DE102015119353A1

DE102015119353A1 - Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils

Info

Publication number: DE102015119353A1
Application number: DE102015119353.1A
Authority: DE
Inventors: Dominik Scholz; Alexander F. Pfeuffer
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-05-11
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: JP6661009B2; WO2017081085A1; US20180331251A1; US10374121B2; JP2018533220A; DE102015119353B4; CN108292696B; CN108292696A

Abstract

Ein optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) umfasst eine Halbleiterschichtenfolge (1) mit einer ersten Hauptseite, einer ersten Schicht (10), einer aktiven Schicht (11), einer zweiten Schicht (12) und einer zweiten Hauptseite. Auf der zweiten Hauptseite sind ein zweites Kontaktelement (32) und ein erstes Kontaktelement (31), das eine Aussparung (2) in der Halbleiterschichtenfolge auffüllt, angeordnet. Das erste Kontaktelement (31) umfasst eine erste transparente Zwischenschicht (20), eine metallische erste Spiegelschicht (21) und ein metallisches Injektionselement (23). Die erste Zwischenschicht (20) ist auf quer zur aktiven Schicht verlaufenden Seitenwänden der Aussparung aufgebracht und in direktem Kontakt mit der Halbleiterschichtenfolge (1). Die erste Spiegelschicht (21) ist im Bereich der Seitenwände direkt auf die erste Zwischenschicht (20) aufgebracht. Das Injektionselement (23) ist auf einer direkt an die erste Schicht (10) grenzenden Bodenfläche der Aussparung (2) aufgebracht, wobei zwischen dem Injektionselement (23) und der Bodenfläche kein weiteres metallisches Element angeordnet ist. Im Betrieb unterbindet die erste Zwischenschicht (20) einen direkten Stromfluss zwischen der zweiten Schicht (12) und dem ersten Kontaktelement (31). Das Injektionselement (23) und die Spiegelschicht (21) weisen unterschiedliche Materialzusammensetzungen auf.

Description

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einer pixelierten Leuchtfläche anzugeben. Die einzelnen Bildpunkte oder Pixel der Leuchtfläche sollen dabei für einen Beobachter besonders kontrastreich, also scharf voneinander getrennt sein. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauteils anzugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge weist folgende, in der angegebenen Reihenfolge übereinander angeordnete Elemente auf: eine erste Hauptseite, eine erste Schicht, eine aktive Schicht, eine zweite Schicht und eine zweite Hauptseite. Die aktive Schicht verläuft beispielsweise im Wesentlichen parallel zur ersten und/oder zweiten Hauptseite. Die erste und die zweite Schicht sind bevorzugt Halbleiterschichten und können zum Beispiel jeweils eine Mehrzahl von einzelnen Halbleiterschichten aufweisen. Beispielsweise grenzt die erste Schicht direkt an die erste Hauptseite und die aktive Schicht. Die zweite Schicht grenzt bevorzugt direkt an die aktive Schicht und die zweite Hauptseite. Die erste Schicht ist zum Beispiel eine n-dotierte Schicht, die zweite Schicht eine p-dotierte Schicht.
Aber auch eine entgegengesetzte Dotierung ist jeweils möglich.
Die Halbleiterschichtenfolge basiert beispielsweise auf einem III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial, wie Al_nIn_1-n-mGa_mN, oder um ein Phosphid-Verbindungs-Halbleitermaterial, wie Al_nIn_1-n-mGa_mP, oder auch um ein Arsenid-Verbindungs-Halbleitermaterial, wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und m + n ≤ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf AlInGaN.
Die aktive Schicht weist beispielsweise wenigstens einen pn-Übergang und/oder eine Quantentopfstruktur in Form eines einzelnen Quantentopfs, kurz SQW, oder in Form einer Multiquantentopfstruktur, kurz MQW, auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil ein auf der zweiten Hauptseite angeordnetes erstes Kontaktelement auf. Das erste Kontaktelement weist beispielsweise ein Metall auf oder besteht daraus. Dabei dient das erste Kontaktelement im Betrieb zur Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge, insbesondere der ersten Schicht.
Das erste Kontaktelement füllt bevorzugt eine Aussparung in der Halbleiterschichtenfolge vollständig oder teilweise auf. Insbesondere kann das erste Kontaktelement eine Beschichtung in der Aussparung sein, welche die Innenseiten der Aussparung nachformt und vollständig bedeckt. Die Aussparung erstreckt sich dabei von der zweiten Hauptseite aus vollständig durch die zweite Schicht und die aktive Schicht und mündet in die erste Schicht. Eine parallel oder im Wesentlichen parallel zur aktiven Schicht verlaufende Bodenfläche der Aussparung kann dabei in der ersten Schicht ausgebildet sein.
Die Aussparung kann beispielsweise eine Durchkontaktierung, wie eine zylinderförmige Durchkontaktierung, in der Halbleiterschichtenfolge bilden. Die Bodenfläche des Zylinders ist dann in der ersten Schicht ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein zweites Kontaktelement auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Das zweite Kontaktelement ist in Draufsicht auf die zweite Hauptseite lateral neben der Aussparung angeordnet und weist zum Beispiel in Draufsicht eine rechteckige oder quadratische Grundform auf. Die laterale Richtung ist hier und im Folgenden eine Richtung parallel zur zweiten Hauptseite und/oder zur Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht. Das zweite Kontaktelement weist beispielsweise ein Metall, wie Al, Ag, Ti auf oder besteht daraus.
Über das zweite Kontaktelement werden im Betrieb beispielsweise zweite Ladungsträger in die zweite Schicht der Halbleiterschichtenfolge injiziert. Dazu ist das zweite Kontaktelement bevorzugt in direktem elektrischem und mechanischem Kontakt mit der zweiten Schicht.
Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement können in Draufsicht auf die Hauptseite nebeneinander und beabstandet voneinander angeordnet sein. Alternativ ist es aber auch möglich, dass das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement in Draufsicht zumindest teilweise überlappen und beispielsweise in vertikaler Richtung, senkrecht zur lateralen Richtung, durch eine isolierende Schicht voneinander beabstandet und isoliert sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das erste Kontaktelement eine erste transparente Zwischenschicht, eine metallische erste Spiegelschicht und ein metallisches Injektionselement auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Zwischenschicht auf quer zur aktiven Schicht verlaufenden Seitenwänden der Aussparung aufgebracht und steht in direktem Kontakt mit der Halbleiterschichtenfolge. Die erste Zwischenschicht ist dabei insbesondere transparent für von der aktiven Schicht emittierte Strahlung. Beispielsweise ist die Transparenz der ersten Zwischenschicht bei einer von der aktiven Schicht emittierten mittleren Wellenlänge zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Spiegelschicht im Bereich der Seitenwände direkt auf die erste Zwischenschicht aufgebracht. Die erste Spiegelschicht weist beispielsweise Silber, Aluminium oder Rhodium auf oder besteht daraus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Injektionselement auf eine direkt an die erste Schicht grenzende Bodenfläche der Aussparung aufgebracht. Zwischen dem Injektionselement und der Bodenfläche ist kein weiteres metallisches Element, insbesondere kein weiteres reflektierendes Element angeordnet. Das erste Injektionselement weist beispielsweise Al, Ag, Ti auf oder besteht daraus. Bevorzugt überdeckt das Injektionselement in Draufsicht auf die zweite Hauptseite zumindest 60 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % der Bodenfläche der Aussparung.
