anregungswellenlänge derart gewählt, dass das anregende Licht in Halbleiterschichten des Halbleitermaterials, in denen keine Elektron-Loch-Paare erzeugt werden können oder sollen, zu einem möglichst geringen Anteil absorbiert wird. Derartige Schichten können zusätzlich zu einer aktiven Schicht in einer das Halbleitermaterial bildenden Halbleiterschichtenfolge vorhanden sein und beispielsweise als so genannte Confinement-Schichten ausgebildet sein. Solche Schichten weisen im Gegensatz zur aktiven Schicht, die durch ein direktes Halbleitermaterial gebildet wird, oftmals indirekte Halbleitermaterialien auf. Im Falle von nitridischen Halbleitermaterialien können derartige Confinement-Schichten beispielsweise durch GaN-Schichten, im Falle von phosphidischen Halbleitermaterialien durch InAlP-Schichten und im Falle von arsenidischen Halbleitermaterialien durch AlGaAs-Schichten mit einer entsprechend gewählten Zusammensetzung gebildet werden. Das anregende Licht weist somit bevorzugt eine Energie auf, die größer als die Bandlücke der aktiven Schicht des Halbleitermaterials und kleiner als die Bandlücke des Confinement-Materials ist.
  • Beispielsweise kann die Anregungswellenlänge um 10 nm bis 50 nm kürzer als die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials sein. Liegt die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials im blauen bis grünen Spektralbereich, beispielsweise für blau bis grün emittierende oder detektierende InGaN-Schichten, so kann die Anregungswellenlänge bevorzugt im ultravioletten Spektralbereich liegen. Liegt die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials im gelben bis roten Spektralbereich, beispielsweise für gelb bis rot, also etwa gelb, orange, amber oder rot, emittierende oder detektierende InGaAlP-Schichten, so kann die Anregungswellenlänge bevorzugt im grünen Spektralbereich liegen. Liegt die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials im infraroten Spektralbereich, beispielsweise für arsenidische Schichten, so kann die Anregungswellenlänge bevorzugt im nahinfraroten Spektralbereich liegen.
  • Die vom Licht mit der Anregungswellenlänge im optoelektronischen Halbleitermaterial gebildeten Elektron-Loch-Paare rekombinieren nach kurzer Zeit wieder, wodurch Licht mit der charakteristischen Wellenlänge beispielsweise über die Hauptoberfläche emittiert werden kann. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein ganzflächiges Detektieren der durch Rekombination der Elektron-Loch-Paare von der Hauptoberfläche des Halbleitermaterials abgestrahlten Rekombinationsstrahlung mit der charakteristischen Wellenlänge. Eine ganzflächige Detektion bedeutet hierbei, dass gleichzeitig Rekombinationsstrahlung detektiert wird, die über die gesamte Hauptoberfläche des Halbleitermaterials abgestrahlt wird. Die Schritte des ganzflächigen Bestrahlens und des ganzflächigen Detektierens können bevorzugt gleichzeitig durchgeführt werden, wobei die Bestrahlung und die Detektion auf derselben Seite des Halbleitermaterials stattfinden.
