DE102022101575A1 - Verfahren zur herstellung einer vielzahl optoelektronischer halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer vielzahl optoelektronischer halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips mit den folgenden Schritten angegeben:- Bereitstellen einer Aufwachsfläche (1) mit einer Vielzahl an LED-Bereichen (4), die durch Reflektorbereiche (5) voneinander getrennt sind,- epitaktisches Aufwachsen von epitaktischen Halbleitersäulen (8, 8`) auf der Aufwachsfläche (1),- epitaktisches Zusammenwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen (8, 8'), so dass eine geschlossene Halbleiteroberfläche (14) entsteht,- epitaktisches Aufwachsen einer aktiven Halbleiterschicht (16) auf oder über der geschlossenen Halbleiteroberfläche (14), wobei die aktive Halbleiterschicht (16) dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen,- Entfernen der aktiven Halbleiterschicht (16) über den Reflektorbereichen (5), so dass eine Vielzahl an aktiven Halbleiterbereichen (18) über den LED-Bereichen (4) entsteht.Außerdem wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.

Description

  • Es werden ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips und ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.
  • Es soll ein verbesserter optoelektronischer Halbleiterchip angegeben werden, der insbesondere eine vergleichsweise geringe Kantenlänge hat. Weiterhin soll ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips angegeben werden.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 und durch einen optoelektronischen Halbleiterchip mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen des Verfahrens und des optoelektronischen Halbleiterchips sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips wird eine Aufwachsfläche mit einer Vielzahl an LED-Bereichen, die durch Reflektorbereiche voneinander getrennt sind, bereitgestellt. Insbesondere ist die Aufwachsfläche zum epitaktischen Aufwachsen eines III/V-Verbindungshalbleitermaterials eingerichtet, besonders bevorzugt zum epitaktischen Aufwachsen eines Nitridverbindungshalbleitermaterials. Nitridverbindungshalbleitermaterialien sind Verbindungshalbleitermaterialien, die Stickstoff enthalten, wie die Materialien aus dem System InxAlyGa1-x-yN mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x+y ≤ 1.
  • Beispielsweise ist die Aufwachsfläche durch eine Hauptfläche eines Wachstumssubstrats ausgebildet. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Aufwachsfläche durch eine auf dem Wachstumssubstrat epitaktisch gewachsene Halbleiteranwachsschicht ausgebildet ist. Beispielsweise weist die epitaktisch gewachsene Halbleiteranwachsschicht ein n-dotiertes Nitridverbindungshalbleitermaterial auf oder besteht aus einem n-dotierten Nitridverbindungshalbleitermaterial.
  • Insbesondere ist die Aufwachsfläche Teil eines Wafers. Mit anderen Worten findet das vorliegende Verfahren bevorzugt im Waferverbund statt, bei dem eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips gleichzeitig parallel hergestellt wird. In der Regel werden die optoelektronischen Halbleiterchips nach einer Vielzahl an Verfahrensschritten, die im Waferverbund stattfinden, zu einem späteren Zeitpunkt in voneinander getrennte optoelektronische Halbleiterchips vereinzelt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden epitaktische Halbleitersäulen auf der Aufwachsfläche epitaktisch aufgewachsen. Beispielsweise weisen die epitaktischen Halbleitersäulen auf den Reflektorbereichen einen geringeren Durchmesser auf, als auf den LED-Bereichen. Insbesondere werden die epitaktischen Halbleitersäulen auf den Reflektorbereichen gleichzeitig mit den epitaktischen Halbleitersäulen auf den LED-Bereichen epitaktisch abgeschieden. Die epitaktischen Halbleitersäulen sind durch Hohlräume voneinander getrennt. Beispielsweise sind die Hohlräume mit Luft und/oder einem Dielektrikum gefüllt, bevorzugt vollständig. Die Halbleitersäulen und/oder die Hohlräume weisen insbesondere eine Haupterstreckungsrichtung in einer Wachstumsrichtung auf.
