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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einer Kontaktstruktur.
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Bei Halbleiterbauelementen, beispielsweise optoelektronischen Bauelementen wie LEDs kann eine inhomogene Ladungsträgerinjektion zu einer verringerten Effizienz führen.
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Eine Aufgabe ist es, die Homogenität der Ladungsträgerinjektion in lateraler Richtung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Halbleiterbauelement gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Ein Halbleiterbauelement weist gemäß zumindest einer Ausführungsform eine Halbleiterschicht auf. Beispielsweise ist die Halbleiterschicht Teil eines Halbleiterkörpers. Der Halbleiterkörper ist beispielsweise epitaktisch abgeschieden, etwa mittels MOVPE oder MBE.
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Beispielsweise ist das Halbleiterbauelement ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem zum Erzeugen und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich. Die zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung kann im sichtbaren, ultravioletten oder im infraroten Spektralbereich liegen.
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Die Halbleiterschicht kann n-leitend oder p-leitend dotiert sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Kontaktstruktur mit einer Mehrzahl von Kontaktpunkten auf. Insbesondere ist die Halbleiterschicht mittels der Kontaktstruktur elektrisch kontaktiert. Die Kontaktpunkte sind beispielsweise in lateraler Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Beispielsweise weist die Kontaktstruktur mindestens 10 Kontaktpunkte oder mindestens 20 Kontaktpunkte auf. Die einzelnen Kontaktpunkte sind insbesondere über die Kontaktstruktur elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Als Kontaktpunkt wird allgemein ein Bereich der Kontaktstruktur angesehen, in dem die Kontaktstruktur einen elektrischen Kontakt zur Halbleiterschicht herstellt. Insbesondere grenzt die Kontaktstruktur an den Kontaktpunkten unmittelbar an die Halbleiterschicht an. Der Querschnitt der Kontaktpunkte kann zumindest bereichsweise gekrümmt, beispielsweise rund oder elliptisch, oder mehreckig, beispielsweise viereckig oder sechseckig ausgebildet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements spannt zumindest ein Kontaktpunkt mit zwei benachbarten Kontaktpunkte ein Dreieck auf, in dem zumindest ein Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° beträgt.
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Die Position der Kontaktpunkte bezieht sich im Zweifel jeweils auf den Flächenschwerpunkt des jeweiligen Kontaktpunkts.
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Als benachbarte Kontaktpunkte werden Kontaktpunkte angesehen, zwischen denen sich kein weiterer Kontaktpunkt befindet. Insbesondere ist das aufgespannte Dreieck so ausgebildet, dass für jeden Kontaktpunkt des Dreiecks die beiden anderen Kontaktpunkte des Dreiecks jeweils einen nächsten Nachbarn darstellen.
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In mindestens einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Halbleiterschicht auf, die mittels einer Kontaktstruktur mit einer Mehrzahl von Kontaktpunkten elektrisch kontaktiert ist, wobei zumindest ein Kontaktpunkt mit zwei benachbarten Kontaktpunkten ein Dreieck aufspannt, in dem zumindest ein Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° beträgt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements betragen alle Winkel des Dreiecks zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70°. Insbesondere kann das Dreieck ein gleichseitiges Dreieck sein, bei dem die Winkel jeweils 60° betragen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements spannen mindestens 50 % der Kontaktpunkte der Kontaktstruktur mit zwei benachbarten Kontaktpunkten ein Dreieck auf, in dem zumindest ein Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° beträgt. Je höher der Anteil der Kontaktpunkte ist, die mit ihren nächsten Nachbarn ein Dreieck mit einem derartigen Winkel aufspannen, desto gleichmäßiger kann die Ladungsträgerinjektion sein. Vorzugsweise spannen alle Kontaktpunkte der Kontaktstruktur, die sich nicht am Rand der Kontaktstruktur befinden, ein solches Dreieck auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind die Kontaktpunkte der Kontaktstruktur zumindest näherungsweise auf Kreuzungspunkten von ersten Geraden, die parallel zueinander entlang einer ersten Richtung verlaufen, und zweiten Geraden, die parallel zueinander entlang einer zweiten Richtung verlaufen, angeordnet, wobei ein Winkel zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° beträgt. „Zumindest näherungsweise auf Kreuzungspunkten“ bedeutet, dass die Kontaktpunkte genau auf den Kreuzungspunkten liegen oder dass die Flächenschwerpunkte um höchstens 10 % des Abstands benachbarter Geraden von den Kreuzungspunkten entfernt sind.