  • Bei einer fest vorgegebenen Beleuchtungsstärke des Lichts mit der Anregungswellenlänge ist die Emissionslichtstärke des Halbleitermaterials, also die Intensität der Rekombinationsstrahlung, durch die Effizienz und Auskopplung des Halbleitermaterials und durch die Anzahl der Defekte, beispielsweise Nebenschlüsse, gegeben. Somit kann über die über die Hauptoberfläche des Halbleitermaterials abgestrahlte Leuchtdichte der Rekombinationsstrahlung Aussagen über die Qualität des Halbleitermaterials gemacht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Rekombinationsstrahlung mittels eines Detektors, beispielsweise mittels einer Kamera, detektiert. Die Kamera kann insbesondere ein Bild der gesamten durch die Rekombinationsstrahlung leuchtenden Hauptoberfläche des Halbleitermaterials aufnehmen. Somit kann mit der Kamera die Qualität der gesamten durch das Halbleitermaterial gebildeten Epitaxiescheibe beziehungsweise Chipscheibe per Bild auf einmal aufgenommen werden. Bevorzugt wird das Bild rechnergestützt ausgewertet, sodass die gesamte aktive Fläche des Halbleitermaterials parallel und nicht nur nacheinander in verschiedenen Bereichen festgestellt werden kann. Hierzu kann eine Analyseeinheit vorgesehen sein, die die rechnergestützte Auswertung des Bilds ermöglicht. Das hier beschriebene Verfahren bietet somit einen parallelen Aufbau zur Prozess- und Qualitätskontrolle. Hierdurch bietet sich eine sehr preiswerte parallele Methode zur Prozesskontrolle und Qualitätssicherung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Halbleitermaterial auf einem Träger aufgebracht, der durch einen Substratwafer, beispielsweise ein Aufwachssubstratwafer oder ein Trägersubstratwafer, gebildet wird. Das Halbleitermaterial kann auf dem Substratwafer unmittelbar nach dem epitaktischen Aufwachsen mittels des beschriebenen Verfahrens charakterisiert werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass beispielsweise nach dem epitaktischen Aufwachsen Elektrodenschichten und/oder weitere funktionale Schichten, beispielsweise Passivierungsschichten, aufgebracht werden und eine Charakterisierung des Halbleitermaterials anschließend erfolgt. Das Halbleitermaterial kann zusammenhängend und großflächig vorliegen. Das bedeutet, dass insbesondere eine aktive Schicht der das Halbleitermaterial bildenden Halbleiterschichtenfolge bei der Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens nicht in einzelne Funktionsbereiche unterteilt ist.
  • Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass bei dem hier beschriebenen Verfahren das Halbleitermaterial in voneinander zumindest teilweise getrennte Funktionsbereiche unterteilt ist. Beispielsweise kann eine zumindest teilweise Unterteilung des Halbleitermaterials in Funktionsbereiche durch Ätzen, insbesondere Mesa-Ätzen, erreicht werden. Die Unterteilung in getrennte Funktionsbereiche kann insbesondere vor dem Schritt des Bestrahlens mit dem Licht mit der Anregungswellenlänge durchgeführt werden. Die getrennten Funktionsbereiche können sich dadurch auszeichnen, dass die aktive Schicht der das Halbleitermaterial bildenden Halbleiterschichtenfolge zumindest teilweise oder gänzlich durchtrennt ist. Durch die Funktionsbereiche können die später fertiggestellten optoelektronischen Halbleiterchips definiert werden. Durch das ganzflächige Bestrahlen und das ganzflächige Detektieren kann die Rekombinationsstrahlung aller Funktionsbereiche gleichzeitig detektiert werden.