Über das erste Kontaktelement werden beispielsweise erste Ladungsträger durch die Aussparung hindurch in die erste Schicht der Halbleiterschichtenfolge injiziert. Auf dem Weg in die erste Schicht passiert bevorzugt zumindest ein Teil der ersten Ladungsträger das Injektionselement und gelangt von dort aus in die erste Schicht der Halbleiterschichtenfolge.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform unterbindet im bestimmungsgemäßen Betrieb die erste Zwischenschicht einen direkten Stromfluss zwischen der zweiten Schicht und dem ersten Kontaktelement. Mit anderen Worten wirkt die erste Zwischenschicht zwischen der zweiten Schicht und der ersten Spiegelschicht elektrisch isolierend. Das heißt, die erste Zwischenschicht weist in diesem Bereich keine oder keine signifikante Stromdurchlässigkeit bei am Halbleiterbauteil angelegter bestimmungsgemäßer Betriebsspannung auf. Dasselbe gilt bevorzugt im Bereich zwischen der aktiven Schicht und der ersten Spiegelschicht. Zwischen der ersten Schicht und der ersten Spiegelschicht kann die erste Zwischenschicht elektrisch isolierend oder stromleitend wirken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform definiert die Kontur des zweiten Kontaktelements die Form, Größe und Position eines im Blick auf die erste Hauptseite im Betrieb leuchtenden Bildpunktes des Halbleiterbauteils. Beispielsweise ist die Form des Bildpunktes beim Blick auf die erste Hauptseite also durch eine Projektion des zweiten Kontaktelements auf die erste Hauptseite bestimmt. Dabei muss die Form und Größe des Bildpunktes nicht zwangsläufig 1:1 der Form und Größe des zweiten Kontaktelements entsprechen. Insbesondere durch eine laterale Stromaufweitung innerhalb der Halbleiterschichtenfolge kann die Form und Größe des Bildpunktes etwas von der Form und Größe des zweiten Kontaktelements abweichen, beispielsweise um höchstens 10 % oder höchstens 5 % abweichen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen das Injektionselement und die Spiegelschicht unterschiedliche Materialzusammensetzungen auf. Insbesondere bestehen das Injektionselement und die Spiegelschicht aus unterschiedlichen Materialien.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil eine Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Hauptseite, einer ersten Schicht, einer aktiven Schicht, einer zweiten Schicht und einer zweiten Hauptseite, die in der angegebenen Reihenfolge übereinander geschichtet sind. Weiter ist auf der zweiten Hauptseite ein erstes Kontaktelement angeordnet, das eine Aussparung in der Halbleiterschichtenfolge auffüllt. Die Aussparung erstreckt sich dabei von der zweiten Hauptseite aus vollständig durch die zweite Schicht und die aktive Schicht und mündet in die erste Schicht. Auf der zweiten Hauptseite ist ferner ein zweites Kontaktelement angeordnet, das in Draufsicht auf die zweite Hauptseite lateral neben der Aussparung angeordnet ist. Das erste Kontaktelement umfasst eine erste transparente Zwischenschicht, eine metallische erste Spiegelschicht und ein metallisches Injektionselement. Die erste Zwischenschicht ist auf quer zur aktiven Schicht verlaufenden Seitenwänden der Aussparung aufgebracht und in direktem Kontakt mit der Halbleiterschichtenfolge. Die erste Spiegelschicht ist im Bereich der Seitenwände direkt auf die erste Zwischenschicht aufgebracht. Das Injektionselement ist auf einer direkt an die erste Schicht grenzenden Bodenfläche der Aussparung aufgebracht, wobei zwischen dem Injektionselement und der Bodenfläche kein weiteres metallisches Element angeordnet ist. Im Betrieb unterbindet die erste Zwischenschicht einen direkten Stromfluss zwischen der zweiten Schicht und dem ersten Kontaktelement. Beim Blick auf die erste Hauptseite definiert die Kontur des zweiten Kontaktelements die Form, Größe und Position eines im Betrieb leuchtenden Bildpunktes des Halbleiterbauteils. Das Injektionselement und die Spiegelschicht weisen unterschiedliche Materialzusammensetzungen auf.
Die hier beschriebene Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass zwischen zwei benachbarten Bildpunkten oder Pixeln ein besonders hohes Kontrastverhältnis wünschenswert ist. Befindet sich zwischen den beiden Bildpunkten eine Durchkontaktierung zur Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge, so kann diese Durchkontaktierung zur Kontrasterhöhung zwischen den beiden Bildpunkten beitragen. Licht, welches in der aktiven Schicht erzeugt wird, kann durch reflektierende Seitenwände der Durchkontaktierung zurückreflektiert werden, wodurch ein optisches Übersprechen der benachbarten Bildpunkte unterdrückt wird. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, dass ein Material an einer Bodenfläche der Durchkontaktierung weniger reflektierend, insbesondere absorbierend, für Licht aus den Bildpunkten ist. In Draufsicht erscheint die Durchkontaktierung dann dunkler, sodass das Kontrastverhältnis zwischen zwei benachbarten Bildpunkten erhöht wird.
Da das Injektionselement und die erste Spiegelschicht unterschiedliche Materialien aufweisen, kann die Spiegelschicht auf Reflektivität optimiert werden, wohingegen das Injektionselement auf elektrische Eigenschaften optimiert werden kann. Insgesamt können auf diese Weise sowohl die Helligkeit einzelner Bildpunkte oder Pixel wie auch das Pixel zu Pixel-Kontrastverhältnis verbessert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenwände der Aussparung zu zumindest 80 % oder zumindest 95 % mit der ersten Spiegelschicht bedeckt. Bevorzugt sind die Seitenwände vollständig mit der ersten Spiegelschicht bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Reflektivität der ersten Spiegelschicht bei einer von der aktiven Schicht emittierten mittleren Wellenlänge zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 92 % oder zumindest 95 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt die Reflektivität des Injektionselements bei einer von der aktiven Schicht emittierten mittleren Wellenlänge höchstens 70 % oder höchstens 50 % oder höchstens 40 % oder höchstens 30 % oder höchstens 10 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform grenzt das Injektionselement im Bereich der Bodenfläche direkt an die erste Schicht der Halbleiterschichtenfolge. Auf diese Weise können die ersten Ladungsträger aus dem Injektionselement direkt in die erste Schicht injiziert werden, ohne dass sie weitere Materialien oder Elemente passieren müssen.
Alternativ ist es aber auch möglich, dass im Bereich der Bodenfläche eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht zwischen dem Injektionselement und der ersten Schicht ausgebildet ist. Die transparente Schicht grenzt dann an einer Seite direkt an das Injektionselement und an einer gegenüberliegenden Seite direkt an die erste Schicht. Die transparente Schicht weist beispielsweise eine Transparenz bei einer von der aktiven Schicht emittierten mittleren Wellenlänge von zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 % auf. Die transparente Schicht kann dabei ein transparent leitfähiges Oxid, kurz TCO, wie Indiumzinnoxid, kurz ITO, oder ZnO aufweisen oder daraus bestehen. Die Dicke der transparenten, leitfähigen Schicht auf der Bodenfläche beträgt beispielsweise zumindest 5 nm oder zumindest 20 nm oder zumindest 50 nm oder zumindest 100 nm und/oder höchstens 500 nm oder höchstens 200 nm oder höchstens 100 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Zwischenschicht eine Kontaktschicht, wobei die Kontaktschicht im Bereich der ersten Schicht einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten Schicht und der ersten Spiegelschicht herstellt. Im Bereich der zweiten Schicht wirkt die Kontaktschicht im Wesentlichen elektrisch isolierend zwischen der ersten Spiegelschicht und der zweiten Schicht. Bevorzugt ist die Kontaktschicht dabei nicht nur auf den Seitenwänden aufgebracht sondern zusätzlich zwischen der Bodenfläche und dem Injektionselement angeordnet und dabei beispielsweise in direktem Kontakt mit der Bodenfläche und dem Injektionselement. Insbesondere kann die Kontaktschicht also eine zusammenhängende, wie einfach zusammenhängende, Schicht sein, die alle Innenseiten der Aussparung nachformt und bevorzugt vollständig bedeckt.
Eine Schichtdicke der Kontaktschicht beträgt dabei beispielhaft zwischen einschließlich 5 nm und 200 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 10 nm und 50 nm.
Die Kontaktschicht stellt insbesondere einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten Schicht der Halbleiterschichtenfolge und der ersten Spiegelschicht und/oder dem Injektionselement her. In anderen Worten weist die Kontaktschicht im Betrieb des Halbleiterbauteils eine gute elektrische Leitfähigkeit bezüglich der ersten Schicht auf. Ein Kontaktwiderstand zwischen der Kontaktschicht und der ersten Schicht kann also beispielsweise wenigstens 5·10^–6 Ω·cm² und höchstens 1·10^–4 Ω·cm² betragen. Bei Anlegen einer Betriebsspannung wird also ein Stromfluss unmittelbar zwischen der Kontaktschicht und der ersten Schicht ermöglicht.
Zwischen der ersten Spiegelschicht und der zweiten Schicht wirkt die Kontaktschicht dagegen elektrisch isolierend, die Kontaktschicht weist also insbesondere eine schlechte elektrische Leitfähigkeit bezüglich der zweiten Schicht auf. Ein Kontaktwiderstand zwischen der Kontaktschicht und der zweiten Schicht kann zum Beispiel um mehrere Größenordnungen höher als im vorgenannten Fall liegen. Beispielsweise beträgt der Kontaktwiderstand dann mindestens das 10-fache bis 100-fache, insbesondere mehr als das 100-fache, bevorzugt mehr als das 1000-fache der vorgenannten Bereichsobergrenze, also wenigstens 1·10^–3 Ω·cm². Im Hinblick auf eine Funktionalität des Halbleiterbauteils wird also ein Stromfluss zwischen der Kontaktschicht und der zweiten Schicht im Wesentlichen verhindert.