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Die ersten Geraden und/oder die zweiten Geraden verlaufen vorzugsweise jeweils äquidistant zueinander. Weiterhin ist der Abstand zwischen den ersten Geraden vorzugsweise gleich dem Abstand zwischen den zweiten Geraden. Eine in lateraler Richtung homogene elektrische Kontaktierung ist so vereinfacht erzielbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind Kontaktpunkte der Kontaktstruktur zumindest näherungsweise in einem regelmäßigen hexagonalen Gitter angeordnet. Die Kontaktpunkte sind also zumindest näherungsweise auf Kreuzungspunkten von ersten Geraden und zweiten Geraden angeordnet, wobei der Winkel zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung 60° beträgt und die ersten Geraden und die zweiten Geraden jeweils äquidistant zueinander parallel verlaufen und der Abstand zwischen den ersten Geraden gleich dem Abstand zwischen den zweiten Geraden ist.
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Durch eine Anordnung der Kontaktpunkte in einem regelmäßigen hexagonalen Gitter mit einem Abstand dH zum nächsten Nachbarn beträgt ein Abstand eines Punkts mit maximalem Abstand zu einem nächstgelegenen Kontaktpunkt (1/3)·√3·dH. Im Vergleich hierzu würde ein maximaler Abstand zu einem nächstgelegenen Kontaktpunkt für ein orthogonales Gitter, bei dem die ersten Geraden und die zweiten Geraden äquidistant und in einem Winkel von 90° zueinander verlaufen, (1/2)·√2·dO betragen, wobei dO den Abstand der Kontaktpunkte entlang der ersten Richtung und der zweiten Richtung angibt.
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Bei einem vorgegebenen maximalen Abstand zum nächstgelegenen Kontaktpunkt kann bei einem hexagonalen Gitter der Abstand zwischen benachbarten Kontaktpunkten um den Faktor (3/2)·√(2/3) erhöht werden. Eine gleich gute Homogenität der elektrischen Kontaktierung kann dadurch bei gleichgroßer Fläche der zu kontaktierenden Halbleiterschicht mit einer geringeren Anzahl von Kontaktpunkten erzielt werden.
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Es hat sich gezeigt, dass die größte Gleichmäßigkeit der Kontaktierung erzielt wird, wenn die Kontaktpunkte genau in einem regelmäßigen hexagonalen Gitter angeordnet sind. Gegenüber einem orthogonalen Gitter kann jedoch eine verbesserte Kontaktierung auch bei Abweichungen vom regelmäßigen hexagonalen Gitter erzielt werden, wenn benachbarte Kontaktpunkte ein Dreieck aufspannen, bei dem zumindest ein Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° beträgt oder alle Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° betragen. Im Unterschied hierzu betragen die Winkel eines Dreiecks nächster Nachbarn bei einem orthogonalen quadratischen Gitter an zwei Kontaktpunkten 45° und an einem Kontaktpunkt 90°.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen zum Erzeugen und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Beispielsweise enthält der aktive Bereich ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial.
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III-V-Verbindungshalbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (AlxInyGa1-x-yN) über den sichtbaren (AlxInyGa1-x-yN, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder AlxInyGa1-x-yP, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (AlxInyGa1-x-yAs) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, insbesondere mit x ≠ 1, y ≠ 1, x ≠ 0 und/oder y ≠ 0. Mit III-V-Verbindungshalbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.
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Bei einem zum Erzeugen von Strahlung vorgesehenen Halbleiterbauelement, beispielsweise einer Leuchtdiode, kann mit der beschriebenen Kontaktstruktur eine in lateraler Richtung besonders homogene Ladungsträgerinjektion in die Halbleiterschicht erfolgen, ohne dass die Kontaktstruktur hierfür vollflächig an die Halbleiterschicht angrenzen muss.