  • Weiterhin ist auch möglich, dass das Halbleitermaterial in gänzlich voneinander getrennte Funktionsbereiche, die Teile der später fertiggestellten optoelektronischen Halbleiterchips bilden, zerteilt wird. Die gänzlich voneinander getrennten Funktionsbereiche können insbesondere auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein, beispielsweise auf einem sogenannten Klebe-Frame, also einer klebenden Folie, durch die nach dem Zerteilen des Halbleitermaterials die einzelnen Funktionsbereiche gemeinsam gehalten und transportiert werden können. Insbesondere kann das Halbleitermaterial vor dem gänzlichen Zerteilen auf einem solchen gemeinsamen Träger angeordnet werden und danach in die Funktionsbereiche getrennt werden. Ein gänzliches Zerteilen des Halbleitermaterials kann besonders bevorzugt durch Lasertrennen erfolgen, beispielsweise nach einem vorherigen Schritt eines zumindest teilweisen Trennens des Halbleitermaterials. Beispielsweise kann das Lasertrennen unmittelbar vor dem beschriebenen Charakterisierungsverfahren und somit insbesondere vor dem ganzflächigen Bestrahlen der Hauptoberfläche des Halbleitermaterials mit dem anregenden Licht erfolgen. Hierbei kann es auch denkbar sein, dass ein Lasertrennen und eine optische Charakterisierung gemäß der vorherigen Beschreibung in einer selben Vorrichtung durchgeführt werden, das heißt dass in der Vorrichtung zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens beispielsweise ein Wafer mit dem optoelektronischen Halbleitermaterial eingelegt, zerteilt und anschließend vermessen wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Vorrichtung, mit der das Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung des optoelektronischen Halbleitermaterials durchgeführt wird, eine Beleuchtungsquelle zur Erzeugung des Lichts mit der Anregungswellenlänge sowie einen Detektor zur Detektion der Rekombinationsstrahlung auf. Die Beleuchtungsquelle und der Detektor sind bevorzugt beide über einer selben Hauptoberfläche des Halbleitermaterials angeordnet. Weiterhin kann die Vorrichtung auch eine Halterung für das Halbleitermaterial aufweisen.
  • Die vorab und im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten gleichermaßen für das Verfahren und die Vorrichtung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Beleuchtungsquelle oberhalb des Halbleitermaterials angeordnet. Oberhalb bedeutet hierbei, dass die Beleuchtungsquelle so über dem Halbleitermaterial angeordnet wird, dass das Licht mit der Anregungswellenlänge auf die Hauptoberfläche des Halbleitermaterials eingestrahlt werden kann. Bevorzugt ist die Beleuchtungsquelle ringförmig ausgebildet und weist eine Öffnung auf, durch die die Rekombinationsstrahlung zu einem in oder über der Öffnung angeordneten Detektor, beispielsweise einer Kamera, gelangen kann. Insbesondere kann das Licht mit der Anregungswellenlänge durch eine Mehrzahl von Licht emittierenden Dioden erzeugt werden, die ringförmig oberhalb des Halbleitermaterials angeordnet sind.
  • Um das Anregungslicht und die Rekombinationsstrahlung optisch zu trennen, können weiterhin optische Filter eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Beleuchtungsquelle, also beispielsweise einer Mehrzahl von Licht emittierenden Dioden, ein optisches Kurzpassfilter nachgeordnet sein, das durchlässig für das Licht mit der Anregungswellenlänge und undurchlässig für die Rekombinationsstrahlung ist. Die Detektion der Rekombinationsstrahlung kann durch ein optisches Langpassfilter erfolgen, das undurchlässig für das Licht mit der Anregungswellenlänge und durchlässig für die Rekombinationsstrahlung ist. Das optische Langpassfilter wird insbesondere zwischen dem Detektor und dem Halbleitermaterial angeordnet, sodass nur Rekombinationsstrahlung auf den Detektor treffen kann.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, mit der ein Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials durchgeführt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel,
  • 2A bis 2C schematische Darstellungen von Halbleitermaterialien gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
  • 3A und 3B schematische Darstellungen einer Vorrichtung, mit der ein Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials durchgeführt wird, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • In 1 ist eine Vorrichtung 100 gezeigt, mit der ein Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials 1 durchgeführt wird. Das optoelektronische Halbleitermaterial 1 ist zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen. Insbesondere kann das optoelektronische Halbleitermaterial 1 als sogenannte Epitaxiescheibe oder Chipscheibe vorliegen und eine Bandlücke aufweisen, durch die eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials 1 gegeben ist, wie in Verbindung mit den 2A bis 2C beschrieben ist. Wie im allgemeinen Teil beschrieben ist, ist für eine infrarote bis rote Strahlung beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von InxGayAl1-x-yAs, für rote bis gelbe Strahlung beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von InxGayAl1-x-yP und für kurzwellige sichtbare, also insbesondere grüne bis blaue Strahlung beispielsweise eine Halbleiterschichtenfolge auf Basis von InxGayAl1-x-yN geeignet, wobei jeweils 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 gilt.