  • Insbesondere wachsen bei dem epitaktischen Wachstum der epitaktischen Halbleitersäulen Versetzungen, die in der Nähe der Aufwachsfläche in den epitaktischen Halbleitersäulen entstehen, mit fortschreitendem epitaktischen Wachstum heraus.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Halbleitersäulen epitaktisch zusammengewachsen, sodass eine geschlossene Halbleiteroberfläche entsteht. Insbesondere werden bei diesem Schritt des Verfahrens die Prozessparameter nach dem epitaktischen Aufwachsen der Halbleitersäulen derart geändert, dass die Halbleitersäulen zusammenwachsen und eine zusammenhängende epitaktisch gewachsene Halbleiterschicht über den epitaktischen Halbleitersäulen entsteht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine aktive Halbleiterschicht epitaktisch auf oder über der geschlossenen Halbleiteroberfläche epitaktisch aufgewachsen, wobei die aktive Halbleiterschicht dazu eingerichtet, ist elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Mit dem Begriff „über“ ist insbesondere gemeint, dass die beiden so zueinander in Bezug gesetzten Elemente nicht notwendigerweise in direktem physikalischen Kontakt miteinander stehen müssen. Vielmehr können weitere Elemente dazwischen angeordnet sein.
  • Die aktive Halbleiterschicht umfasst bevorzugt einen pnÜbergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfach-Quantentopf oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur zur Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung „Quantentopfstruktur“ beinhaltet hierbei keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.
  • Die aktive Halbleiterschicht weist insbesondere ein Nitridverbindungshalbleitermaterial auf und ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich zu erzeugen. Die geschlossene Halbleiteroberfläche, die durch das Zusammenwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen entsteht, ist insbesondere zum epitaktische Aufwachsen einer aktive Halbleiterschicht aus einem Nitridverbindungshalbleitermaterial eingerichtet, die im Betrieb elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich erzeugt. Insbesondere weist die aktive Halbleiterschicht InGaN auf oder ist aus InGaN gebildet.
  • Während des epitaktischen Abscheidens der epitaktischen Halbleitersäulen wird insbesondere die stöchiometrische Zusammensetzung ihres Halbleitermaterials verändert, so dass sich die Gitterkonstante des Halbleitermaterials der epitaktischen Halbleitersäulen ausgehend von der Aufwachsfläche in Wachstumsrichtung verändert und zumindest ähnlich zu der Gitterkonstante der aktiven Halbleiterschicht wird. Veresetzungen und/oder Verspannungen, die aufgrund der Veränderung des Halbleitermaterials in den epitaktischen Halbleitersäulen entstehen, wachsen seitlich aus den epitaktische Halbleitersäulen heraus, so dass sich nach dem Zusammenwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen eine weitestgehend defektfreie geschlossene Halbleiteroberfläche ausbildet.
  • So können optoelektronische Halbleiterchips erzeugt werden, die auf einem Nitridverbindungshalbleitermaterial beruhen und rotes Licht aussenden. Diese weisen gegenüber optoelektronischen Halbleiterchips auf Basis eines Phosphidverbindungshalbleitermaterials eine geringere Rate an nichtstrahlende Kombination in der aktiven Halbleiterschicht, insbesondere an deren Grenzflächen auf. Phosphidverbindungshalbleitermaterialien sind Verbindungshalbleitermaterialien, die Phosphor enthalten, wie die Materialien aus dem System InxAlyGa1-x-yP mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x+y ≤ 1.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die aktive Halbleiterschicht über den Reflektorbereichen entfernt, sodass eine Vielzahl an aktiven Halbleiterbereichen über den LED-Bereichen entsteht. Die aktive Halbleiterschicht über den Reflektorbereichen kann beispielsweise durch trockenchemisches Ätzen entfernt werden.
  • Insbesondere weist das Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips die folgenden Schritte auf:
    • - Bereitstellen einer Aufwachsfläche mit einer Vielzahl an LED-Bereichen, die durch Reflektorbereiche voneinander getrennt sind,
    • - epitaktisches Aufwachsen von epitaktischen Halbleitersäulen auf der Aufwachsfläche,
    • - epitaktisches Zusammenwachsen der Halbleitersäulen, so dass eine geschlossene Halbleiteroberfläche entsteht,
    • - epitaktisches Aufwachsen einer aktiven Halbleiterschicht auf oder über der geschlossenen Halbleiteroberfläche, wobei die aktive Halbleiterschicht dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen,
    • - Entfernen der aktiven Halbleiterschicht über den Reflektorbereichen, so dass eine Vielzahl an aktiven Halbleiterbereichen über den LED-Bereichen entsteht.
  • Bevorzugt werden die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden bei dem epitaktischen Aufwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen auf oder über der Aufwachsfläche folgende Schritte durchgeführt:
    • - Aufbringen einer strukturierten Maskenschicht auf der Aufwachsfläche, wobei Wachstumsbereiche der Aufwachsfläche freiliegen,
    • - epitaktisches Aufwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen auf den Wachstumsbereichen.
  • Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens findet ein epitaktisches Wachstum nur auf den freiliegenden Wachstumsbereichen der Aufwachsfläche statt, sodass sich hier die epitaktischen Halbleitersäulen ausbilden.
  • Durch die strukturierte Maskenschicht ist es mit Vorteil möglich, gleichzeitig mit den epitaktischen Halbleitersäulen, die zur epitaktischen Abscheidung der rotes Licht erzeugenden aktiven Halbleiterbereiche auf Basis von Nitridverbindungshalbleitermaterialien benötigt werden, epitaktische Halbleitersäulen abzuscheiden, die als Teil eines zweidimensionalen photonischen Kristalls für die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche dienen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bleibt bei dem Entfernen der aktiven Halbleiterschicht über den Reflektorbereichen eine weitere geschlossene Halbleiteroberfläche erhalten. Bei der weiteren geschlossenen Halbleiteroberfläche muss es sich nicht notwendigerweise um die geschlossene Halbleiteroberfläche handeln, die durch das epitaktische Zusammenwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen entsteht. Vielmehr kann es sich auch um eine Fläche handeln, die innerhalb dem Halbleitermaterial über den epitaktischen Halbleitersäulen angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bilden die epitaktischen Halbleitersäulen im Bereich der Reflektorbereiche einen zweidimensionalen photonischen Kristall für die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche aus. Ein photonischer Kristall weist äquivalent zur elektronischen Bandlücke eines Halbleitermaterials eine photonische Bandlücke für Photonen auf. Photonen mit Energien innerhalb der photonischen Bandlücke können sich nicht in dem photonischen Kristall ausbreiten und werden von dem photonischen Kristall reflektiert. Die photonische Bandlücke bildet sich aufgrund periodischer Strukturen aus mindestens zwei Materialien aus, die der photonische Kristall umfasst. Die Dimension des photonischen Kristalls wird durch die Dimension der Periodizität der Strukturen festgelegt. Insbesondere weist ein photonischer Kristall in zwei Dimensionen Strukturen auf, die in zwei Raumrichtungen periodisch ausgebildet sind.
  • Beispielsweise wird die periodische Struktur des zweidimensionalen photonischen Kristalls durch eine alternierende Abfolge von epitaktischen Halbleitersäulen und Hohlräumen über dem Reflektorbereich gebildet. Insbesondere weist die Periodizität des zweidimensionalen photonischen Kristalls, die beispielsweise dem Abstand zwischen Rotationsachsen zweier direkt benachbarter epitaktischer Halbleitersäulen entspricht, etwa die halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung auf, die von den aktiven Halbleiterbereichen erzeugt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die epitaktischen Halbleitersäulen über den Reflektorbereichen bei dem Entfernen der aktiven Halbleiterschicht freigelegt. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform des Verfahrens so viel Halbleitermaterial über den Reflektorbereichen entfernt, dass die Hohlräume zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen frei zugänglich sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die freigelegten Hohlräume zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen mit einem Dielektrikum gefüllt, bevorzugt vollständig. Insbesondere entsteht eine geschlossene Oberfläche durch das Füllen der Hohlräume mit dem Dielektrikum. Bei dem Dielektrikum kann es sich beispielsweise um ein Oxid oder ein Nitrid oder ein organisches Material handeln. Insbesondere bilden die epitaktischen Halbleitersäulen und das Dielektrikum in den Hohlräumen einen zweidimensionalen photonischen Kristall für die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche aus.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden bei dem Entfernen der aktiven Halbleiterschicht über den Reflektorbereichen die epitaktischen Halbleitersäulen über den Reflektorbereichen zumindest entgegen der Wachstumsrichtung vollständig entfernt, sodass Ausnehmungen entstehen, die an die aktiven Halbleiterbereiche angrenzen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird auf Seitenflächen der Ausnehmungen eine spiegelnde Schichtenfolge aufgebracht, die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche reflektiert. Beispielsweise weist die spiegelnde Schichtenfolge dielektrische und/oder metallische Einzelschichten auf. Beispielsweise ist die spiegelnde Schichtenfolge aus zwei dielektrischen Schichten gebildet, zwischen denen eine Metallschicht angeordnet ist. Beispielsweise weist die Metallschicht eines der folgenden Materialien auf oder ist aus einem der folgenden Materialien gebildet: Gold, Silber, Aluminium.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird über oder auf den aktiven Halbleiterbereichen eine Kontaktschicht abgeschieden, die dazu eingerichtet ist, Strom in die aktiven Halbleiterbereiche einzuprägen. Die Kontaktschicht ist hierbei bevorzugt aus einem Metall gebildet. Zwischen der Kontaktschicht und der aktiven Halbleiterbereichen kann einer Halbleiterkontaktschicht angeordnet sein, die ein Halbleitermaterial umfasst und insbesondere dotiert ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Kontaktschicht beim Entfernen der aktiven Halbleiterschicht über den Reflektorbereichen ebenfalls entfernt. Nach dem Entfernen der Kontaktschicht über den Reflektorbereichen wird beispielsweise eine Isolationsschicht über den Reflektorbereichen aufgebracht, wobei die Isolationsschicht lateral direkt an die Kontaktschicht angrenzt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird über dem aktiven Halbleiterbereich eine Spiegelschicht aufgebracht, die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche reflektiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ein Träger über den aktiven Halbleiterbereichen mechanisch stabil angebracht und das Wachstumssubstrat nachfolgend entfernt. Beispielsweise wird der Träger durch Kleben oder Löten mechanisch stabil befestigt. Beispielsweise weist der Träger Silizium auf oder ist aus Silizium gebildet.