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Bei einem zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen Halbleiterbauelement, beispielsweise einer Fotodiode oder einer Solarzelle, können die im aktiven Bereich durch Strahlungsabsorption generierten Ladungsträger besonders effizient über die Kontaktstruktur abgeführt werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine weitere Halbleiterschicht auf, wobei der aktive Bereich zwischen der Halbleiterschicht und der weiteren Halbleiterschicht angeordnet ist. Das Halbleiterbauelement weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, die sich durch die weitere Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch erstrecken. Die Kontaktpunkte sind jeweils in einer der Ausnehmungen angeordnet und mit der Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Die elektrische Kontaktierung der Halbleiterschicht erfolgt also durch die weitere Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch. Bei einer zwischen einer Strahlungsdurchtrittsfläche des Halbleiterbauelements und dem aktiven Bereich angeordneten Halbleiterschicht kann die Halbleiterschicht mittels der Ausnehmungen kontaktiert werden, ohne dass dadurch die Strahlungsdurchtrittsfläche mit Kontaktstrukturen für die Halbleiterschicht bedeckt ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist die Kontaktstruktur eine Anschlussschicht auf, die sich durch die Ausnehmungen erstreckt und die Kontaktpunkte elektrisch leitend miteinander verbindet. Die Anschlussschicht kann die Kontaktpunkte bilden. Die Anschlussschicht kann einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Beispielsweise kann zumindest eine Teilschicht der Anschlussschicht ein Metall oder ein TCO(Transparent Conductive Oxide)-Material enthalten.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist die Halbleiterschicht Teil eines Halbleiterkörpers, der auf einem Träger des Halbleiterbauelements angeordnet ist, wobei die Kontaktstruktur bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger verläuft. In diesem Fall ist der Träger auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des Halbleiterkörpers angeordnet. Die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers erfolgt von der dem Träger zugewandten Seite her.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschicht, einer weiteren Halbleiterschicht und einen zwischen der Halbleiterschicht und der weiteren Halbleiterschicht angeordneten, zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Das Halbleiterbauelement weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, die sich durch die weitere Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch erstrecken. Die Kontaktpunkte sind jeweils in einer der Ausnehmungen angeordnet und mit der Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktpunkte sind zumindest näherungsweise auf Kreuzungspunkten von ersten Geraden und zweiten Geraden angeordnet, wobei die ersten Geraden parallel zueinander entlang einer ersten Richtung verlaufen und die zweiten Geraden parallel zueinander entlang einer zweiten Richtung verlaufen. Ein Winkel zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung beträgt zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70°.
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Die beschriebene Kontaktstruktur ist besonders für Halbleiterbauelemente geeignet, bei der eine Strahlungsdurchtrittsfläche frei von einer Kontaktstruktur zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements ist. Eine Abschattung der Strahlungsdurchtrittsfläche durch absorbierendes Material wie beispielsweise Metall kann so vermieden werden. Die Kontaktstruktur eignet sich aber generell für Halbleiterbauelemente, bei denen eine in lateraler Richtung gleichmäßige elektrische Kontaktierung, beispielsweise zur Ladungsträgerinjektion oder zur Ladungsträgerabfuhr, gewünscht ist, ohne dass die Kontaktstruktur vollflächig an die Halbleiterschicht angrenzt.
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Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
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Es zeigen:
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Die 1A ein Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement mit einer Kontaktstruktur in schematischer Draufsicht;
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die 1B ein Vergleichsbeispiel für eine konventionelle Kontaktstruktur; und
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die 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht.
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Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.
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In 1A ist ein Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement in schematischer Draufsicht gezeigt. Das Halbleiterbauelement 1 weist eine Halbleiterschicht 21 auf. Das Halbleiterbauelement umfasst weiterhin eine Kontaktstruktur 3 mit einer Mehrzahl von Kontaktpunkten 30. Die Kontaktpunkte 30 grenzen jeweils an die Halbleiterschicht 21 an und kontaktieren die Halbleiterschicht 21 elektrisch.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktpunkte 30 in einem regelmäßigen hexagonalen Gitter angeordnet. Die Kontaktpunkte 30 sind auf Kreuzungspunkten 712 zwischen zueinander parallel verlaufenden ersten Geraden 71 und zueinander parallel verlaufenden zweiten Geraden 72 angeordnet.