  • Das Halbleitermaterial 1 ist mittels einer Halterung 9, beispielsweise einem Substrathalter oder einer anderen geeigneten Auflagefläche, in der Vorrichtung 100 angeordnet.
  • Weiterhin weist die Vorrichtung 100 eine Beleuchtungsquelle 2 zur Erzeugung eines Lichts mit einer Anregungswellenlänge auf, die kleiner als die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials ist. Beispielsweise kann die Anregungswellenlänge um 10 nm bis 50 nm kleiner als die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials sein.
  • Die Beleuchtungsquelle 2 ist über der Halterung 9 und damit über dem Halbleitermaterial 1 angeordnet.
  • Weiterhin weist die Vorrichtung 100 einen Detektor 3 zur Detektion einer Rekombinationsstrahlung 30 auf, die bei der Rekombination von Elektron-Loch-Paaren im Halbleitermaterial 1 abgestrahlt wird, die wiederum durch das Licht 20 mit der Anregungswellenlänge im Halbleitermaterial 1 erzeugt werden. Die Beleuchtungsquelle 2 und der Detektor 3 sind beide gemeinsam über einer Hauptoberfläche 11 des Halbleitermaterials 1 angeordnet.
  • Bei dem mit der Vorrichtung 100 durchgeführten Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung des optoelektronischen Halbleitermaterials 1 wird die Hauptoberfläche 11 des optoelektronischen Halbleitermaterials ganzflächig mit dem Licht 20 mit der Anregungswellenlänge bestrahlt, um in einer Ebene parallel zur Hauptoberfläche 11, insbesondere in einer aktiven Schicht des Halbleitermaterials 1, ganzflächig Elektron-Loch-Paare im Halbleitermaterial 1 zu erzeugen. Der Detektor 3 ist dazu eingerichtet, die vom Halbleitermaterial 1 über die Hauptoberfläche 11 abgestrahlte Rekombinationsstrahlung 30 mit der charakteristischen Wellenlänge ganzflächig zu detektieren. Insbesondere kann der Detektor 3 eine Kamera aufweisen oder als solche ausgebildet sein, die ein Bild des gesamten Halbleitermaterials 1 beziehungsweise der gesamten durch die Rekombinationsstrahlung 30 leuchtenden Hauptoberfläche 11 des Halbleitermaterials 1 aufnehmen kann. Um sowohl eine ganzflächige Beleuchtung mittels der Beleuchtungsquelle 2 als auch eine ganzflächige Detektion mittels des Detektors 3 zu erreichen, ist die Beleuchtungsquelle 2 bevorzugt ringförmig ausgebildet und weist eine Öffnung 21 auf, durch die der Detektor 3 die Rekombinationsstrahlung 30 detektieren kann. Der Detektor 3 ist hierzu in oder, wie in 1 gezeigt ist, über der Öffnung 21 der Beleuchtungsquelle 2 und bevorzugt mittig zu dieser angeordnet. Der Detektor 3 wird somit zentral über dem Halbleitermaterial 1 und insbesondere dessen Hauptoberfläche 11 positioniert und sollte eine möglichst hohe Auflösung besitzen, um die lokale Leuchtdichte der Rekombinationsstrahlung 30 auf der gesamten Hauptoberfläche 11 aufnehmen zu können.