In anderen Worten handelt es sich bei der Kontaktschicht um ein Kontaktmaterial, welches selektiv nur einen guten elektrischen Kontakt mit der ersten Schicht eingeht. Beispielhaft bildet das Kontaktmaterial bei Betrieb des Halbleiterbauteils hingegen eine sperrende Diode zu der zweiten Schicht aus. Alternativ oder zusätzlich bildet das Kontaktmaterial bei Betrieb des Halbleiterbauteils einen stark erhöhten ohmschen Übergangswiderstand zu der zweiten Schicht aus.
Materialien die solche selektive Kontakteigenschaften aufweisen sind zum Beispiel transparentes leitfähiges Oxide, englisch Transparent Conductive Oxide, kurz TCO. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Indiumzinnoxid oder Zinkoxid.
In zumindest einer Ausführungsform weist die Kontaktschicht Zinkoxid, wie ZnO, auf oder besteht aus diesem. Die Halbleiterschichtenfolge basiert zum Beispiel auf Galliumnitrid, kurz GaN. In vorteilhafter Weise verhält sich Zinkoxid intrinsisch als n-Halbleiter. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass dies einen selektiv guten elektrischen Kontakt mit einer n-leitenden ersten Schicht basierend auf Galliumnitrid, kurz n-GaN, ermöglicht, und eine im Betrieb des Halbleiterbauteils sperrende Diode zu einer p-leitenden zweiten Schicht basierend auf Galliumnitrid, kurz p-GaN, bildet. Ein Kontaktwiderstand zwischen der Kontaktschicht und der ersten Schicht kann in diesem Fall beispielsweise wenigstens 5·10^–6 Ω·cm² und höchstens 5·10^–5 Ω·cm² betragen. Ein Kontaktwiderstand zwischen der Kontaktschicht und der zweiten Schicht kann ferner wenigstens 5·10^–5 Ω·cm² betragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Zwischenschicht eine erste Isolationsschicht, die einen direkten Stromfluss zwischen der ersten Spiegelschicht und der Halbleiterschichtenfolge im gesamten Bereich der Seitenwände verhindert. Die erste Isolationsschicht bildet also im Bereich der Seitenwände eine elektrische Isolierung zwischen der Halbleiterschichtenfolge und leitendem Material des ersten Kontaktelements. Beispielsweise weist die erste Isolationsschicht ein Siliziumoxid, wie SiO₂, oder ein Siliziumnitrid, wie SiN, auf oder besteht daraus. Die Dicke der ersten Isolationsschicht beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 50 nm und 200 nm. Insbesondere ist die erste Spiegelschicht durch die erste Isolationsschicht von der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der aktiven Schicht elektrisch isoliert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite Kontaktelement zusammenhängend, insbesondere einfach zusammenhängend, ausgebildet. Bevorzugt weist das zweite Kontaktelement also keine Unterbrechungen, wie Löcher, auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die aktive Schicht in einem durch die Projektion des zweiten Kontaktelements auf die aktive Schicht definierten Bereich zusammenhängend, insbesondere einfach zusammenhängend, ausgebildet. Zweite Ladungsträger gelangen bevorzugt über die gesamte laterale Ausdehnung des zweiten Kontaktelements in die zweite Schicht und rekombinieren mit den ersten Ladungsträgern in dem gesamten benannten Bereich der aktiven Schicht. In diesem Bereich wird dann elektromagnetische Strahlung erzeugt. Die Form und Größe dieses lichterzeugenden Bereichs der aktiven Schicht definiert wiederum im Wesentlichen die Größe und Form des beim Blick auf die erste Hauptseite von einem Beobachter wahrgenommenen Bildpunktes. Geringe Formabweichungen und Größenabweichungen sind zum Beispiel auf die laterale Stromaufweitung innerhalb der Halbleiterschichtenfolge zurückzuführen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil eine Mehrzahl von in lateraler Richtung nebeneinander und beabstandet voneinander auf der zweiten Hauptseite angeordnete zweite Kontaktelemente. Die zweiten Kontaktelemente können wie das bisher und im Folgenden beschriebene zweite Kontaktelement ausgebildet sein. Die zweiten Kontaktelemente sind bevorzugt matrixartig auf der zweiten Hauptseite, beispielsweise in Maschen eines Gitternetzes, angeordnet. Im Bereich der Gitternetzlinien sind die zweiten Kontaktelemente dann voneinander beabstandet. Jedem der zweiten Kontaktelemente ist insbesondere ein wie oben beschriebener Bildpunkt eineindeutig zugeordnet. Entsprechend können also die Bildpunkte auf der ersten Hauptseite matrixartig angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die zweiten Kontaktelemente im Betrieb einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass die Bildpunkte unabhängig voneinander zum Leuchten gebracht werden können. Das heißt, die Kontaktelemente sind einzeln und unabhängig voneinander mit Strom oder Spannung beaufschlagbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Aussparung oder ist eine Mehrzahl von oben beschriebenen Aussparungen im Bereich zwischen zwei benachbarten zweiten Kontaktelementen angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil eine Mehrzahl von wie oben und im Folgenden beschriebenen ersten Kontaktelementen mit den zugehörigen Aussparungen auf. Die ersten Kontaktelemente können einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar sein. Alternativ sind die ersten Kontaktelemente nur gemeinsam ansteuerbar, zum Beispiel über einen gemeinsamen Schalter.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind wenigstens einem Bildpunkt mehrere erste Kontaktelemente zugeordnet, die den jeweiligen Bildpunkt redundant kontaktieren. Sind beispielsweise die Aussparungen als Durchkontaktierungen ausgebildet, so können die Aussparungen mit den zugehörigen ersten Kontaktelementen ringsum das zu dem Bildpunkt gehörende zweite Kontaktelement angeordnet sein. Den Bildpunkt redundant kontaktieren bedeutet hier, dass im Betrieb über die mehreren ersten Kontaktelemente jeweils erste Ladungsträger in die Halbleiterschichtenfolge injiziert werden, die mit den zweiten Ladungsträgern aus dem dem zweiten Kontaktelement zugeordneten Bildpunkt zumindest teilweise rekombinieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eines der ersten Kontaktelemente gleichzeitig an mehrere benachbarte Bildpunkte lateral angrenzend angeordnet und zur gleichzeitigen Kontaktierung der mehreren benachbarten Bildpunkte ausgebildet. Insbesondere ist die Aussparung des ersten Kontaktelements dann also in einem Bereich zwischen zwei benachbarten zweiten Kontaktelementen oder zugehörigen Bildpunkten angeordnet. Die ersten Ladungsträger aus dem ersten Kontaktelement rekombinieren dann im Betrieb teilweise mit zweiten Ladungsträgern des zweiten Kontaktelements eines Bildpunktes und teilweise mit zweiten Ladungsträgern des zweiten Kontaktelements eines dazu benachbarten Bildpunktes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bildpunkte in Maschen eines Gitternetzes angeordnet, wobei eine oder mehrere Aussparungen eines oder mehrerer Kontaktelemente auf einem oder mehreren Knotenpunkten des Gitternetzes angeordnet sind. Sind beispielsweise die zweiten Kontaktelemente in Draufsicht auf die zweite Hauptseite quadratisch oder rechteckig ausgeformt, so sind die Aussparungen beispielsweise an den Ecken der zweiten Kontaktelemente angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Aussparung als Graben ausgebildet. Der Graben und das Injektionselement bilden dann in Draufsicht auf die zweite Hauptseite bevorzugt jeweils eine zusammenhängende, das zweite Kontaktelement vollständig umgebende Bahn. Insbesondere durch diese grabenförmige Ausgestaltung der Aussparung kann das Kontrastverhältnis benachbarter Bildpunkte erhöht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil mehrere zweite Kontaktelemente, um die jeweils ein Graben angeordnet ist. Die Gräben um die einzelnen zweiten Kontaktelemente sind dabei bevorzugt zusammenhängend ausgebildet, bilden also zusammen einen zusammenhängenden Graben. Bevorzugt bilden die Gräben ein Gitternetz um die zweiten Kontaktelemente. Die zweiten Kontaktelemente können dann wiederum in den Maschen des Gitternetzes angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in den zusammenhängenden Gräben um die zweiten Kontaktelemente ein einziges zusammenhängendes erstes Kontaktelement ausgebildet, das im Betrieb eine Mehrzahl von Bildpunkten gleichzeitig kontaktiert. Das zusammenhängende erste Kontaktelement folgt beispielsweise der Gitternetzstruktur der zusammenhängenden Gräben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ragt das Injektionselement in Richtung weg von der ersten Hauptseite über die zweite Hauptseite hinaus. Das Injektionselement ist dabei bevorzugt einstückig ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich das Injektionselement also über die gesamte vertikale Ausdehnung oder nahezu über die gesamte vertikale Ausdehnung der Aussparung. In lateraler Richtung sind die erste Zwischenschicht, die erste Spiegelschicht und das Injektionselement übereinandergelegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zwischen dem Injektionselement und der ersten Spiegelschicht im Bereich der Seitenwände der Aussparung eine zweite Isolationsschicht angeordnet, die zum Beispiel die erste Spiegelschicht und das Injektionselement voneinander elektrisch isoliert. Die zweite Isolationsschicht kann dieselben oder andere Materialien aufweisen wie die oben genannte erste Isolationsschicht. Die zweite Isolationsschicht kann im Bereich der Seitenwände in direktem Kontakt sowohl mit dem Injektionselement als auch mit der ersten Spiegelschicht stehen. Alternativ ist auf eine zweite Isolationsschicht verzichtet und die erste Spiegelschicht steht im Bereich der Seitenwände in direktem Kontakt mit dem Injektionselement.