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Die Kontaktpunkte 30 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet. Die Kontaktpunkte können beispielsweise einen Durchmesser zwischen einschließlich 5µm und einschließlich 100µm, bevorzugt zwischen einschließlich 10µm und einschließlich 50 µm aufweisen. Es können jedoch auch andere geometrische Grundformen Anwendung finden, beispielsweise kann eine elliptische Grundform oder eine mehreckige, etwa eine viereckige oder sechseckige Grundform Anwendung finden.
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Die angegebene Position der Kontaktpunkte 30 bezieht sich jeweils auf den Flächenschwerpunkt des jeweiligen Kontaktpunkt.
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Die ersten Geraden verlaufen zueinander äquidistant in einem Abstand 710, die zweiten Geraden 72 äquidistant in einem Abstand 720 zueinander.
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Bei einem regelmäßigen hexagonalen Gitter sind die Abstände 710 und 720 gleich. Die ersten Geraden 71 und die zweiten Geraden 72 verlaufen zueinander in einem Winkel 76 von 60°. Ein Pfeil veranschaulicht einen Mittenabstand 73 zwischen benachbarten Kontaktpunkten. In einem hexagonalen Gitter beträgt der Abstand zwischen den ersten Geraden und den zweiten Geraden jeweils 1/2·√3·dH, wobei dH den Abstand der nächsten Nachbarn in einem hexagonalen Gitter bezeichnet. In einem hexagonalen Gitter spannen, abgesehen vom Rand des Gitters, ein Kontaktpunkt und zwei zu diesem Kontaktpunkt benachbarte Kontaktpunkte ein gleichseitiges Dreieck auf, so dass das Dreieck 33 drei Winkel 35 mit jeweils 60° aufweist.
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Weiterhin ist in 1A ein Punkt mit maximalem Abstand 75 eingetragen. Dieser Punkt ist derjenige Punkt, der am weitesten von dem nächstgelegenen Kontaktpunkt 30 entfernt ist. Bei einem regelmäßigen hexagonalen Gitter beträgt ein maximaler Abstand dHM, in der Figur dargestellt mit Bezugszeichen 750, (1/3)·(√3)·dH.
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In der Figur sind weiterhin Äquipotenziallinien 79 eingezeichnet, die sich im Betrieb kreisförmig um die jeweiligen Kontaktpunkte 30 einstellen. Bei einem hexagonalen Gitter sind die Zwischenräume zwischen den Äquipotenziallinien benachbarter Kontaktpunkte minimal.
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Im Vergleich dazu ist in 1B eine Anordnung von Kontaktpunkten in einem orthogonalen Gitter mit Äquipotenziallinien 89 gezeigt, bei dem die Kontaktpunkte 30 auf Kreuzungspunkten 812 zwischen ersten Geraden 81 und zweiten Geraden 82 angeordnet sind. Die Geraden verlaufen in einem Winkel 86 von 90° zueinander, wobei die ersten Geraden in einem Abstand 810 und in die zweiten Geraden in einem Abstand 820 zueinander angeordnet sind. Der erste Abstand 810 ist gleich dem zweiten Abstand 820 ist und entspricht dem Mittenabstand 83 zwischen benachbarten Kontaktpunkten. Bei einem derartigen orthogonalen Gitter spannt ein Kontaktpunkt 30 mit zwei benachbarten Kontaktpunkten ein rechtwinkliges Dreieck mit einem 90°-Winkel und zwei 45°-Winkeln auf. Ein Punkt mit maximalem Abstand 85 befindet sich in einem maximalen Abstand dOM, veranschaulicht durch Bezugszeichen 850. Hier gilt dOM = (1/2)·(√2)·dO, wobei dO der Mittenabstand in einem orthogonalen Gitter ist.
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Um bei einem hexagonalen Gitter den gleichen maximalen Abstand zu erzielen wie bei einem orthogonalen Gitter, also dHM = dOM, kann der Abstand dH um den Faktor 3/2·√(2/3), also etwa um den Faktor 1,22, höher sein als der Abstand dO bei einem orthogonalen Gitter. Bei gleichguter elektrischer Kontaktierung kann also der Abstand zwischen benachbarten Kontaktpunkten um etwa 22 % vergrößert werden.