  • Mit dem Verfahren kann der im Folgenden beschriebene optoelektronische Halbleiterchip erzeugt werden. Merkmale und Ausführungsformen, die vorliegend in Verbindung mit dem Verfahren beschrieben sind, können auch bei dem optoelektronischen Halbleiterchip ausgebildet sein und umgekehrt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Kavität mit einer Bodenfläche. Die Bodenfläche ist beispielsweise in Draufsicht rechteckig ausgebildet. Umlaufend um die Bodenflächen sind beispielsweise vier Seitenflächen angeordnet, die sich in Wachstumsrichtung erstrecken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip epitaktische Halbleitersäulen, die sich von der Bodenfläche der Kavität zu einer Strahlungsaustrittsfläche des optoelektronischen Halbleiterchips erstrecken. Insbesondere weisen die epitaktischen Halbleitersäulen ein Nitridverbindungshalbleitermaterial auf. Beispielsweise weisen die epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität einen Durchmesser zwischen einschließlich 100 Nanometer und einschließlich 2 Mikrometer auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen aktiven Halbleiterbereich, der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Bevorzugt weist der aktive Halbleiterbereich ein Nitridverbindungshalbleitermaterial, beispielsweise InGaN auf und ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist der aktive Halbleiterbereich zwischen der Bodenfläche und den epitaktischen Halbleitersäulen angeordnet. Besonders bevorzugt ist der aktive Halbleiterbereich an Stirnflächen der epitaktischen Halbleitersäulen epitaktisch aufgewachsen. Beispielsweise erstreckt sich der aktive Halbleiterbereich vollständig entlang der Bodenfläche der Kavität. Alternativ ist es auch möglich, dass der aktive Halbleiterbereich durch Zwischenbereiche unterbrochen ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Reflektor, der an Seitenflächen der Kavität angeordnet ist und elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs reflektiert. Bevorzugt ist der Reflektor vollständig umlaufend um den aktiven Halbleiterbereich angeordnet. Beispielsweise bildet der Reflektor die Seitenflächen der Kavität aus.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip die Kavität umfassend die Bodenfläche, die epitaktischen Halbleitersäulen, die sich von der Bodenfläche der Kavität zu der Strahlungsaustrittsfläche des optoelektronischen Halbleiterchips erstrecken, den aktiven Halbleiterbereich, der dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und den Reflektor, der an den Seitenflächen der Kavität angeordnet ist und die elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs reflektiert, wobei der aktive Halbleiterbereich zwischen der Bodenfläche und den epitaktischen Halbleitersäulen angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips sind zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität Hohlräume angeordnet. Beispielsweise sind die Hohlräume mit Luft gefüllt. Durch die Strukturierung der Kavität mit den epitaktischen Halbleitersäulen und den Hohlräumen wird insbesondere eine Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips erhöht, da so elektromagnetische Strahlung die von dem Reflektor an den Seitenflächen in die Kavität reflektiert wird, gestreut wird. Insbesondere sind die epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität nicht Teil eines photonischen Kristalls für elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der Reflektor epitaktische Halbleitersäulen auf, die Teil eines zweidimensionalen photonischen Kristalls für die elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs sind. Beispielsweise weisen die epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität des Halbleiterchips einen größeren Durchmesser auf als die epitaktischen Halbleitersäulen, die von dem Reflektor umfasst sind. Insbesondere erstrecken sich die epitaktischen Halbleitersäulen des Reflektors parallel zu den epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weisen die epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität einen anderen Durchmesse auf als die epitaktischen Halbleitersäulen, die von dem Reflektor umfasst sind. Beispielsweise weisen die epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität einen größeren Durchmesser auf als die epitaktischen Halbleitersäulen des Reflektors. Beispielsweise weisen die epitaktischen Halbleitersäulen des Reflektors einen Durchmesser zwischen einschließlich 100 Nanometer und einschließlich 500 Nanometer auf, während die epitaktischen Halbleitersäulen in der Kavität einen Durchmesser bis zu 2 Mikrometer aufweisen kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips sind Hohlräume zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen des Reflektors ausgebildet. Die Hohlräume sind beispielsweise mit einem Dielektrikum gefüllt.