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Injektionselement als Schicht auf die Bodenfläche der Aussparung aufgebracht. In diesem Fall ist die Spiegelschicht beispielsweise als spiegelndes Füllmaterial in die Aussparung eingebracht und füllt den Bereich zwischen dem Injektionselement und der zweiten Hauptseite vollständig oder zumindest teilweise auf. In diesem Fall gelangen zweite Ladungsträger, die in das erste Kontaktelement injiziert werden, über das spiegelnde Füllmaterial beziehungsweise die erste Spiegelschicht in das Injektionselement und von dort aus in die erste Schicht. Die Schichtdicke des Injektionselements auf der Bodenfläche beträgt beispielsweise zumindest 5 nm oder zumindest 20 nm oder zumindest 50 nm oder zumindest 100 nm und/oder höchstens 500 nm oder höchstens 200 nm oder höchstens 100 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf der zweiten Hauptseite ein Träger mit Schaltern zur Ansteuerung der zweiten Kontaktelemente angeordnet. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um ein Aktivmatrixelement handeln mit Transistoren, wie Dünnfilmtransistoren, als Schalter. Beispielsweise ist jedem Schalter ein zweites Kontaktelement eineindeutig zugeordnet. Die zweiten Kontaktelemente können über die Schalter entsprechend individuell und unabhängig voneinander angesteuert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Hauptseite eine Strahlungsfläche zur Einkopplung oder Auskopplung elektromagnetischer Strahlung aus oder in das Halbleiterbauteil. Insbesondere ist auf der ersten Hauptseite also kein das Bauteil stabilisierender Träger aufgebracht. Lediglich eine dünne Verkapselungsschicht kann auf der ersten Hauptseite aufgebracht sein. Die Strahlungsfläche ist bevorzugt entlang der gesamten lateralen Ausdehnung des Halbleiterbauteils durchgängig eben ausgebildet. Insbesondere ist zwischen zwei benachbarten Bildpunkten auf der ersten Hauptseite keine Einkerbung in Form eines Grabens eingebracht.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben. Das Verfahren eignet sich beispielsweise zur Herstellung eines wie oben beschriebenen Halbleiterbauteils. Sämtliche in Verbindung mit dem Halbleiterbauteil offenbarten Merkmale sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A), in dem eine Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Hauptseite, einer ersten Schicht auf der ersten Hauptseite, einer aktiven Schicht auf der ersten Schicht, einer zweiten Schicht auf der aktiven Schicht und einer zweiten Hauptseite auf der zweiten Schicht bereitgestellt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt B) eine Mehrzahl von zweiten Kontaktelementen auf die zweite Hauptseite aufgebracht, wobei die zweiten Kontaktelemente in lateraler Richtung, parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht, nebeneinander und beabstandet voneinander angeordnet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden in einem Schritt C) Aussparungen in Form von Löchern oder Gräben von der zweiten Hauptseite aus in die Halbleiterschichtenfolge eingebracht. Die Aussparungen durchdringen dabei die zweite Schicht und die aktive Schicht vollständig und münden in die erste Schicht. Ferner sind die Aussparungen in Draufsicht auf die zweite Hauptseite lateral neben den zweiten Kontaktelementen angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt D), in dem eine erste Zwischenschicht auf quer zur aktiven Schicht verlaufende Seitenwände der Aussparungen aufgebracht wird. Dabei grenzt die erste Zwischenschicht direkt an die Halbleiterschichtenfolge an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt E), bei dem eine erste Spiegelschicht direkt auf die erste Zwischenschicht im Bereich der Seitenwände aufgebracht wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt F) ein Injektionselement auf direkt an die erste Schicht grenzende Bodenflächen der Aussparungen aufgebracht. Nach dem Aufbringen ist zwischen dem Injektionselement und der Bodenfläche kein weiteres metallisches Element angeordnet. Das Injektionselement und die Spiegelschicht weisen unterschiedliche Materialzusammensetzungen auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A) bis F) in der angegebenen Reihenfolge als separate Verfahrensschritte ausgeführt. Insbesondere die Schritte A) bis D) können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die erste Zwischenschicht ganzflächig auf die Bodenflächen und die Seitenwände der Aussparungen aufgebracht. Die Innenseiten der Aussparungen sind dann also zunächst vollständig von der ersten Zwischenschicht überdeckt. In einem anschließenden Schritt können die Bodenflächen durch einen trockenchemischen Rückätzprozess von der ersten Zwischenschicht wiederum befreit werden. Bevorzugt passiert das Rückätzen der ersten Zwischenschicht dabei selbstjustierend, sodass eine Verwendung einer Lithographiemaske nicht nötig ist. Der gerichtete trockenchemische Ätzprozess hat zur Folge, dass die erste Zwischenschicht von den vertikal verlaufenden Seitenwänden nicht oder kaum abgelöst wird, wohingegen die Ätzrate oder Ätzgeschwindigkeit auf den lateral verlaufenden Bodenflächen wesentlich höher ist.
Alternativ kann aber auch auf das Entfernen der ersten Zwischenschicht von der Bodenfläche verzichtet werden. Im weiteren Herstellungsverfahren wird die erste Zwischenschicht dann also weder von der Bodenfläche noch von den Seitenwänden entfernt. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die erste Zwischenschicht eine wie oben beschriebene Kontaktschicht ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt E) die erste Spiegelschicht ganzflächig auf die Bodenflächen und die Seitenwände der Aussparungen aufgebracht. Die Innenseiten der Aussparungen sind dann also zunächst vollständig von der ersten Spiegelschicht überdeckt. Anschließend kann die Bodenfläche durch einen nasschemischen oder trockenchemischen Rückätzprozess von der ersten Spiegelschicht befreit werden. Das Rückätzen der ersten Spiegelschicht passiert dabei bevorzugt ebenfalls selbstjustierend und wird ohne Verwendung einer Lithographiemaske durchgeführt. Ein nasschemisches Rückätzen der ersten Spiegelschicht kommt insbesondere dann in Frage, wenn die erste Spiegelschicht an den Seitenwänden der Aussparungen von einer Schutzschicht, beispielsweise einer wie unten beschriebenen zweiten Isolationsschicht, überdeckt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem Aufbringen der ersten Spiegelschicht und vor dem Rückätzen der ersten Spiegelschicht eine zweite Isolationsschicht ganzflächig auf die erste Spiegelschicht im Bereich der Bodenflächen und der Seitenwände der Aussparungen aufgebracht. Anschließend kann die erste Spiegelschicht im Bereich der Bodenflächen durch einen trockenchemischen Rückätzprozess von der zweiten Isolationsschicht befreit werden. Auch das Rückätzen der zweiten Isolationsschicht geschieht dabei bevorzugt selbstjustierend, sodass die Verwendung einer Lithographiemaske nicht nötig ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Schritt F) vor dem Schritt E) durchgeführt. Dabei wird im Schritt F) das Injektionselement mittels eines anisotropen Abscheideverfahrens als eine Schicht auf den Bodenflächen der Aussparungen ausgebildet. Anschließend wird im Schritt E) die Aussparung mit einem spiegelnden Füllmaterial aufgefüllt, welches dann die erste Spiegelschicht bildet.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil sowie ein hier beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
1A bis 1K verschiedene Positionen in einem Ausführungsbeispiel eines Herstellungsverfahrens für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil,
1L bis 1N Draufsichten auf Ausführungsbeispiele des optoelektronischen Halbleiterbauteils,
2A bis 5C Positionen in einem weiteren Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens für das optoelektronisches Halbleiterbauteil,
6A ein Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterbauteils in Seitenansicht und
6B eine Abwandlung des optoelektronischen Halbleiterbauteils in Seitenansicht,
7A bis 7D verschiedene Positionen in einem weiteren Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens für das optoelektronische Halbleiterbauteil.
