DE102019126026A1

DE102019126026A1 - Strahlungsemittierender halbleiterchip

Info

Publication number: DE102019126026A1
Application number: DE102019126026.4A
Authority: DE
Inventors: Ivar Tångring
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-01
Also published as: WO2021058540A1; DE112020004642A5; US20220336700A1

Abstract

Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) angegeben, der dazu ausgebildet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einer Strahlungsaustrittsfläche (2) auszusenden, mit:
- einem Träger (3), auf dem eine erste epitaktische Halbleiterschichtenfolge (4) eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite epitaktische Halbleiterschichtenfolge (5) eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sind,
- einer ersten Stromaufweitungsschicht (7), die zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge (4) und dem Träger (3) angeordnet ist,
- einer zweiten Stromaufweitungsschicht (8), die zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht (7) und dem Träger (3) angeordnet ist,
- einer dielektrischen Schicht (9), die bereichsweise zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht (7) und der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) angeordnet ist,
- einer reflektierenden Schicht (10), die zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) und dem Träger (3) angeordnet ist, und
- einer elektrisch isolierenden Schicht (11), die bereichsweise zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) und der reflektierenden Schicht (10) angeordnet ist.

Description

Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip anzugeben, der eine besonders homogene Helligkeit aufweist. Insbesondere soll der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine besonders gute Quanteneffizienz aufweisen.
Diese Aufgaben werden durch einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet, im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einer Strahlungsaustrittsfläche auszusenden. Die von dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip ausgesendete elektromagnetische Strahlung kann nahultraviolette Strahlung, sichtbares Licht und/oder nahinfrarote Strahlung sein.
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip weist bevorzugt eine Haupterstreckungsebene auf. Eine vertikale Richtung erstreckt sich bevorzugt senkrecht zur Haupterstreckungsebene und eine laterale Richtung erstreckt sich bevorzugt parallel zur Haupterstreckungsebene.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip einen Träger, auf dem eine erste epitaktische Halbleiterschichtenfolge eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite epitaktische Halbleiterschichtenfolge eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sind. Bevorzugt sind die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge epitaktisch übereinander gewachsen. Das heißt, die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge sind in der vertikalen Richtung übereinander gestapelt. Bevorzugt ist die erste Halbleiterschichtenfolge p-dotiert und damit p-leitend ausgebildet. Weiterhin ist die zweite Halbleiterschichtenfolge bevorzugt n-dotiert und damit n-leitend ausgebildet. Damit handelt es sich bei dem ersten Leitfähigkeitstyp bevorzugt um einen p-leitenden Typ und bei dem zweiten Leitfähigkeitstyp bevorzugt um einen n-leitenden Typ.
Zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge und der zweiten Halbleiterschichtenfolge ist bevorzugt ein aktiver Bereich angeordnet. Der aktive Bereich ist dazu ausgebildet, im Betrieb elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, die von der Strahlungsaustrittsfläche ausgesandt wird. Der aktive Bereich grenzt bevorzugt unmittelbar an die erste Halbleiterschichtenfolge und an die zweite Halbleiterschichtenfolge an. Der aktive Bereich weist bevorzugt einen pn-Übergang zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung auf, wie beispielsweise eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur oder eine Mehrfachquantentopfstruktur.
Die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge basieren bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Verbindungshalbleitermaterial kann es sich hierbei um ein Nitridverbindungshalbleitermaterial handeln. Nitridverbindungshalbleitermaterialien sind Verbindungshalbleitermaterialien, die Nitrid enthalten, die die Materialien aus dem System InxAlyGa1-x-yN mit 0 ≤ × ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1.
Die erste Halbleiterschichtenfolge ist bevorzugt mit einer der Strahlungsaustrittsfläche gegenüber liegenden Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge auf dem Träger angeordnet. Das heißt, der Träger, die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge sind in der vertikalen Richtung bevorzugt übereinander gestapelt. In dieser Ausführungsform liegt die erste Halbleiterschichtenfolge dem Träger bevorzugt näher als die zweite Halbleiterschichtenfolge.
Bei dem Träger handelt es sich bevorzugt um eine mechanisch stabilisierende Komponente des strahlungsemittierenden Halbleiterchips. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um eine gedruckte Leiterplatte (englisch: „printed circuit board“, kurz „PCB“) oder um einen Leiterrahmen (englisch: „leadframe“) handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine erste Stromaufweitungsschicht, die zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge und dem Träger angeordnet ist. In dieser Ausführungsform sind der Träger, die erste Stromaufweitungsschicht und die erste Halbleiterschichtenfolge in vertikaler Richtung übereinander gestapelt, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge. Die erste Stromaufweitungsschicht steht mit der ersten Halbleiterschichtenfolge bevorzugt in direktem Kontakt. Weiterhin ist die erste Stromaufweitungsschicht bevorzugt auf der Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge angeordnet.
Die erste Stromaufweitungsschicht bedeckt die Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge bevorzugt zu großen Teilen. Zu großen Teilen bedeutet hier insbesondere, dass die erste Stromaufweitungsschicht mindestens 90 %, besonders bevorzugt 95 %, der Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge bedeckt. Weiterhin ist es möglich, dass die erste Stromaufweitungsschicht die Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge vollständig bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine zweite Stromaufweitungsschicht, die zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht und dem Träger angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist der Träger, die zweite Stromaufweitungsschicht, die erste Stromaufweitungsschicht, die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge in der vertikalen Richtung übereinander gestapelt angeordnet, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge.