  • Beispielsweise kann die Beleuchtungsquelle 2 eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden aufweisen, die das Licht 20 mit der Anregungswellenlänge abstrahlen und die um die Öffnung 21 herum verteilt auf der dem Halbleitermaterial 1 zugewandten Seite der Beleuchtungsquelle 2 angeordnet sind. Hierbei kann die Beleuchtungsquelle 2 wie in 1 gezeigt ist, als kreisförmiger Ring ausgebildet sein. Weiterhin sind auch andere Geometrien und ringartige Formen der Beleuchtungsquelle 2 möglich. Insbesondere ist die Beleuchtungsquelle 2 so ausgebildet, dass eine möglichst homogene Beleuchtung des Halbleitermaterials 1 erreicht wird und dass direkte Reflexe des Lichts 20 mit der Anregungswellenlänge auf den Detektor 3 vermieden werden. Um eine energetische Trennung von Anregungslicht 20 und Rekombinationsstrahlung 30 zu erzielen, kann der Detektor 3 beispielsweise ein Langpassfilter 31 aufweisen, das durchlässig für die Rekombinationsstrahlung und undurchlässig für das Licht 20 mit der Anregungswellenlänge ist. Zusätzlich kann die Beleuchtungsquelle 2 ein optisches Kurzpassfilter aufweisen, das durchlässig für das Licht 20 mit der Anregungswellenlänge und undurchlässig für die Rekombinationsstrahlung 30 ist.
  • Die Emissionslichtstärke der Rekombinationsstrahlung 30 ist bei einer fest vorgegebenen Beleuchtungsstärke durch das Licht 20 mit der Anregungswellenlänge durch die Effizienz und die Auskopplung des Halbleitermaterials 1 sowie durch die Anzahl der Nebenschlüsse im Halbleitermaterial 1 gegeben. Dadurch können über die Leuchtdichte der Rekombinationsstrahlung 30 Aussagen zur Qualität des Halbleitermaterials 1 gemacht werden. Durch die ganzflächige Beleuchtung sowie die ganzflächige Detektion kann die Qualität des gesamten Halbleitermaterials 1 per Bild auf einmal festgestellt werden, indem das aufgenommene Bild anschließend rechnergesteuert in einer entsprechend vorgesehenen Analyseeinheit 8 ausgewertet wird. Hierdurch ist eine preiswerte und parallele Methode zur Prozesskontrolle und Qualitätssicherung des Halbleitermaterials 1 möglich.
  • Für eine charakteristische Wellenlänge des optoelektronischen Halbleitermaterials 1 im blauen bis grünen Spektralbereich kann die Anregungswellenlänge bevorzugt im ultravioletten Spektralbereich liegen, für eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials 1 im gelben bis roten Spektralbereich kann die Anregungswellenlänge bevorzugt im grünen Spektralbereich liegen und für eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials 1 im infraroten Spektralbereich kann die Anregungswellenlänge bevorzugt im nahinfraroten Spektralbereich liegen.
  • In den 2A bis 2C sind verschiedene Ausführungsbeispiele für das Halbleitermaterial 1 gezeigt, die verschiedene beispielhafte Fertigungsstadien bei der Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips darstellen. Das vorab beschriebene Verfahren kann bei jedem der gezeigten Fertigungsstadien sowie auch bei zeitlich dazwischen liegenden Fertigungsstadien durchgeführt werden.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird das Halbleitermaterial 1 durch eine Halbleiterschichtenfolge gebildet, die auf einem Träger 4 angeordnet ist und die eine aktive Schicht 12 mit einer Bandlücke aufweist, die die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials 1 und damit dessen Emissions- oder Absorptionsspektrum je nach Ausführung der herzustellenden Halbleiterchips als Leuchtdiodenchips oder Fotodiodenchips bestimmt.
  • In 2A liegt das Halbleitermaterial 1 als sogenannte Epitaxiescheibe unmittelbar nach dem Aufwachsen vor und ist auf einem Substratwafer 14 in Form eines Aufwachssusbtratwafers aufgebracht. Insbesondere kann die das Halbleitermaterial 1 bildende Halbleiterschichtenfolge mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise mittels metallorgansicher Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE), auf dem Aufwachssubtratwafer aufgewachsen werden. Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge mit elektrischen Kontakten versehen werden.