In 1A ist eine erste Position eines Verfahrens zur Herstellung von einem optoelektronischen Halbleiterbauteil gezeigt. Dabei ist eine Halbleiterschichtenfolge 1 auf einem Substrat 13, beispielsweise einem Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge 1, direkt aufgebracht. Die Halbleiterschichtenfolge 1 weist eine dem Substrat 13 zugewandte erste Hauptseite und eine dem Substrat 13 abgewandte zweite Hauptseite auf. Auf dem Substrat 13 sind eine erste Schicht 10, eine aktive Schicht 11 und eine zweite Schicht 12 in der angegebenen Reihenfolge zwischen der ersten Hauptseite und der zweiten Hauptseite aufgebracht. Auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 ist ferner eine zweite Kontaktschicht 320 sowie eine darauf angeordnete erste Passivierungsschicht 14 aufgebracht.
Die Halbleiterschichtenfolge 1 basiert beispielsweise auf GaN, das Substrat 13 ist beispielsweise ein Saphir- oder GaN-Aufwachssubstrat. Die zweite Kontaktschicht 320 ist beispielsweise aus Ag gebildet. Die erste Passivierungsschicht 14 kann ein isolierendes Material, wie SiO₂ oder SiN, aufweisen oder daraus bestehen.
In der in 1B gezeigten Position des Verfahrens sind die zweite Kontaktschicht 320 und die darauf angeordnete Passivierungsschicht 14 mit Hilfe einer Maske lithographisch strukturiert. Durch die Strukturierung sind zweite Kontaktelemente 32 entstanden, die in lateraler Richtung, parallel zur Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht 11, nebeneinander und beabstandet voneinander auf der zweiten Hauptseite angeordnet sind.
In der in 1C gezeigten Position ist mit Hilfe derselben Maske die Halbleiterschichtenfolge 1 strukturiert. Dabei sind Aussparungen 2 in die Halbleiterschichtenfolge 1 eingebracht, die sich von der zweiten Hauptseite aus vollständig durch die zweite Schicht 12 und die aktive Schicht 11 erstrecken und in die erste Schicht 10 münden. Die Aussparungen 2 sind in den Zwischenräumen zwischen den benachbarten zweiten Kontaktelementen 32 ausgebildet. Bei den Aussparungen 2 kann es sich um zylinderförmige Durchkontaktierungen oder Gräben handeln, die jeweils quer zur aktiven Schicht 11 verlaufende Seitenflächen und im Wesentlichen parallel zur aktiven Schicht 11 verlaufende Bodenflächen aufweisen.
In der Position der 1D ist auf die Seitenwände der Aussparungen 2 eine erste Zwischenschicht 20 in Form einer ersten Isolationsschicht 20, wie eine SiO₂-Schicht oder eine SiN-Schicht, vollständig aufgebracht. Das Aufbringen der ersten Isolationsschicht 20 kann beispielsweise durch zunächst konformes Abscheiden der ersten Isolationsschicht 20 auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 erfolgen. Dabei legt sich die erste Isolationsschicht 20 formschlüssig auf die Seitenwände sowie auf die Bodenflächen der Aussparungen 2. Anschließend kann ein trockenchemischer Rückätzprozess erfolgen, bei dem die Ätzrate auf Flächen parallel zur zweiten Hauptseite größer ist als auf Flächen senkrecht zur zweiten Hauptseite. Dadurch wird erreicht, dass die erste Isolationsschicht 20 auf den Bodenflächen der Aussparungen 2 vollständig entfernt wird, wohingegen die erste Isolationsschicht 20 auf den Seitenwänden der Aussparungen 2 verbleibt. Bei einem solch selbstjustierenden Rückätzprozess ist die Verwendung einer Maske, wie einer Lithographiemaske, nicht nötig.
In der in 1E dargestellten Position ist eine erste Spiegelschicht 21, zum Beispiel eine Ag-Schicht, von der zweiten Hauptseite her auf die Halbleiterschichtenfolge 1 aufgebracht. Die erste Spiegelschicht 21 bedeckt dabei sowohl die Bodenflächen als auch die Seitenwände der Aussparungen 2 vollständig und formschlüssig.
In der Position der 1F ist auf die erste Spiegelschicht 21 im Bereich der Seitenwände der Aussparung 2 eine zweite Isolationsschicht 22, zum Beispiel eine SiO₂-Schicht oder SiN-Schicht, direkt aufgebracht. Das Aufbringen der zweiten Isolationsschicht 22 kann dabei wie das Aufbringen der ersten Isolationsschicht 20 durch zunächst konformes Abscheiden und einem darauffolgenden Rückätzprozess erfolgen. Auf diese Weise ist erreicht, dass die erste Spiegelschicht 21 im Bereich der Bodenflächen der Aussparungen 2 frei von der zweiten Isolationsschicht 22 ist.
In der Position der 1G sind die Bodenflächen der Aussparungen 2 auch von der ersten Spiegelschicht 21 befreit. Für das Entfernen der ersten Spiegelschicht 21 von den Bodenflächen kann ein trockenchemisches oder nasschemisches Ätzverfahren verwendet sein. Bei einem nasschemischen, insbesondere isotropen Ätzverfahren, wirkt die zweite Isolationsschicht 22 auf den Seitenwänden als Schutzschicht, so dass an den Seitenwänden die erste Spiegelschicht 21 nicht angegriffen wird. Die zweite Isolationsschicht 22 wirkt also quasi als Maske für den Ätzprozess an der ersten Spiegelschicht 21. Die Verwendung einer zusätzlichen Lithographiemaske ist auch für das Wegätzen der ersten Spiegelschicht 21 von der Bodenfläche nicht nötig.
In der Position der 1H sind die Aussparungen 2 mit einem Injektionselement 23 in Form eines metallischen Materials, wie Al, Ti oder Au, aufgefüllt. Auf der zweiten Hauptseite bedeckt das Injektionselement 23 auch Bereiche rings um die Aussparung 2. In der Querschnittsansicht der 1H ist das Injektionselement 23 T-förmig ausgebildet. Insgesamt sind durch das zumindest teilweise Auffüllen mit dem Injektionselement 23 erste Kontaktelemente 31 gebildet, die die Aussparungen 2 komplett auffüllen. Im Bereich der Bodenflächen ist das Injektionselement 23 jeweils in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 10 der Halbleiterschichtenfolge 1. Alternativ kann aber zuvor auch noch ein transparent leitfähiges Material, wie ZnO oder ITO, auf die Bodenfläche aufgebracht werden, welches dann in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 10 und dem Injektionselement 23 ist.
In der in 1I gezeigten Position ist auf die zweite Hauptseite eine zweite Passivierungsschicht 15 aufgebracht, die die ersten Kontaktelemente 31 und die zweiten Kontaktelemente 32 vollständig und formschlüssig bedeckt. Die zweite Passivierungsschicht 15 kann dasselbe Material wie die erste Passivierungsschicht 14 aufweisen oder daraus bestehen.
In 1J sind die erste 14 und zweite Passivierungsschicht 15 durch einen Lithographieprozess derart strukturiert, dass die ersten 31 und zweiten Kontaktelemente 32 zumindest teilweise freigelegt sind. Insbesondere sind die zweiten Kontaktelemente 32 in Bereichen, die nicht mit den ersten Kontaktelementen 31 überlappen, freigelegt.
In der Position der 1K ist gezeigt, wie ein Träger 5 mit Schaltern 50 auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 aufgebracht ist. Die Schalter 50 sind dabei über ein leitfähiges Material, wie ein Lotmetall oder einen leitfähigen Kleber, mit den zweiten Kontaktelementen 32 mechanisch und elektrisch leitend verbunden. Jedem Schalter 50 ist ein zweites Kontaktelement 32 eineindeutig zugeordnet. Über die Schalter 50 können die einzelnen zweiten Kontaktelemente 32 einzeln und unabhängig voneinander kontaktiert oder bestromt werden. Ferner ist den ersten Kontaktelementen 31 ein gemeinsamer Schalter 50 zugeordnet, der alle ersten Kontaktelemente 31 gemeinsam kontaktiert und bestromt.
In 1K ist außerdem ersichtlich, dass das Substrat 13 von der ersten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 entfernt ist. Die erste Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 bildet eine Strahlungsfläche 6 für Strahlung, die in der aktiven Schicht 11 erzeugt wird. Die Strahlungsfläche 6 verläuft dabei durchgängig eben über eine Mehrzahl von ersten 31 und zweiten Kontaktelementen 32.