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Für das Verhältnis der Anzahl von erforderlichen Kontaktpunkten für ein hexagonales Gitter NH zur entsprechenden Anzahl bei einem orthogonalen Gitter NO für die Kontaktierung einer rechteckigen Fläche mit einer ersten Ausdehnung a und einer senkrecht dazu verlaufenden zweiten Ausdehnung b ergibt sich: NH/NO = (a·b/(1/2·√3·dH 2))/(a·b/dO 2).
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Mit dH = (3/2)·√(2/3)·dO ergibt sich hierfür ein Verhältnis von 4/(3·√3), also etwa 0,77. Bei einer Kontaktierung mit gleichem maximalen Abstand zum nächsten Kontaktpunkt lässt sich also die Anzahl der erforderlichen Kontaktpunkte pro Fläche mit einem regelmäßigen hexagonalen Gitter um etwa 23 % gegenüber einem orthogonalen Gitter verringern.
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Eine Anordnung der Kontaktpunkte 30 in einem regelmäßigen hexagonalen Gitter ermöglicht den größtmöglichen maximalen Abstand zwischen benachbarten Kontaktpunkten und die geringstmögliche Anzahl von erforderlichen Kontaktpunkten pro vorgegebener Fläche beim gleichem maximalem Abstand zum nächsten Kontaktpunkt. Bei einem zur Strahlungserzeugung vorgesehenen Halbleiterbauelement kann dadurch die effektiv für die Strahlungserzeugung nutzbare Fläche vergrößert werden. Die Strahlungsausbeute kann gesteigert werden.
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Gegenüber einem orthogonalen Gitter kann jedoch auch eine Verbesserung der Kontaktierung erzielt werden, wenn die Kontaktpunkte 30 in einem von einem regelmäßigen hexagonalen Gitter abweichenden Muster angeordnet sind, beispielsweise wenn ein Kontaktpunkt mit zwei benachbarten Punkten ein Dreieck aufspannt, in dem zumindest ein Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° liegt. Vorzugsweise liegen alle Winkel zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70°.
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Weiterhin bevorzugt spannen mindestens 50 % der Kontaktpunkte mit zwei benachbarten Kontaktpunkten ein Dreieck auf, in dem zumindest ein Winkel, bevorzugt alle Winkel, zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° liegen.
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Vom regelmäßigen hexagonalen Gitter abweichend ist beispielsweise auch denkbar, dass die Kontaktpunkte der Kontaktstruktur auf Kreuzungspunkten von parallel zueinander verlaufenden ersten Geraden und parallel zueinander verlaufenden zweiten Geraden liegen, wobei ein Winkel zwischen den ersten Geraden und den zweiten Geraden zwischen einschließlich 50° und einschließlich 70° beträgt.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht gezeigt, wobei zur vereinfachten Darstellung lediglich zwei Kontaktpunkte 30 der Kontaktstruktur 3 dargestellt sind. Das Halbleiterbauelement 1 weist einen Halbleiterkörper 20 mit einer Halbleiterschicht 21, einer weiteren Halbleiterschicht 22 und einem zwischen der Halbleiterschicht 21 und der weiteren Halbleiterschicht 22 angeordneten aktiven Bereich 25 auf, der zum Empfangen und/oder zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Beispielsweise ist das Halbleiterbauelement als eine Leuchtdiode ausgebildet. Alternativ kann das Halbleiterbauelement auch als eine Fotodiode oder als eine Solarzelle ausgebildet sein.
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Die Halbleiterschicht 21 und die weitere Halbleiterschicht 22 sind bezüglich des Leitungstyps voneinander verschieden. Beispielsweise ist die Halbleiterschicht 21 n-leitend und die weitere Halbleiterschicht 22 p-leitend ausgebildet oder umgekehrt. Der aktive Bereich 25 enthält beispielsweise ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial oder ein II-VI-Verbindungshalbleitermaterial. Bei einer Solarzelle eignet sich auch ein Gruppe-IV-Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium oder Germanium.
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Die Kontaktstruktur 3 dient der elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschicht 21.