Die erste Stromaufweitungsschicht und/oder die zweite Stromaufweitungsschicht sind bevorzugt für die im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterchips erzeugte elektromagnetische Strahlung transparent ausgebildet. Bevorzugt sind die erste Stromaufweitungsschicht und/oder die zweite Stromaufweitungsschicht mit einem transparenten, elektrisch leitenden Material gebildet. Die erste Stromaufweitungsschicht und/oder die zweite Stromaufweitungsschicht ist bevorzugt dazu ausgebildet, höchstens 4 %, insbesondere höchstens 2 %,der vom aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung zu absorbieren. Demzufolge transmittiert die erste Stromaufweitungsschicht und/oder die zweite Stromaufweitungsschicht wenigstens 96 %, insbesondere wenigstens 98 %, der vom aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung.
Wird die vom aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung absorbiert, handelt es sich in der Regel um eine freie Ladungsträgerabsorption. Die Absorption ist in der Regel proportional zu einer Dicke der ersten Stromaufweitungsschicht und/oder der zweiten Stromaufweitungsschicht.
Die erste Stromaufweitungsschicht und/oder die zweite Stromaufweitungsschicht weisen bevorzugt elektrisch leitende Metalle oder transparente, elektrisch leitende Oxide (englisch: Transparent Conductive Oxide, kurz TCO) auf oder sind aus einem dieser Materialien gebildet. Beispielsweise handelt es sich bei Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (englisch: Indium Tin Oxide, kurz ITO) um TCOs. In der Regel sind die TCOs mit einem Dotierstoff versehen. Der Dotierstoff ist in der Regel dazu ausgebildet, den TCOs elektrisch leitende Eigenschaften zu verleihen.
Bevorzugt weist die zweite Stromaufweitungsschicht eine Ausdehnung in lateraler Richtung auf, die im Wesentlichen gleich zu einer Ausdehnung in lateraler Richtung der ersten Stromaufweitungsschicht ist. „Im Wesentlichen gleich“ bedeutet hier, dass die Ausdehnung in lateraler Richtung der ersten Stromaufweitungsschicht um nicht mehr als 1 Mikrometer von der Ausdehnung in lateraler Richtung der zweiten Stromaufweitungsschicht abweicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine dielektrische Schicht, die bereichsweise zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht und der zweiten Stromaufweitungsschicht angeordnet ist. Die zweite Stromaufweitungsschicht, die dielektrische Schicht und die erste Stromaufweitungsschicht sind bevorzugt in der vertikalen Richtung übereinander gestapelt angeordnet, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge. Bevorzugt steht die dielektrische Schicht mit der ersten Stromaufweitungsschicht und der zweiten Stromaufweitungsschicht jeweils in direktem Kontakt. Weiterhin steht die erste Stromaufweitungsschicht mit der zweiten Stromaufweitungsschicht in den Bereichen, in denen die dielektrische Schicht zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht und der zweiten Stromaufweitungsschicht angeordnet ist, nicht in direktem Kontakt miteinander.
Die dielektrische Schicht umfasst bevorzugt ein dielektrisches Material oder ist aus einem dielektrischen Material gebildet. Weiterhin ist die dielektrische Schicht bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet.
Die dielektrische Schicht weist bevorzugt einen Brechungsindex auf, der kleiner ist als ein Brechungsindex der ersten Stromaufweitungsschicht und/oder ein Brechungsindex der zweiten Stromaufweitungsschicht. Der Brechungsindex der ersten Stromaufweitungsschicht und/oder der Brechungsindex der zweiten Stromaufweitungsschicht liegt beispielsweise zwischen einschließlich 1,5 und einschließlich 2,0, insbesondere zwischen einschließlich 1,7 und einschließlich 2,0. Der Brechungsindex der dielektrischen Schicht ist in diesem Fall bevorzugt mindestens 1,38 und höchstens 1,80, insbesondere ungefähr 1,46 oder ungefähr 1,50. Besonders bevorzugt ist der Brechungsindex der dielektrischen Schicht um mindestens 0,2 kleiner als der Brechungsindex der ersten Stromaufweitungsschicht und/oder der zweiten Stromaufweitungsschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine reflektierende Schicht, die zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht und dem Träger angeordnet ist. Der Träger, die reflektierende Schicht, die zweite Stromaufweitungsschicht, die dielektrische Schicht, die erste Stromaufweitungsschicht, die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge sind bevorzugt in vertikaler Richtung übereinander gestapelt angeordnet, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge.
Die reflektierende Schicht weist bevorzugt für die vom aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung eine Reflektivität von wenigstens 90 %, insbesondere von wenigstens 95 %, auf. Bevorzugt umfasst die reflektierende Schicht ein reflektierendes Metall, wie beispielsweise Silber. In diesem Fall ist die reflektierende Schicht in der Regel elektrisch leitend ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine elektrisch isolierende Schicht, die bereichsweise zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht und der reflektierenden Schicht angeordnet ist. Bevorzugt steht die elektrisch isolierende Schicht mit der zweiten Stromaufweitungsschicht und der reflektierenden Schicht in direktem Kontakt. Bevorzugt steht die zweite Stromaufweitungsschicht mit der reflektierenden Schicht in den Bereichen, in denen die isolierende Schicht zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht und der reflektierenden Schicht angeordnet ist, nicht in direktem Kontakt miteinander.
Bevorzugt sind die reflektierende Schicht, die elektrisch isolierende Schicht, die erste Stromaufweitungsschicht, die dielektrische Schicht, die erste Stromaufweitungsschicht, die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge in der vertikalen Richtung übereinander angeordnet, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge.