Außerdem ist in 1K zu erkennen, dass jedem zweiten Kontaktelement 32 ein Bildpunkt 4 eineindeutig zugeordnet ist. Im Betrieb leuchten die Bildpunkte 4 beim Blick auf die Strahlungsfläche 6, je nachdem welches zweite Kontaktelement 32 bestromt wird. Die Bildpunkte 4 sind dabei im Wesentlichen durch die Projektion der zweiten Kontaktelemente 32 auf die Strahlungsfläche 6 definiert. Die Form, Größe und Position der Bildpunkte 4 ergibt sich also im Wesentlichen aus der Form, Größe und Position der zweiten Kontaktelemente 32.
In 1L ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Halbleiterbauteils 100 in Draufsicht auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 dargestellt. Zu erkennen sind die einzelnen zweiten Kontaktelemente 32, die in einem matrixartigen Muster angeordnet sind. Die ersten Kontaktelemente 31 bilden ein einzelnes zusammenhängendes erstes Kontaktelement 31. Die Aussparungen 2 bilden einen zusammenhängenden Graben 2, der gitternetzlinienförmig um die zweiten Kontaktelemente 32 angeordnet ist. Das erste Kontaktelement 31 bildet dabei einen gemeinsamen Gegenkontakt zu der Mehrzahl von zweiten Kontaktelementen 32.
In der 1M ist eine Draufsicht auf die erste Hauptseite beziehungsweise die Strahlungsfläche 6 des Halbleiterbauteils 100 gezeigt. In gestrichelten Linien sind die Konturen der einzelnen Bildpunkte 4 dargestellt, die den zweiten Kontaktelementen 32 jeweils eineindeutig zugeordnet sind, und in ihren Konturen im Wesentlichen den Konturen der zweiten Kontaktelemente 32 entsprechen. Die einzelnen Bildpunkte 4 können im Betrieb einzeln und unabhängig voneinander angesteuert werden, so dass die in 1M dargestellte Strahlungsfläche 6 eine pixelierte Leuchtfläche darstellt.
Im Ausführungsbeispiel der 1N ist wie in 1L eine Draufsicht auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 gezeigt. Im Unterschied zu 1L sind die Aussparungen 2 hier nicht als Gräben 2 um die zweiten Kontaktelemente 32 angeordnet, sondern sind als Löcher 2 in der Halbleiterschichtenfolge 1 geformt. Die Löcher 2 sind dabei jeweils an Kreuzungspunkten eines Gitternetzes um die zweiten Kontaktelemente 32 angebracht. Insbesondere sind die in den Löchern 2 angeordneten ersten Kontaktelemente 31 hier also als Durchkontaktierungen, beispielsweise zylinderförmige Durchkontaktierungen, in der Halbleiterschichtenfolge 1 ausgebildet. Jedem zweiten Kontaktelement 32 ist dabei eine Mehrzahl von ersten Kontaktelementen 31 zugeordnet. Andersherum sind aber auch jedem ersten Kontaktelement 31 zumindest zwei zweite Kontaktelemente 32 zugeordnet.
In den 2A bis 2C sind alternative Verfahrensschritte zu denen der 1A und 1B gezeigt.
In 2A ist auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 eine Mehrzahl von zweiten Kontaktelementen 32 aufgebracht, die voneinander beabstandet sind. Im Gegensatz zu der Position der 1A ist zu diesem Zeitpunkt noch keine erste Passivierungsschicht 14 auf den zweiten Kontaktelementen 32 aufgebracht.
Die erste Passivierungsschicht 14 ist erst in der Position der 2B auf die zweiten Kontaktelemente 32 aufgebracht. Dabei bedeckt die erste Passivierungsschicht 14 die zweiten Kontaktelemente 32 vollständig und füllt auch die Zwischenbereiche auf der zweiten Hauptseite zwischen benachbarten zweiten Kontaktelementen 32 auf.
Über ein pixelfeines Lithographieverfahren mittels einer Maske kann dann die erste Passivierungsschicht 14 derart strukturiert werden, dass die Halbleiterschichtenfolge 1 im Bereich zwischen zwei benachbarten zweiten Kontaktelementen 32 freigelegt wird. Das Ergebnis ist in 2C gezeigt. Anders als in 1B sind durch diese Verfahrensschritte die zweiten Kontaktelemente 32 auch an quer zur zweiten Hauptseite verlaufenden Seitenflächen mit der ersten Passivierungsschicht 14 überdeckt. Dies bietet den Vorteil, dass die zweiten Kontaktelemente 32 besser geschützt sind, hat aber zum Nachteil, dass es zu einem größeren Flächenverbrauch im Bereich zwischen den zweiten Kontaktelementen 32 kommt und dass mehr Prozessschritte benötigt werden.
In den 3A bis 3B sind alternative Verfahrensschritte zu den Verfahrensschritten der 1H bis 1J gezeigt. 3A entspricht dabei zunächst der 1H.
Anders als in dem Ausführungsbeispiel der 1H bis 1J wird nach dem Ausformen der ersten Kontaktelemente 31 keine zweite Passivierungsschicht 15 auf die zweite Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 1 aufgebracht. Vielmehr wird, wie in 3B illustriert, die erste Passivierungsschicht 14 direkt fotolithographisch strukturiert, wobei die ersten 31 und zweiten Kontaktelemente 32 zumindest teilweise freigelegt werden. Von einer zweiten Passivierungsschicht 15 wird gar nicht Gebrauch gemacht. Dies hat zum Vorteil gegenüber dem in 1 dargestellten Verfahren, dass weniger Prozessschritte nötig sind.
In den 4A bis 4C sind alternative Verfahrensschritte zu den Verfahrensschritten der 1E bis 1H gezeigt. Die 4A entspricht dabei zunächst der 1E.
Anders als in den 1E bis 1H wird zur Entfernung der ersten Spiegelschicht 21 von den Bodenflächen der Aussparung 2 aber nicht von einer zweiten Isolationsschicht 22 Gebrauch gemacht. Vielmehr wird, wie in 4B dargestellt, die erste Spiegelschicht 21 mittels eines anisotropen Rückätzprozesses, wie beispielsweise eines trockenchemischen Rückätzprozesses, von den Bodenflächen der Aussparungen 2 entfernt. Aufgrund der Anisotropie des Rückätzprozesses wird dabei lediglich die Bodenflächen der Aussparungen 2 freigelegt, wohingegen die erste Spiegelschicht 21 auf den Seitenwänden der Aussparungen 2 verbleibt.
In 4C ist dann dargestellt, wie die Aussparungen 2 mit dem Injektionselement 23 aufgefüllt werden, wodurch die ersten Kontaktelemente 31 entstehen. Wiederum ist das Injektionselement 23 dabei jeweils an den Bodenflächen in direktem Kontakt mit der ersten Schicht 10. Außerdem ist im Ausführungsbeispiel der 4C das Injektionselement 23 auch in direktem elektrischem Kontakt mit der ersten Spiegelschicht 21.
In den 5A bis 5C sind Positionen in Verfahrensschritte dargestellt, die alternativ zu den Verfahrensschritten der 1D bis 1H durchgeführt werden können.
5A entspricht dabei der oben beschriebenen 1D. Das heißt, die Seitenwände der Aussparungen 2 sind bereits mit der ersten Isolationsschicht 20 bedeckt, die Bodenflächen der Aussparungen 2 sind dagegen von der ersten Isolationsschicht 20 befreit.
In 5B ist gezeigt, wie mittels eines anisotropen Abscheideverfahrens, wie zum Beispiel Physical Vapour Deposition, kurz PVD, das metallische Injektionselement 23 als Schicht auf die Bodenflächen, zum Beispiel direkt auf die Bodenfläche, der Aussparungen 2 aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Fotolithographiemaske geschehen. Durch die Verwendung des anisotropen Abscheideverfahrens bleiben die Seitenwände der Aussparungen 2 frei von dem Injektionselement 23.
In der 5C ist eine Position in dem Verfahren gezeigt, bei dem ein spiegelndes metallisches Füllmaterial 21 anschließend in die Aussparungen 2 eingebracht wird. Das Füllmaterial 21 füllt die Aussparungen 2 dabei vollständig auf und überragt die Aussparungen 2 in Richtung weg von der zweiten Hauptseite. Das spiegelnde Füllmaterial 21 bildet dabei gleichzeitig die erste Spiegelschicht 21. Anders als bei den bisherigen Ausführungsbeispielen sind die ersten Kontaktelemente 31 nun überwiegend durch die erste Spiegelschicht 21 statt durch die Injektionselemente 23 gebildet.