  • Alternativ hierzu kann der als Substratwafer 14 ausgebildete Träger 4 auch als Trägersubstratwafer ausgebildet sein, auf den das Halbleitermaterial 1 nach dem Aufwachsen auf einem Aufwachssubstratwafer übertragen worden ist.
  • Das Halbleitermaterial 1 und insbesondere die aktive Schicht 12 sind unstrukturiert und durchgängig auf dem Träger 4 ausgebildet. Durch eine spätere Vereinzelung des Substratwafers 14 mit der aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge kann eine Mehrzahl der Halbleiterchips bereitgestellt werden. Auf der dem Träger 4 abgewandten Seite weist das Halbleitermaterial 1 die Hauptoberfläche 11 auf, durch die wie vorab beschrieben das Licht 20 mit der Anregungswellenlänge eingestrahlt wird und durch die die zu detektierende Rekombinationsstrahlung 30 abgestrahlt wird.
  • Das Halbleitermaterial 1 kann als aktive Schicht 12 beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW-Struktur) aufweisen. Das Halbleitermaterial 1 kann neben der aktiven Schicht 12 weitere funktionale Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte Ladungsträgertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement-, Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektrodenschichten sowie Kombinationen daraus. Weiterhin können beispielsweise zwischen dem Halbleitermaterial 1 und dem Träger 4 eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht sein. In den 2A bis 2C sind die zusätzlichen zur aktiven Schicht 2 vorhandenen Schichten der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
  • In 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Halbleitermaterial 1 gezeigt, das im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 2A in voneinander teilweise getrennte Funktionsbereiche 10 unterteilt ist. Hierzu werden im Halbleitermaterial 1 Trenngräben 13 beispielsweise mittels Ätzen wie etwa Mesa-Ätzen hergestellt, die die Funktionsbereiche 10 definieren und zumindest teilweise voneinander trennen. Die Funktionsbereiche 10 entsprechen den später fertiggestellten Halbleiterchips und sind somit Teile der Halbleiterchips. Wie in 2B gezeigt ist, kann bei den getrennten Funktionsbereichen 10 insbesondere die aktive Schicht 12 der das Halbleitermaterial 1 bildenden Halbleiterschichtenfolge durchtrennt sein. Dadurch können Ladungsträgerdriften der Elektronen-Loch-Paare zwischen den einzelnen Funktionsbereichen 10, die durch die Stromaufweitungseigenschaften des Halbleitermaterials 1 bedingt sein können, unterbunden werden, sodass sichergestellt werden kann, dass die Rekombinationsstrahlung, die von einem Funktionsbereich 10 abgestrahlt wird, auch durch Elektron-Loch-Paare erzeugt wird, die in diesem Funktionsbereich 10 erzeugt wurden. Der Träger 4 kann wie im Ausführungsbeispiel der 2A beispielsweise ein Substratwafer 14 sein, der durch einen Aufwachssubstratwafer oder einen Trägersubstratwafer gebildet wird.
  • In 2C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine mittels des vorher beschriebenen Verfahrens zu analysierende Chipscheibe gezeigt ist. Im Vergleich zu den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen ist das Halbleitermaterial 1 in gänzlich voneinander getrennte Funktionsbereiche zerteilt. Die Trenngräben 13 reichen hierbei nicht nur durch das Halbleitermaterial 1, sondern auch durch den Substratträger 14. Die gänzlich voneinander getrennten Funktionsbereiche 10 sind auf einem gemeinsamen Träger 4 angeordnet, der durch einen sogenannten Klebe-Frame, also eine klebende Folie, gebildet wird, durch die die vereinzelten Funktionsbereiche 10 im Verbund gehalten werden.
  • Das gänzliche Zerteilen des Halbleitermaterials 1 erfolgt bevorzugt durch Lasertrennen, wobei diesem ein Ätzschritt wie in Verbindung mit 2 beschrieben vorausgehen kann. Insbesondere können die Funktionsbereiche 10 bereits fertig gestellte Halbleiterchips bilden.