Die elektrisch isolierende Schicht umfasst bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material, wie beispielsweise ein dielektrisches Material oder ist aus einem solchen Material gebildet. Bei dem Material der elektrisch isolierenden Schicht handelt es sich beispielsweise um Siliziumdioxid. Die elektrisch isolierende Schicht weist bevorzugt eine Dicke in vertikaler Richtung auf, die höchstens 50 Nanometer, insbesondere höchstens 10 Nanometer, ist. Weiterhin ist es möglich, dass es sich bei der elektrisch isolierenden Schicht um höchstens 10 Monolagen, insbesondere höchstens 2 Monolagen, des Materials der elektrisch isolierenden Schicht handelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet, im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einer Strahlungsaustrittsfläche auszusenden. Zudem umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip einen Träger, auf dem eine erste epitaktische Halbleiterschichtenfolge eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite epitaktische Halbleiterschichtenfolge eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sind. Des Weiteren umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine erste Stromaufweitungsschicht, die zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge und dem Träger angeordnet ist, und eine zweiten Stromaufweitungsschicht, die zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht und dem Träger angeordnet ist. Zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht und der zweiten Stromaufweitungsschicht ist bereichsweise eine dielektrische Schicht angeordnet. Weiterhin umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine reflektierende Schicht, die zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht und dem Träger angeordnet ist, und eine elektrisch isolierende Schicht, die bereichsweise zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht und der reflektierenden Schicht angeordnet ist.
In der Regel weist die erste Halbleiterschichtenfolge, die insbesondere p-dotiert ist, eine schlechtere Leitfähigkeit in lateraler Richtung auf als die zweite Halbleiterschichtenfolge, die insbesondere n-dotiert ist. Da die Leitfähigkeit in lateraler Richtung in der Regel umgekehrt proportional zu einem Flächenwiderstand ist, weist die erste Halbleiterschichtenfolge einen höheren Flächenwiderstand als die zweite Halbleiterschichtenfolge auf. Weichen die Flächenwiderstände der ersten Halbleiterschichtenfolge und der zweiten Halbleiterschichtenfolge um mehr als 100 %, insbesondere um mehr als 50 %, voneinander ab, so ist eine Stromdichte im Bereich des aktiven Bereichs in der Regel besonders inhomogen ausgebildet.
Eine Idee des hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist unter anderem, dass eine erste Stromaufweitungsschicht und eine zweite Stromaufweitungsschicht an der ersten Halbleiterschichtenfolge angeordnet sind. Damit kann ein Flächenwiderstand einer Schichtenfolge umfassend die erste Halbleiterschichtenfolge, die erste Stromaufweitungsschicht und die zweite Stromaufweitungsschicht, vorteilhafterweise erhöht werden. Der Flächenwiderstand der Schichtenfolge ist damit an den Flächenwiderstand der zweiten Halbleiterschichtenfolge vorteilhafterweise angleichbar. Ein derartiger strahlungsemittierender Halbleiterchip weist eine besonders homogene Stromdichte im Bereich des aktiven Bereichs auf. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip weist damit weiterhin eine besonders gute Quanteneffizienz auf.
Eine weitere Idee des hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist unter anderem, dass eine dielektrische Schicht bereichsweise zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht und der zweiten Stromaufweitungsschicht angeordnet ist. Da die dielektrische Schicht bevorzugt einen Brechungsindex kleiner als ein Brechungsindex der ersten Stromaufweitungsschicht und ein Brechungsindex der zweiten Stromaufweitungsschicht aufweist, ist elektromagnetische Strahlung vorteilhafterweise von der dielektrischen Schicht reflektierbar. Damit muss elektromagnetische Strahlung die Stromaufweitungsschichten nicht vollständig durchlaufen, bis sie an der reflektierenden Schicht reflektiert wird. Auf diese Art und Weise absorbieren die Stromaufweitungsschichten vorteilhafterweise vergleichsweise wenig elektromagnetische Strahlung des aktiven Bereichs.
Weist ein strahlungsemittierender Halbleiterchips keine elektrisch isolierende Schicht auf, sind Ausbreitungspfade von Ladungsträgern in der ersten Halbleiterschichtenfolge und der zweiten Halbleiterschichtenfolge in der Regel unterschiedlich lang ausgebildet. Damit wirken auf die in die Halbleiterschichtenfolgen eingeprägten Ladungsträger verschiedene Serienwiderstände.
Eine weitere Idee des hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist unter anderem, dass eine elektrisch isolierende Schicht bereichsweise zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht und der reflektierenden Schicht angeordnet ist. Damit steht die reflektierende Schicht nur noch an bestimmten Bereichen in direktem Kontakt mit der zweiten Stromaufweitungsschicht. Vorteilhafterweise sind die Serienwiderstände so angleichbar. Damit ist eine besonders homogene Stromdichte in einem derartigen strahlungsemittierenden Halbleiterchip im Bereich des aktiven Bereichs erreichbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips bedeckt die elektrisch isolierende Schicht wenigstens 90 % der zweiten Stromaufweitungsschicht. Bevorzugt bedeckt die elektrisch isolierende Schicht wenigstens 95 %, insbesondere wenigstens 99 %, der zweiten Stromaufweitungsschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weist die elektrisch isolierende Schicht zumindest eine erste Ausnehmung auf, in der die reflektierende Schicht und die zweite Stromaufweitungsschicht in elektrisch leitendem Kontakt stehen. Die erste Ausnehmung durchdringt die isolierende Schicht bevorzugt vollständig. Bevorzugt sind Ladungsträger ausschließlich durch die erste Ausnehmung über die erste Stromaufweitungsschicht und die zweite Stromaufweitungsschicht in die erste Halbleiterschichtenfolge einprägbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weist die erste Ausnehmung eine Breite von mindestens 100 Nanometer und höchstens 25 Mikrometer auf. Bevorzugt weist die erste Ausnehmung eine Breite von mindestens 1 Mikrometer und höchstens 10 Mikrometer, besonders bevorzugt von mindestens 1 Mikrometer und höchstens 5 Mikrometer auf. Beispielsweise weist die erste Ausnehmung eine Breite von etwa 5 Mikrometer auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist die dielektrische Schicht dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung in Richtung der Strahlungsaustrittsfläche zu reflektieren. Bevorzugt umfasst die dielektrische Schicht mehrere Teilschichten. Die Teilschichten weisen bevorzugt ebenfalls ein dielektrisches Material auf. Die dielektrische Schicht umfasst bevorzugt abwechselnd angeordnete Teilschichten eines hochbrechenden und eines niedrigbrechenden Materials. Die Teilschichten weisen bevorzugt SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, Tantaloxid, Nb₂O₅, MgF₂, Siliziumnitride und/oder Siliziumoxinitride auf.