In der 6A ist ein Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterbauteils 100 in Seitenansicht gezeigt, das dem Ausführungsbeispiel der 1K entspricht. Zusätzlich sind in der 6A aber noch einige als Pfeile dargestellte Lichtwege von in der aktiven Schicht 11 erzeugter elektromagnetischer Strahlen dargestellt.
Die durchgezogenen Pfeile stehen dabei für Strahlen innerhalb eines Bildpunktes 4, die aus der aktiven Schicht 11 direkt über die Strahlungsfläche 6 aus dem Halbleiterbauteil 100 ausgekoppelt werden.
Der gestrichelte Pfeil zeigt einen Lichtweg, bei dem ein Strahl an der Seitenwand einer Aussparung 2 reflektiert und erst dann über die Strahlungsfläche 6 ausgekoppelt wird. Dabei wird der Strahl durch die hochreflektive erste Spiegelschicht 21 besonders effektiv reflektiert.
Der gepunktete Pfeil zeigt einen Lichtweg, bei dem der Strahl aus der aktiven Schicht 11 zunächst auf die Strahlungsfläche 6 trifft, dort aber aufgrund von Fresnel-Reflexion oder Totalreflexion teilweise oder vollständig zurückreflektiert wird. Es besteht die Gefahr, dass dieser Strahl einen benachbarten Bildpunkt 4 erreicht und somit das Kontrastverhältnis zwischen den Bildpunkten 4 reduziert wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel trifft der Strahl aber zunächst auf die Bodenfläche der Aussparung 2, und sieht dort das Injektionselement 23 statt der ersten Spiegelschicht 21. Das Injektionselement 23 ist vorzugsweise aber absorbierend oder schlecht reflektierend ausgebildet, so dass das Licht an der Bodenfläche absorbiert wird. Dies reduziert das optische Übersprechen benachbarter Bildpunkte 4 und erhöht für den Beobachter das Kontrastverhältnis.
In 6B ist dagegen eine Abwandlung des Halbleiterbauteils gezeigt, bei dem das Injektionselement 23 und die Spiegelschicht 21 aus demselben Material gebildet sind. Wie der 6B zu entnehmen ist, wird der Strahl an der Bodenfläche der Aussparungen 2 reflektiert, wodurch es zu einem Übersprechen benachbarter Bildpunkte 4 und einem verringerten Kontrastverhältnis für den Beobachter kommt.
In den 7A bis 7D sind verschiedene Positionen in einem weiteren Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens gezeigt. Die Position der 7A folgt beispielsweise auf die Position aus der 1C.
In 7A ist zusätzlich auf die Passivierungsschicht 14 eine Fotomaske 40 aufgebracht, die Öffnungen in den Bereichen der Aussparungen 2 aufweist. Insgesamt sind die Öffnungen aber größer als die lateralen Ausdehnungen der Aussparungen 2. Auch ist in 7A dargestellt wie die erste Zwischenschicht 20 als zusammenhängende Schicht auf die Fotomaske 40 aufgebracht und in die Aussparungen 2 eingebracht ist, beispielsweise über einen ungerichteten Prozess, wie Sputtern. Dabei bedeckt die erste Zwischenschicht 20 sowohl die Bodenflächen als auch die Seitenwände der Aussparungen 2 vollständig.
Anders als bei den bisherigen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der ersten Zwischenschicht 20 hier nicht um eine erste Isolationsschicht 20 sondern um eine Kontaktschicht 20, die einen geringen Kontaktwiderstand zur ersten Schicht 10 der Halbleiterschichtenfolge 1 aufweist, bei der der Kontaktwiderstand zu der zweiten Schicht 12 der Halbleiterschichtenfolge 1 aber groß ist. Beispielsweise basiert dazu die Halbleiterschichtenfolge 1 auf GaN, die erste Schicht 10 ist dann zum Beispiel eine n-GaN-Schicht, die zweite Schicht 12 zum Beispiel eine p-GaN-Schicht. Das Material der Kontaktschicht 20 ist beispielsweise ZnO.
Zwar ist in allen vorhergehenden Ausführungsbeispielen die erste Zwischenschicht 20 eine erste Isolationsschicht 20, jedoch kann die erste Isolationsschicht 20 auch jeweils mit einer solchen Kontaktschicht 20 ausgetauscht werden.
In der Position der 7B ist eine metallische Schicht über einen gerichteten Prozess, wie Bedampfen, auf die Kontaktschicht 20 aufgebracht. Diese metallische Schicht bildet im Bereich der Bodenflächen der Aussparungen 2 die Injektionselemente 23. Die Kontaktschicht 20 kann dabei Strom zwischen dem Injektionselement 23 und der ersten Schicht 10 leiten. Durch das gerichtete Aufbringen der metallischen Schicht ist erreicht, dass nur die lateral verlaufenden Flächen, also insbesondere die Bodenflächen bedeckt werden. Die vertikal verlaufenden Flächen, insbesondere die Seitenwände, werden nicht oder nur geringfügig von dem metallischen Material der Injektionselemente 23 bedeckt.
In der Position der 7C ist wiederum eine metallische erste Spiegelschicht 21 über ein ungerichtetes oder isotropes Verfahren aufgebracht, sodass sowohl die Seitenwände als auch die Bodenflächen von der ersten Spiegelschicht 21 bedeckt sind.
Anders als zum Beispiel im Ausführungsbeispiel der 5C füllt die erste Spiegelschicht 21 aber die Aussparung 2 nicht vollständig sondern nur teilweise auf und formt die Bodenflächen und Seitenwände der Aussparungen 2 nach. Ein Teil der Aussparungen 2 bleibt dabei unbefüllt. Eine solche teilweise Befüllung der Aussparungen 2 kann auch bei allen vorhergehenden Ausführungsbeispielen gewählt werden.
In 7D ist eine Position gezeigt, bei der die Fotomaske 40 mit den darauf befindlichen Schichten abgelöst ist. Anschließend können zum Beispiel die im Zusammenhang mit den 1I bis 1K beschriebenen Verfahrensschritte durchgeführt werden, um das Halbleiterbauteil 100 fertig zu stellen.
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 aus den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterschichtenfolge
2: Aussparung
4: Bildpunkt
5: Träger
6: Strahlungsfläche
10: erste Schicht
11: aktive Schicht
12: zweite Schicht
13: Substrat
14: erste Passivierungsschicht
15: zweite Passivierungsschicht
20: erste Zwischenschicht
21: erste Spiegelschicht
22: zweite Isolationsschicht
23: Injektionselement
31: erstes Kontaktelement
32: zweites Kontaktelement
40: Fotomaske
50: Schalter
100: optoelektronisches Halbleiterbauteil

Claims

Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) aufweisend: – eine Halbleiterschichtenfolge (1) umfassend folgende, in der angegebenen Reihenfolge übereinander angeordnete Elemente: eine erste Hauptseite, eine erste Schicht (10), eine aktive Schicht (11), eine zweite Schicht (12) und eine zweite Hauptseite; – ein auf der zweiten Hauptseite angeordnetes erstes Kontaktelement (31), das eine Aussparung (2) in der Halbleiterschichtenfolge (1) auffüllt, wobei sich die Aussparung (2) von der zweiten Hauptseite aus vollständig durch die zweite Schicht (12) und die aktive Schicht (11) erstreckt und in die erste Schicht (10) mündet, – ein auf die zweite Hauptseite aufgebrachtes zweites Kontaktelement (32), das in Draufsicht auf die zweite Hauptseite lateral neben der Aussparung (2) angeordnet ist, wobei – das erste Kontaktelement (31) eine erste transparente Zwischenschicht (20), eine metallische erste Spiegelschicht (21) und ein metallisches Injektionselement (23) aufweist, – die erste Zwischenschicht (20) auf quer zur aktiven Schicht (11) verlaufenden Seitenwänden der Aussparung (2) aufgebracht ist und in direktem Kontakt mit der Halbleiterschichtenfolge (1) steht, – die erste Spiegelschicht (21) im Bereich der Seitenwände direkt auf die erste Zwischenschicht (20) aufgebracht ist, – das Injektionselement (23) auf eine direkt an die erste Schicht (10) grenzende Bodenfläche der Aussparung (2) aufgebracht ist und zwischen dem Injektionselement (23) und der Bodenfläche kein weiteres metallisches Element angeordnet ist, – im Betrieb die erste Zwischenschicht (20) einen direkten Stromfluss zwischen der zweiten Schicht (12) und dem ersten Kontaktelement (31) unterbindet, – die Kontur des zweiten Kontaktelements (32) die Form, Größe und Position eines beim Blick auf die erste Hauptseite im Betrieb leuchtenden Bildpunktes (4) des Halbleiterbauteils (100) definiert, – das Injektionselement (23) und die Spiegelschicht (21) unterschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach Anspruch 1, wobei – die Seitenwände der Aussparung (2) zu zumindest 80 % mit der ersten Spiegelschicht (21) bedeckt sind, – die Reflektivität der ersten Spiegelschicht (21) bei einer von der aktiven Schicht (11) emittierten mittleren Wellenlänge zumindest 80 % beträgt, – die Reflektivität des Injektionselements (23) bei einer von der aktiven Schicht (11) emittierten mittleren Wellenlänge höchstens 50 % beträgt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei – das Injektionselement (23) im Bereich der Bodenfläche direkt an die erste Schicht (10) grenzt oder – im Bereich der Bodenfläche eine transparente Schicht zwischen dem Injektionselement (23) und der ersten Schicht (10) ausgebildet ist, die direkt an das Injektionselement (23) und die erste Schicht (10) grenzt und eine Transparenz bei einer von der aktiven Schicht (11) emittierten mittleren Wellenlänge von zumindest 80 % aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Zwischenschicht (20) eine erste Isolationsschicht (20) ist, die einen direkten Stromfluss zwischen der ersten Spiegelschicht (21) und der Halbleiterschichtenfolge (1) im Bereich der Seitenwände verhindert.