  • Auf dem vom Detektor 3 wie vorab in 1 beschriebenen aufgenommenen Bild der Rekombinationsstrahlung 30 erscheinen die Funktionsbereiche 10 in den Ausführungsbeispielen der 2B und 2C als helle Bereiche, die durch die dunkel erscheinenden Trenngräben 13 voneinander getrennt sind, sodass in diesen Fällen eine funktionsbereichsgenaue und damit chipgenaue Charakterisierung des optoelektronischen Halbleitermaterials 1 möglich ist.
  • In den 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 100 gezeigt, mit der das beispielsweise in Verbindung mit den 1 bis 2C beschriebene Verfahren durchgeführt wird. Das Halbleitermaterial 1 ist hierbei in einem durch ein Bodenelement 5, das eine Halterung (nicht gezeigt) für das Halbleitermaterial 1 bildet oder aufweist, und eine Wandung 6 gebildeten nach oben zum Detektor 3 hin geöffneten Kasten angeordnet, der eine Abschattung gegenüber dem Umgebungslicht ermöglicht. Die 3A zeigt dabei eine schematische Schnittdarstellung, während die 3B eine Aufsicht auf den durch das Bodenelement 5 und die Wandung 6 gebildeten Kasten mit dem darin angeordneten Halbleitermaterial 1 aus Sicht eines darüber angeordneten Detektors 3 zeigt.
  • Bereiche der Innenoberfläche des Bodenelements 5 und/oder der Wandung 6 können auch reflektierend ausgebildet sein, sodass das von der Beleuchtungsquelle 2 abgestrahlte Licht mit der Anregungswellenlänge effizienter auf das Halbleitermaterial 1 eingestrahlt werden kann. Teile der Wandung 6 sind als Abdeckung 24 auf der dem Bodenelement 5 gegenüberliegenden Seite ausgebildet, an denen auf der zum Halbleitermaterial 1 gerichteten Seite als Beleuchtungsquelle 2 eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden 22 mit nachgeordneten Kurzpassfiltern 23 angeordnet sind. Die Licht emittierenden Dioden 22 sind um eine Öffnung 21 der Beleuchtungsquelle 2 angeordnet. Wie in 3B erkennbar ist, sind die Beleuchtungsquelle 2 und die Öffnung 21 in der Beleuchtungsquelle 2, durch die die Rekombinationsstrahlung vom Detektor 3 detektiert werden kann, ringförmig mit einer hexagonalen Form ausgebildet. Alternativ hierzu sind auch andere Geometrien möglich.
  • Die Kurzpassfilter 23 sind jeweils durchlässig für das Licht mit der Anregungswellenlänge und undurchlässig für die Rekombinationsstrahlung. Alternativ zu einer Mehrzahl von Kurzpassfiltern 23 kann auch der Gesamtheit der lichtemittierenden Dioden 22 ein entsprechend ausgebildetes Kurzpassfilter nachgeordnet sein.
  • Der Detektor und das Langpassfilter 31 sind wie in Verbindung mit 1 beschrieben ausgebildet, wobei das Langpassfilter 31 durchlässig für die Rekombinationsstrahlung und undurchlässig für das Licht mit der Anregungswellenlänge ist.