Die dielektrische Spiegelschicht weist hierbei bevorzugt für die im aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung eine Reflektivität von wenigstens 98 %, insbesondere von wenigstens 99 %, auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist eine Dicke der ersten Stromaufweitungsschicht kleiner als eine Dicke der zweiten Stromaufweitungsschicht. Die Dicke der ersten Stromaufweitungsschicht ist bevorzugt mindestens 5 Nanometer und höchstens 50 Nanometer, besonders bevorzugt mindestens 15 Nanometer und höchstens 30 Nanometer. Die Dicke der zweiten Stromaufweitungsschicht ist bevorzugt mindestens 50 Nanometer und höchstens 1 Mikrometer, besonders bevorzugt mindestens 100 Nanometer und höchstens 400 Nanometer, insbesondere ungefähr 200 Nanometer. Vorteilhafterweise muss bei einer hier beschriebenen Anordnung die Dicke der zweiten Stromaufweitungsschicht hinsichtlich Absorptionsverluste von elektromagnetischer Strahlung in der zweiten Stromaufweitungsschicht nicht beachtet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weist die dielektrische Schicht zweite Ausnehmungen auf. Die zweiten Ausnehmungen durchdringen die dielektrische Schicht bevorzugt vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips steht die erste Stromaufweitungsschicht mit der zweiten Stromaufweitungsschicht in den zweiten Ausnehmungen in elektrisch leitendem Kontakt. Bevorzugt sind Ladungsträger ausschließlich über die zweiten Ausnehmungen durch die erste Stromaufweitungsschicht in die erste Halbleiterschichtenfolge einprägbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die zweiten Ausnehmungen an Gitterpunkten eines Gitters angeordnet. Das Gitter ist bevorzugt ein polygonales Gitter, wie beispielsweise ein orthogonales Gitter oder ein hexagonales Gitter. Bei dem Gitter kann es sich um ein regelmäßiges Gitter handeln. Alternativ kann es sich bei dem Gitter um ein unregelmäßiges Gitter handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die zweiten Ausnehmungen jeweils einen Durchmesser von wenigstens 100 Nanometer und höchstens 10 Mikrometer auf. Bevorzugt entspricht der Durchmesser einer maximalen Ausdehnung in lateraler Richtung einer der zweiten Ausnehmungen. Beispielsweise sind die Durchmesser der zweiten Ausnehmungen jeweils etwa 1 Mikrometer. Bevorzugt weisen die zweiten Ausnehmungen einen Flächenanteil von höchstens 5 %, insbesondere höchstens 1 %, einer Fläche in lateraler Richtung der ersten Stromaufweitungsschicht auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip zumindest eine erste Kontaktstruktur, die zur Einprägung von Strom in die erste Halbleiterschichtenfolge ausgebildet ist. Insbesondere ist die erste Kontaktstruktur dazu ausgebildet, Ladungsträger in die erste Halbleiterschichtenfolge einzuprägen.
Die erste Kontaktstruktur weist bevorzugt ein elektrisch leitendes Metall auf oder besteht daraus. Bei dem Metall handelt es sich beispielsweise um eines der folgenden Materialien: Kupfer, Gold, Platin, Titan, Aluminium, Silber.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip zumindest eine zweite Kontaktstruktur, die zur Einprägung von Strom in die zweite Halbleiterschichtenfolge ausgebildet ist. Insbesondere ist die zweite Kontaktstruktur dazu ausgebildet, Ladungsträger in die zweite Halbleiterschichtenfolge einzuprägen. Die zweite Kontaktstruktur steht bevorzugt an keiner Stelle mit der ersten Halbleiterschichtenfolge in direktem Kontakt. Weiterhin kann das elektrisch leitende Metall der ersten Kontaktstruktur gleich dem elektrisch leitenden Metall der zweiten Kontaktstruktur sein.