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Der Halbleiterkörper 20 weist Ausnehmungen 23 auf, die sich durch die weitere Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 25 hindurch in die Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken. In den Ausnehmungen 23 sind die Kontaktpunkte 30 ausgebildet. Die Kontaktstruktur 3 ist mittels einer Anschlussschicht 31 gebildet. Die Anschlussschicht 31 grenzt an den Stellen der Kontaktpunkte 30 an die Halbleiterschicht 21 an. Die Anschlussschicht ist zur vereinfachten Darstellung einschichtig dargestellt, kann aber auch mehrschichtig sein. Beispielsweise enthält die Anschlussschicht oder eine Teilschicht davon ein Metall oder ein TCO-Material.
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Das Halbleiterbauelement 1 umfasst weiterhin einen Träger 29, auf dem der Halbleiterkörper 20 angeordnet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Halbleiterbauelement 1 als ein Dünnfilm-Halbleiterbauelement ausgebildet, bei dem ein Aufwachssubstrat für die vorzugsweise epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers 20 entfernt ist. Der Halbleiterkörper 20 ist mittels einer Verbindungsschicht 6, beispielsweise einer Lotschicht oder einer elektrisch leitfähigen Klebeschicht, an dem Träger 29 befestigt. Die Anschlussschicht 31 verläuft in vertikaler Richtung gesehen, also senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers 20 bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper 20 und dem Träger 29.
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Eine vom Träger 29 abgewandte Strahlungsdurchtrittsfläche 11 des Halbleiterbauelements 1 ist frei von Kontaktelementen für die externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements. Die elektrische Kontaktierung erfolgt über einen Kontakt 51 und einen weiteren Kontakt 52 des Halbleiterbauelements 1. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kontakt 51 auf der dem Halbleiterkörper 20 abgewandten Seite des Trägers 29 angeordnet. Der weitere Kontakt 52 ist auf der dem Halbleiterkörper 20 zugewandten Seite des Trägers 29 und seitlich des Halbleiterkörpers 20 angeordnet. Die Strahlungsdurchtrittsfläche 11 wird also weder von dem Kontakt 51 noch von dem weiteren Kontakt 52 abgeschattet. Der weitere Kontakt 52 ist über eine weitere Anschlussschicht 32 mit der weiteren Halbleiterschicht 22 elektrisch leitend verbunden.
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Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem Kontakt 51 und dem weiteren Kontakt 52 können Ladungsträger von unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich 25 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren.
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Bei einem Strahlungsempfänger können im aktiven Bereich 25 erzeugte Ladungsträgerpaare getrennt und über den Kontakt 51 und den weiteren Kontakt 52 abgegriffen werden.
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Das Halbleiterbauelement 1 umfasst weiterhin eine Isolationsschicht 4. Die Isolationsschicht 4 dient der elektrischen Isolation zwischen der Anschlussschicht 31 und der weiteren Halbleiterschicht 22 sowie zwischen der Anschlussschicht 31 und der weiteren Anschlussschicht 32. In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 überlappen die Anschlussschicht 31 und die weitere Anschlussschicht 32 bereichsweise.
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Die Anordnung der Kontakte kann auch von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend ausgebildet sein. Beispielsweise können der Kontakt 51 und der weitere Kontakt 52 auf derselben Seite des Trägers 29 angeordnet sein.
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Weiterhin eignet sich die beschriebene Ausgestaltung der Kontaktstruktur 3 mit einer Mehrzahl von Kontaktpunkten 30 generell für Halbleiterbauelemente, bei denen eine in lateraler Richtung möglichst homogene elektrische Kontaktierung gewünscht ist, ohne dass die Kontaktstruktur vollflächig an die zu kontaktierende Halbleiterschicht 21 angrenzt. Für das beschriebene Halbleiterbauelement ist die Kontaktstruktur 3 besonders geeignet, da die erforderliche Anzahl der Kontaktpunkte bei gleicher Fläche des Halbleiterkörpers und der zu kontaktierenden Halbleiterschicht 21 durch die beschriebene Ausgestaltung der Kontaktstruktur minimiert werden kann, insbesondere im Vergleich zu einer Anordnung in einem orthogonalen Gitter. Dadurch wird die Fläche des aktiven Bereichs 25 minimiert, die für die Ausbildung der Ausnehmungen 23 entfernt werden muss und damit für die Strahlungserzeugung beziehungsweise Strahlungsdetektion verloren geht.
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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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