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Zwischenschicht (20) eine Kontaktschicht (20) ist, wobei – die Kontaktschicht (20) im Bereich der ersten Schicht (10) einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten Schicht (10) und der ersten Spiegelschicht (21) herstellt, – die Kontaktschicht (20) im Bereich der zweiten Schicht (12) elektrisch isolierend zwischen der ersten Spiegelschicht (21) und der zweiten Schicht (12) wirkt, – die Kontaktschicht (20) zusätzlich zwischen der Bodenfläche und dem Injektionselement (23) angeordnet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das zweite Kontaktelement (32) zusammenhängend ausgebildet ist, – die aktive Schicht (11) in einem durch die Projektion des zweiten Kontaktelements (32) auf die aktive Schicht (11) definierten Bereich zusammenhängend ausgebildet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Mehrzahl von in lateraler Richtung, parallel zur zweiten Hauptseite nebeneinander und beabstandet voneinander angeordneten zweiten Kontaktelementen (31, 32), wobei – jedes der zweiten Kontaktelemente (32) einem Bildpunkt (4) eineindeutig zugeordnet ist, – die zweiten Kontaktelemente (32) im Betrieb einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar sind, sodass die Bildpunkte (4) unabhängig voneinander zum Leuchten gebracht werden können, – die Aussparung (2) im Bereich zwischen zwei benachbarten zweiten Kontaktelementen (32) angeordnet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einem Bildpunkt (4) mehrere erste Kontaktelemente (31) zugeordnet sind, die den jeweiligen Bildpunkt (4) redundant kontaktieren.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest eines der ersten Kontaktelemente (31) gleichzeitig an mehrere benachbarte Bildpunkte (4) lateral angrenzend angeordnet ist und zur gleichzeitigen Kontaktierung der mehreren benachbarten Bildpunkte (4) ausgebildet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach mindestens Anspruch 7, bei der die Bildpunkte (4) in Maschen eines Gitternetzes angeordnet sind, wobei eine oder mehrere Aussparungen (2) eines oder mehrerer Kontaktelemente (31) auf einem oder mehreren Knotenpunkten des Gitternetzes angeordnet sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Aussparung (2) als Graben (2) ausgebildet ist, – der Graben (2) und das Injektionselement (23) in Draufsicht auf die zweite Hauptseite jeweils eine zusammenhängende, das zweite Kontaktelement (32) vollständig umgebende Bahn bilden.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach mindestens den Ansprüchen 7 und 11, wobei – die Gräben (2) um die einzelnen zweiten Kontaktelemente (32) zusammenhängen und ein Gitternetz um die zweiten Kontaktelemente (32) bilden, – in den zusammenhängenden Gräben (2) ein einziges, zusammenhängendes erstes Kontaktelement (31) ausgebildet ist, das im Betrieb eine Mehrzahl von Bildpunkten (4) gleichzeitig kontaktiert.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zwischen dem Injektionselement (23) und der ersten Spiegelschicht (21) im Bereich der Seitenwände der Aussparung (2) eine zweite Isolationsschicht (22) angeordnet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Injektionselement (23) als Schicht auf die Bodenfläche der Aussparung (2) aufgebracht ist, – die Spiegelschicht (21) als spiegelndes Füllmaterial in die Aussparung (2) eingebracht ist und den Bereich zwischen Injektionselement (23) und zweiter Hauptseite vollständig oder zumindest teilweise auffüllt.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (100) aufweisend die Schritte: A) Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge (1) mit einer ersten Hauptseite, einer ersten Schicht (10) auf der ersten Hauptseite, einer aktiven Schicht (11) auf der ersten Schicht (11), einer zweiten Schicht (12) auf der aktiven Schicht (11) und einer zweiten Hauptseite auf der zweiten Schicht (12); B) Aufbringen einer Mehrzahl von zweiten Kontaktelementen (32) auf die zweite Hauptseite, wobei die zweiten Kontaktelemente (32) in lateraler Richtung, parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht (11), nebeneinander und beabstandet voneinander angeordnet werden; C) Einbringen von Aussparungen (2) in Form von Löchern oder Gräben von der zweiten Hauptseite aus in die Halbleiterschichtenfolge (1), wobei – die Aussparungen (2) die zweite Schicht (12) und die aktive Schicht (11) vollständig durchdringen und in die erste Schicht (10) münden, – die Aussparungen (2) in Draufsicht auf die zweite Hauptseite lateral neben den zweiten Kontaktelementen (32) angeordnet sind; D) Aufbringen einer ersten Zwischenschicht (20) auf quer zur aktiven Schicht (11) verlaufenden Seitenwänden der Aussparungen (2), sodass die erste Isolationsschicht (20) direkt an die Halbleiterschichtenfolge (1) angrenzt; E) Aufbringen einer metallischen Spiegelschicht (21) direkt auf die erste Zwischenschicht (20) im Bereich der Seitenwände; F) Aufbringen eines metallischen Injektionselements (23) auf direkt an die erste Schicht (10) grenzende Bodenflächen der Aussparungen (2), wobei anschließend zwischen dem Injektionselement (23) und der Bodenfläche kein weiteres metallisches Element angeordnet ist, wobei das Injektionselement (23) und die Spiegelschicht (21) unterschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei im Schritt D) – die erste Zwischenschicht (20) ganzflächig auf die Bodenflächen und die Seitenwände der Aussparungen (2) aufgebracht wird, – anschließend die Bodenflächen durch einen trockenchemischen Rückätzprozess von der ersten Zwischenschicht (20) befreit werden, – das Rückätzen der ersten Zwischenschicht (20) selbstjustierend ist und ohne Verwendung einer Lithographiemaske durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei im Schritt D) – die erste Zwischenschicht (20) ganzflächig auf die Bodenflächen und die Seitenwände der Aussparungen (2) aufgebracht wird und im weiteren Herstellungsverfahren weder von der Bodenfläche noch von den Seitenwänden entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt E) – die erste Spiegelschicht (20) ganzflächig auf die Bodenflächen und die Seitenwände der Aussparungen (2) aufgebracht wird, – anschließend die Bodenflächen durch einen nasschemischen oder trockenchemischen Rückätzprozess von der ersten Spiegelschicht (21) befreit werden, – das Rückätzen der ersten Spiegelschicht (21) selbstjustierend ist und ohne Verwendung einer Lithographiemaske durchgeführt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei nach dem Aufbringen der ersten Spiegelschicht (21) und vor dem Rückätzen der ersten Spiegelschicht (21) – eine zweite Isolationsschicht (22) ganzflächig auf die erste Spiegelschicht (21) im Bereich der Bodenflächen und der Seitenwände der Aussparungen (2) aufgebracht wird, – anschließend die erste Spiegelschicht (21) im Bereich der Bodenflächen durch einen trockenchemischen Rückätzprozess von der zweiten Isolationsschicht (22) befreit wird, – das Rückätzen der zweiten Isolationsschicht (22) selbstjustierend ist und ohne Verwendung einer Lithographiemaske durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei – der Schritt F) vor dem Schritt E) ausgeführt wird, – im Schritt F) das Injektionselement (23) mittels eines anisotropen Abscheideverfahrens als eine Schicht auf den Bodenflächen der Aussparungen (2) ausgebildet wird, – im Schritt E) die Aussparungen (2) mit einem spiegelnden Material aufgefüllt werden, welches dann die erste Spiegelschicht (21) bildet.