  • Die in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele können alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale wie im Allgemeinen Teil beschrieben, aufweisen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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 (20)

  1. Verfahren zur ganzflächigen optischen Charakterisierung eines optoelektronischen Halbleitermaterials (1), das zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen ist und das eine Bandlücke aufweist, durch die eine charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) gegeben ist, mit den Schritten: A) Ganzflächiges Bestrahlen einer Hauptoberfläche (11) des optoelektronischen Halbleitermaterials (1) mit Licht (20) mit einer Anregungswellenlänge, die kleiner als die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) ist, zur Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren im Halbleitermaterial (1); B) Ganzflächiges Detektieren einer durch Rekombination der Elektron-Loch-Paare von der Hauptoberfläche (11) des Halbleitermaterials (1) abgestrahlten Rekombinationsstrahlung (30) mit der charakteristischen Wellenlänge.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Halbleitermaterial (1) auf einem Träger (4) aufgebracht ist, der durch einen Substratwafer (14) gebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Halbleitermaterial (1) in voneinander zumindest teilweise getrennte Funktionsbereiche (10) unterteilt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Halbleitermaterial (1) in gänzlich voneinander getrennte Funktionsbereiche (10) zerteilt wird, die auf einem gemeinsamen Träger (4) angeordnet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Zerteilen durch Lasertrennen erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem jeder der Funktionsbereiche (10) des Halbleitermaterials (1) Teil eines optoelektronischen Halbleiterchips ist.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Rekombinationsstrahlung mittels einer Kamera (3) detektiert wird, die ein Bild der gesamten durch die Rekombinationsstrahlung leuchtenden Hauptoberfläche (11) des Halbleitermaterials (1) aufnimmt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Bild rechnergestützt ausgewertet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) im blauen bis grünen Spektralbereich und die Anregungswellenlänge im ultravioletten Spektralbereich liegen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) im gelben bis roten Spektralbereich und die Anregungswellenlänge im grünen Spektralbereich liegen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die charakteristische Wellenlänge des Halbleitermaterials (1) im infraroten Spektralbereich und die Anregungswellenlänge im nahinfraroten Spektralbereich liegen.
  12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Licht mit der Anregungswellenlänge durch eine Mehrzahl von Licht emittierenden Dioden (22) erzeugt wird, denen ein optisches Kurzpassfilter (23) nachgeordnet ist, das durchlässig für das Licht (20) mit der Anregungswellenlänge und undurchlässig für die Rekombinationsstrahlung (30) ist.
  13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Detektion der Rekombinationsstrahlung (30) durch ein optisches Langpassfilter (31) erfolgt, das undurchlässig für das Licht (20) mit der Anregungswellenlänge und durchlässig für die Rekombinationsstrahlung (30) ist.
  14. Vorrichtung, mit der ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 durchgeführt wird, aufweisend: eine Halterung (9) für das Halbleitermaterial (1), eine Beleuchtungsquelle (2) zur Erzeugung des Lichts (20) mit der Anregungswellenlänge, ein Detektor (3) zur Detektion der Rekombinationsstrahlung (30), wobei die Beleuchtungsquelle (2) und der Detektor (3) beide über einer Hauptoberfläche (11) des Halbleitermaterials (1) angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Beleuchtungsquelle (2) oberhalb der Halbleitermaterials (1) angeordnet ist und eine Öffnung (21) aufweist, durch die die Rekombinationsstrahlung (30) zum Detektor (3) gelangen kann.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Beleuchtungsquelle (2) ringförmig ausgebildet ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Beleuchtungsquelle eine Mehrzahl von Licht emittierenden Dioden (22) aufweist, denen ein optisches Kurzpassfilter (23) nachgeordnet ist, das durchlässig für das Licht (20) mit der Anregungswellenlänge und undurchlässig für die Rekombinationsstrahlung (30) ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der Detektor (3) eine Kamera aufweist, die ein Bild der gesamten durch die Rekombinationsstrahlung (30) leuchtenden Hauptoberfläche (11) des Halbleitermaterials (1) aufnimmt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, weiterhin aufweisend eine Analyseeinheit (8) zur rechnergestützten Auswertung des Bilds.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei zwischen dem Detektor (3) und dem Halbleitermaterial (1) ein optisches Langpassfilter (31) angeordnet ist, das undurchlässig für das Licht (20) mit der Anregungswellenlänge und durchlässig für die Rekombinationsstrahlung (30) ist.
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