Weiterhin ist es möglich, dass der strahlungsemittierende Halbleiterchip mehrere zweite Kontaktstrukturen aufweist. Die zweiten Kontaktstrukturen sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet. In diesem Fall weist der strahlungsemittierende Halbleiterchip auch mehrere der ersten Kontaktstrukturen auf, wobei jede erste Kontaktstruktur bevorzugt zwischen zwei zweiten Kontaktstrukturen angeordnet ist. Die ersten Kontaktstrukturen erstrecken sich bevorzugt parallel zu den zweiten Kontaktstrukturen. Weiterhin bedecken die ersten Kontaktstrukturen einen Bereich zwischen zwei zweiten Kontaktstrukturen bevorzugt zu großen Teilen. „Zu großen Teilen“ bedeutet hier insbesondere, dass jede erste Kontaktstruktur mindestens 90 %, besonders bevorzugt mindestens 95 %, des Bereichs zwischen zwei zweiten Kontaktstrukturen bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips breiten sich in die Halbleiterschichtenfolgen eingeprägte Ladungsträger entlang von verschiedenen Ausbreitungspfaden aus, die jeweils einen Serienwiderstand aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips geht jeder Ausbreitungspfad von der zweiten Kontaktstruktur aus und erstreckt sich durch jeweils eine der zweiten Ausnehmungen hin zu der ersten Ausnehmung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Serienwiderstände verschiedener Ausbreitungspfade im Wesentlichen gleich groß. Der Begriff „im Wesentlichen gleich groß“ bedeutet hier und im Folgenden, dass sich die Serienwiderstände verschiedener Ausbreitungspfade um nicht mehr als 5 %, insbesondere um nicht mehr als 1 %, unterscheiden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist die erste Kontaktstruktur zwischen der reflektierenden Schicht und dem Träger angeordnet. Die erste Kontaktstruktur steht hier mit der reflektierenden Schicht bevorzugt in direktem Kontakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips erstreckt sich die zweite Kontaktstruktur durch eine dritte Ausnehmung durch die erste Halbleiterschichtenfolge bis hin zur zweiten Halbleiterschichtenfolge. Bevorzugt legt die dritte Ausnehmung die zweite Halbleiterschichtenfolge teilweise frei. Das heißt, die dritte Ausnehmung erstreckt sich in der vertikalen Richtung teilweise in die zweite Halbleiterschichtenfolge hinein. Eine Deckfläche der dritten Ausnehmung ist in diesem Fall bevorzugt durch die zweite Halbleiterschichtenfolge gebildet. An die Deckfläche der dritten Ausnehmung angrenzenden Seitenflächen der dritten Ausnehmung sind bevorzugt durch die erste Halbleiterschichtenfolge, den aktiven Beriech und die zweite Halbleiterschichtenfolge gebildet. Die Seitenflächen der dritten Ausnehmung stehen bevorzugt senkrecht zu der Deckfläche der dritten Ausnehmung. Alternativ können die Seitenflächen der dritten Ausnehmung einen Winkel mit der Deckfläche der dritten Ausnehmung einschließen, der verschieden von 90° ist.
In dieser Ausführungsform ist in der dritten Ausnehmung die zweite Kontaktstruktur angeordnet. Die zweite Kontaktstruktur ist bevorzugt elektrisch leitend mit der zweiten Halbleiterschichtenfolge über die Deckfläche der dritten Ausnehmung verbunden. Bevorzugt ist die erste Kontaktstruktur in lateraler Richtung beabstandet zu den Seitenflächen der dritten Ausnehmung angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist eine Trennschicht auf zumindest einer Seitenfläche der ersten Kontaktstruktur angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist eine Trennschicht auf zumindest einer Seitenfläche der zweiten Kontaktstruktur angeordnet. Die Trennschicht umfasst bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material oder ist aus einem solchen gebildet. Weiterhin kann die Trennschicht zumindest zwei Teilschichten aufweisen. Die Trennschicht umfasst bevorzugt Al₂O₃, SiO₂ und/oder Si₃N₄ oder ist aus einem dieser Materialien gebildet.
Bevorzugt besteht durch die Trennstruktur kein elektrisch leitender Kontakt zwischen der ersten Kontaktstruktur und der zweiten Kontaktstruktur. Insbesondere ist die zweite Kontaktstruktur durch die Trennstruktur von der ersten Halbleiterschichtenfolge elektrisch isoliert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist die erste Ausnehmung in lateraler Richtung beabstandet zu der zweiten Kontaktstruktur angeordnet. Beispielsweise ist ein Abstand in lateraler Richtung der ersten Ausnehmung zu der zweiten Kontaktstruktur in lateraler Richtung wenigstens 20 Mikrometer, insbesondere wenigstens 500 Mikrometer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips erstrecken sich die zweite Kontaktstruktur und die erste Ausnehmung parallel zueinander. Bevorzugt weisen die zweite Kontaktstruktur und die erste Ausnehmung jeweils eine Länge auf. Die Längen entsprechen bevorzugt jeweils einer maximalen Ausdehnung in lateraler Richtung. Die Längen erstrecken sich bevorzugt jeweils entlang einer Haupterstreckungsrichtung. Die Haupterstreckungsrichtungen sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich in lateraler Richtung.
Durch eine derartige parallele Anordnung der zweiten Kontaktstruktur und der ersten Ausnehmung können die einzuprägenden Ladungsträger besonders homogen in der ersten Halbleiterschichtenfolge und/oder der zweiten Halbleiterschichtenfolge ausbreiten. Damit ist vorteilhafterweise eine besonders hohe Homogenität der Stromdichte im aktiven Bereich erzielbar.
Die Länge der zweiten Kontaktstruktur und die Länge der ersten Ausnehmung sind im Wesentlichen gleich groß. Der Begriff „im Wesentlichen gleich groß“ heißt hier und im Folgenden, dass sich die Längen um nicht mehr als 5 Mikrometer voneinander unterscheiden. Die Länge der zweiten Kontaktstruktur und die Länge der ersten Ausnehmung sind bevorzugt jeweils mindestens 100 Mikrometer und höchstens 5 Millimeter, besonders bevorzugt mindestens 500 Mikrometer und höchstens 1 Millimeter, lang.
Umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip mehrere zweite Kontaktstrukturen, sind in der elektrisch isolierenden Schicht bevorzugt mehrere erste Ausnehmungen angeordnet. Die zweiten Kontaktstrukturen und die ersten Ausnehmungen erstecken sich bevorzugt parallel zueinander. Weiterhin sind die zweiten Kontaktstrukturen und die ersten Ausnehmungen bevorzugt alternierend angeordnet. In diesem Fall befinden sich die ersten Ausnehmungen bevorzugt jeweils mittig zwischen zwei zweiten Kontaktstrukturen.
Falls der strahlungsemittierende Halbleiterchip mehrere zweite Kontaktstrukturen umfasst, sind mehrere zweite Ausnehmungen bevorzugt zwischen jeweils einer der zweiten Kontaktstrukturen und einer der ersten Ausnehmungen angeordnet. Die zweiten Ausnehmungen erstecken sich in diesem Fall bevorzugt parallel zu den ersten Ausnehmungen und den zweiten Kontaktstrukturen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips erstrecken sich die zweiten Ausnehmungen und die zweite Kontaktstruktur parallel zueinander. Bevorzugt weisen die zweiten Ausnehmungen jeweils eine Länge auf. Die Längen erstrecken sich bevorzugt jeweils entlang einer Haupterstreckungsrichtung. Die Haupterstreckungsrichtungen der zweiten Ausnehmungen sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet.
Die Länge der zweiten Ausnehmungen und die Länge der ersten Ausnehmung sind im Wesentlichen gleich groß. Der Begriff „im Wesentlichen gleich groß“ heißt hier und im Folgenden, dass sich die Längen um nicht mehr als 5 Mikrometer voneinander unterscheiden.
Weiterhin weisen die zweiten Ausnehmungen jeweils eine Ausdehnung in lateraler Richtung, senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der zweiten Ausnehmungen, von wenigstens 100 Nanometer und höchstens 10 Mikrometer auf. Beispielsweise ist die Ausdehnung in lateraler Richtung der zweiten Ausnehmungen jeweils etwa 1 Mikrometer groß.
Die zweiten Ausnehmungen weisen hierbei einen Abstand entlang der Haupterstreckungsrichtung der zweiten Ausnehmungen von mindestens 1 Mikrometer und höchstens 100 Mikrometer auf. Bevorzugt weisen die zweiten Ausnehmungen untereinander einen Abstand von mindestens 10 Mikrometer und höchstens 50 Mikrometer auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist die erste Kontaktstruktur vollständig von der reflektierenden Schicht bedeckt. Weiterhin ist es möglich, dass die reflektierende Schicht in lateraler Richtung über die erste Kontaktstruktur hinausragt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind/ist die erste Kontaktstruktur und/oder die zweite Kontaktstruktur elektrisch leitend auf dem Träger angeordnet. Bevorzugt ist zwischen der ersten Kontaktstruktur und/oder der zweiten Kontaktstruktur und dem Träger eine elektrisch leitende Haftvermittlungsschicht angeordnet. Die Haftvermittlungsschicht umfasst bevorzugt ein lötbares Metall oder ist aus einem lötbaren Metall gebildet.
Nachfolgend wird der strahlungsemittierende Halbleiterchip unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

1 und 2 schematische Schnittdarstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
3 schematische Darstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips in Draufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 umfasst einen Träger 3, auf dem eine erste epitaktische Halbleiterschichtenfolge 4 eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite epitaktische Halbleiterschichtenfolge 5 eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Halbleiterschichtenfolge 4 p-dotiert ausgebildet. Weiterhin ist die zweite Halbleiterschichtenfolge hier n-dotiert ausgebildet.
Zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge 4 und der zweiten Halbleiterschichtenfolge 5 ist ein aktiver Bereich 6 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, die von einer Strahlungsaustrittsfläche 2 des Halbleiterchips 1 ausgesandt wird. Eine dem Träger 3 abgewandte Deckfläche der zweiten Halbleiterschichtenfolge 5 umfasst hier die Strahlungsaustrittsfläche 2. Weiterhin ist die Deckfläche der zweiten Halbleiterschichtenfolge 5 strukturiert. Vorteilhafterweise ist so im aktiven Bereich 6 erzeugte elektromagnetische Strahlung besonders gut auskoppelbar. Eine Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge 4 ist dem Träger 3 zugewandt.
Zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge 4 und dem Träger 3 sind eine erste Stromaufweitungsschicht 7 und eine zweite Stromaufweitungsschicht 8 angeordnet. Die erste Stromaufweitungsschicht 7 ist hier in direktem Kontakt zu der Bodenfläche der ersten Halbleiterschichtenfolge 4 angeordnet.
Die erste Stromaufweitungsschicht 7 und die zweite Stromaufweitungsschicht 8 sind für die im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterchips erzeugte elektromagnetische Strahlung transparent ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die erste Stromaufweitungsschicht 7 und die zweite Stromaufweitungsschicht 8 ITO auf oder sind daraus gebildet.
Weiterhin ist eine Dicke der ersten Stromaufweitungsschicht 7 kleiner als eine Dicke der zweiten Stromaufweitungsschicht 8. Die Dicke der ersten Stromaufweitungsschicht 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 15 Nanometer. Die Dicke der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 ist hier ungefähr 90 Nanometer.
Zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht 7 und der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 ist bereichsweise eine dielektrische Schicht 9 angeordnet. Die dielektrische Schicht 9 steht mit einer der ersten Stromaufweitungsschicht 7 zugewandten Außenfläche in direktem Kontakt mit der ersten Stromaufweitungsschicht 7. Weiterhin steht die dielektrische Schicht 9 mit einer der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 zugewandten Außenfläche in direktem Kontakt mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 8. Weiterhin weist die dielektrische Schicht 9 zweite Ausnehmungen 13 auf. Die zweiten Ausnehmungen 13 durchdringen die dielektrische Schicht vollständig. Die erste Stromaufweitungsschicht 7 steht mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 in den zweiten Ausnehmungen 13 in direktem und in elektrisch leitendem Kontakt.
Zudem ist zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 und dem Träger 3 eine reflektierende Schicht 10 angeordnet. Die reflektierende Schicht 10 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel Silber.
Des Weiteren ist eine elektrisch isolierende Schicht 11 bereichsweise zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 und der reflektierenden Schicht 10 angeordnet. Die elektrisch isolierende Schicht 11 steht mit der reflektierenden Schicht 10 und der zweiten Stromaufweitungsschicht 8 in direktem Kontakt und ist weiterhin elektrisch isolierend ausgebildet. Die elektrisch isolierende Schicht 11 weist eine erste Ausnehmung 12 auf. Die erste Ausnehmung 12 durchdringt die elektrisch isolierende Schicht 11 vollständig. Die zweite Stromaufweitungsschicht 8 steht mit der reflektierenden Schicht 10 in der ersten Ausnehmung 12 in direktem und in elektrisch leitendem Kontakt.
Weiterhin ist zwischen der reflektierenden Schicht 10 und dem Träger eine erste Kontaktstruktur 14 angeordnet, die zur Einprägung von Strom in die erste Halbleiterschichtenfolge 4 ausgebildet ist. In lateraler Richtung beabstandet zu der ersten Kontaktstruktur 14 erstreckt sich eine dritte Ausnehmung 16 durch die erste Halbleiterschichtenfolge 4 bis hin zur zweiten Halbleiterschichtenfolge 5. Die dritte Ausnehmung 16 erstreckt sich in vertikaler Richtung teilweise in die zweite Halbleiterschichtenfolge 5 hinein und legt die zweite Halbleiterschichtenfolge 5 teilweise frei.
Die dritte Ausnehmung 16 umfasst eine zweite Kontaktstruktur 15, die zur Einprägung von Strom in die zweite Halbleiterschichtenfolge 5 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kontaktschicht zwischen der zweite Kontaktstruktur 15 und der zweiten Halbleiterschichtenfolge 5 angeordnet.
Weiterhin ist zwischen Seitenflächen der dritten Ausnehmung 16 und der zweiten Kontaktstruktur 15 eine Trennschicht 17 angeordnet. Die Trennschicht 17 ist weiterhin auf einer der zweiten Halbleiterschichtenfolge 5 abgewandten Bodenfläche der zweiten Kontaktstruktur 15 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Trennschicht 17 zwei Teilschichten, wobei eine der Teilschichten Al₂O₃ und die andere der Teilschichten SiO₂ aufweist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Kontaktstruktur 14 durch eine Haftvermittlungsschicht 18 elektrisch leitend auf dem Träger 3 befestigt.
Im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterchips 1 werden Ladungsträger durch die zweite Kontaktstruktur 15 in die zweite Halbleiterschichtenfolge 5 eingeprägt. Die Ladungsträger breiten sich dann entlang von verschiedenen Ausbreitungspfaden I1, I2, I3 in der ersten Halbleiterschichtenfolge 4 und der zweiten Halbleiterschichtenfolge 5 aus. Hierbei weisen die Ausbreitungspfade jeweils einen Serienwiderstand auf.
Für den Fall, dass der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 keine elektrisch isolierende Schicht 11 aufweist, geht jeder Ausbreitungspfad I1, I2, I3 von der zweiten Kontaktstruktur aus und erstreckt sich durch jeweils eine der zweiten Ausnehmungen hin zu der reflektierenden Schicht 12. Die Ausbreitungspfade I1, I2, I3 und die korrespondierenden Serienwiderstände sind also alle verschieden voneinander. In diesem Fall wäre der Serienwiderstand des Ausbreitungspfads I1 durch die nächstliegende zweite Ausnehmung 13 am niedrigsten. Der Ausbreitungspfad I3 durch eine von der zweiten Kontaktstruktur 15 weiter entfernte zweite Ausnehmung 13 wäre in diesem Fall vergleichsweise hoch.
In diesem Ausführungsbeispiel weist der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 jedoch die elektrisch isolierende Schicht 11 auf, sodass sich die Ausbreitungspfade I1, 12, I3 von der zweiten Kontaktstruktur 15 aus durch jeweils eine der zweiten Ausnehmungen 13 hin zu der ersten Ausnehmung 12 der isolierenden Schicht 11 erstrecken.
Damit sind die Serienwiderstände verschiedener Ausbreitungspfade I1, I2, I3 im Wesentlichen gleich groß. Ein derartiger strahlungsemittierender Halbleiterchip 1 weist so eine besonders homogene Stromdichte im aktiven Bereich 6 auf.
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 umfasst mehrere der dritten Ausnehmungen 16, in denen jeweils eine zweite Kontaktstruktur 15 angeordnet ist. Weiterhin umfasst der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 mehrere der ersten Ausnehmungen 12.
Die zweiten Kontaktstrukturen 15 und die ersten Ausnehmungen 12 erstecken sich parallel zueinander. Weiterhin sind die zweiten Kontaktstrukturen 15 und die ersten Ausnehmungen 12 alternierend angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die ersten Ausnehmungen 12 jeweils mittig zwischen zwei zweiten Kontaktstrukturen 15.
Weiterhin erstrecken sich die zweiten Ausnehmungen 13 und die zweite Kontaktstruktur 15 parallel zueinander. Hierbei sind mehrere der zweiten Ausnehmungen 13 zwischen jeweils einer der zweiten Kontaktstrukturen 15 und einer der ersten Ausnehmungen 12 angeordnet.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: strahlungsemittierender Halbleiterchip
2: Strahlungsaustrittsfläche
3: Träger
4: erste Halbleiterschichtenfolge
5: zweite Halbleiterschichtenfolge
6: aktiver Bereich
7: erste Stromaufweitungsschicht
8: zweite Stromaufweitungsschicht
9: dielektrische Schicht
10: reflektierende Schicht
11: isolierende Schicht
12: erste Ausnehmung
13: zweite Ausnehmung
14: erste Kontaktstruktur
15: zweite Kontaktstruktur
16: dritte Ausnehmung
17: Trennschicht
18: Haftvermittlungsschicht
19: Kontaktschicht
A: Ausschnitt
I1, I2, I3: Ausbreitungspfad

Claims

Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1), der dazu ausgebildet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einer Strahlungsaustrittsfläche (2) auszusenden, mit: - einem Träger (3), auf dem eine erste epitaktische Halbleiterschichtenfolge (4) eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite epitaktische Halbleiterschichtenfolge (5) eines vom ersten Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet sind, - einer ersten Stromaufweitungsschicht (7), die zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge (4) und dem Träger (3) angeordnet ist, - einer zweiten Stromaufweitungsschicht (8), die zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht (7) und dem Träger (3) angeordnet ist, - einer dielektrischen Schicht (9), die bereichsweise zwischen der ersten Stromaufweitungsschicht (7) und der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) angeordnet ist, - einer reflektierenden Schicht (10), die zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) und dem Träger (3) angeordnet ist, und - einer elektrisch isolierenden Schicht (11), die bereichsweise zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) und der reflektierenden Schicht (10) angeordnet ist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 1, bei dem die elektrisch isolierende Schicht (11) wenigstens 90 % der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) bedeckt.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 2, bei dem die elektrisch isolierende Schicht (10) zumindest eine erste Ausnehmung (12) aufweist, in der die reflektierende Schicht (10) und die zweite Stromaufweitungsschicht (8) in elektrisch leitendem Kontakt stehen.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 3, bei dem die erste Ausnehmung (12) eine Breite von mindestens 500 Nanometern und höchstens 50 Mikrometer aufweist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Dicke der ersten Stromaufweitungsschicht (7) kleiner als eine Dicke der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) ist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dielektrische Schicht (9) dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung in Richtung der Strahlungsaustrittsfläche (2) zu reflektieren.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem - die dielektrische Schicht (9) zweite Ausnehmungen (13) aufweist, und - die erste Stromaufweitungsschicht (7) mit der zweiten Stromaufweitungsschicht (8) in den zweiten Ausnehmungen (13) in elektrisch leitendem Kontakt steht.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 7, bei dem - die zweiten Ausnehmungen (13) an Gitterpunkten eines Gitters angeordnet sind, und - die zweiten Ausnehmungen (13) jeweils einen Durchmesser von wenigstens 100 Nanometer und höchstens 10 Mikrometer aufweisen.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit: - zumindest einer ersten Kontaktstruktur (14), die zur Einprägung von Strom in die erste Halbleiterschichtenfolge (4) ausgebildet ist, und - zumindest einer zweiten Kontaktstruktur (15), die zur Einprägung von Strom in die zweite Halbleiterschichtenfolge (5) ausgebildet ist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 9, bei dem - die erste Kontaktstruktur (14) zwischen der reflektierenden Schicht (10) und dem Träger (3) angeordnet ist, und - sich die zweite Kontaktstruktur (15) durch eine dritte Ausnehmung (16) durch die erste Halbleiterschichtenfolge (4) bis hin zur zweiten Halbleiterschichtenfolge (5) erstreckt.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, bei dem - eine Trennschicht (17) auf zumindest einer Seitenfläche der ersten Kontaktstruktur (14) angeordnet ist, oder - eine Trennschicht (17) auf zumindest einer Seitenfläche der zweiten Kontaktstruktur (15) angeordnet ist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Ausnehmung (12) in lateraler Richtung beabstandet zu der zweiten Kontaktstruktur (15) angeordnet ist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 12, bei dem sich die zweite Kontaktstruktur (15) und die erste Ausnehmung (12) parallel zueinander erstrecken.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach den Ansprüchen 12 oder 13, bei dem - sich in die Halbleiterschichtenfolgen (4, 5) eingeprägte Ladungsträger entlang von verschiedenen Ausbreitungspfaden (11, 12, I3) ausbreiten, die jeweils einen Serienwiderstand aufweisen, - jeder Ausbreitungspfad (11, 12, I3) von der zweiten Kontaktstruktur (15) ausgeht und sich durch jeweils eine der zweiten Ausnehmungen (13) hin zu der ersten Ausnehmung (12) erstreckt, und - die Serienwiderstände verschiedener Ausbreitungspfade (I1, 12, I3) im Wesentlichen gleich groß sind.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem die erste Kontaktstruktur (14) vollständig von der reflektierenden Schicht (10) bedeckt ist.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach den Ansprüchen 7 und 9, bei dem sich die zweiten Ausnehmungen (13) und die zweite Kontaktstruktur (15) parallel zueinander erstrecken.
Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach den Ansprüchen 9 bis 16, bei dem die erste Kontaktstruktur (14) und/oder die zweite Kontaktstruktur (15) elektrisch leitend auf dem Träger (3) angeordnet sind/ist.