  • Weiterhin ist es auch möglich, dass der Reflektor eine spiegelnde Schichtenfolge aufweist oder aus einer spiegelnden Schichtenfolge gebildet ist, die an den Seitenflächen der Kavität angeordnet ist oder die Seitenflächen der Kavität ausbildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist auf der Strahlungsaustrittsfläche ein Winkelfilter aufgebracht. Der Winkelfilter reflektiert elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbliterbereichs, die mit einem Winkel größer oder gleich einem Grenzwinkel auf den Winkelfilter auftrifft, während elektromagnetische Strahlung, die unter einem Winkel kleiner oder gleich dem Grenzwinkel auf den Winkelfilter auftrifft, transmittiert wird. Der Winkel wird hierbei mit einer Flächennormalen der Strahlungsaustrittsfläche eingeschlossen. Beispielsweise weist der Grenzwinkel einen Wert von höchstens 30° oder von höchstens 45° auf.
  • Elektromagnetische Strahlung, die auf den Winkelfilter trifft und zurück in die Kavität reflektiert wird, wird durch die Strukturen in der Kavität, wie die epitaktischen Halbleitersäulen und die Hohlräume, sowie die spiegelnde Schichtenfolge und die Spiegelschicht gestreut und so recykelt.
  • Bei dem Winkelfilter kann es sich beispielsweise um eine Prismenfolie, ein einzelnes Prisma, einen Braggreflektor und/oder einen weiteren photonischen Kristall handeln. Mit Hilfe des Winkelfilters kann eine Direktionalität der von dem optoelektronischen Halbleiterchip ausgesandten elektromagnetischen Strahlung erhöht werden. Auch ein Lichtpunkt, der von dem optoelektronischen Halbleiterchip ausgesandt wird, kann durch den Winkelfilter mit Vorteil verkleinert und schärfer begrenzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der aktive Halbleiterbereich ein Nitridverbindungshalbleitermaterial auf oder besteht aus einem Nitridverbindungshalbleitermaterial. Außerdem ist der aktive Halbleiterbereich bevorzugt dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich zu erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der optoelektronische Halbleiterchip eine Kantenlänge von höchstens 10 Mikrometer, von höchstens 5 Mikrometer oder von höchstens 2 Mikrometer auf. Beispielsweise weist der optoelektronische Halbleiterchip eine Kantenlänge zwischen einschließlich 2 Mikrometer und einschließlich 4 Mikrometer auf. Insbesondere bei optoelektronischen Halbleiterchips mit geringen Kantenlängen ist die Verwendung einer Kavität sowie Maßnahmen zur Erhöhung der Effizienz und der Direktionalität von Vorteil, wie sie hier vorgeschlagen werden, um einen effizienten optoelektronischen Halbleiterchip zu erzielen.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip kann Verwendung in einem Display, beispielsweise zur Anwendung im Bereich der virtuellen und/oder künstlichen Realität finden. Beispielsweise bildet der optoelektronische Halbleiterchip ein rot emittierendes Pixel des Displays aus. Der Reflektor, der beispielsweise als zweidimensionaler photonischer Kristall ausgebildet ist, unterdrückt mit Vorteil ein Übersprechen zu einem direkt benachbarten Pixel.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterchips und des Verfahrens zu seiner Herstellung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Die 1 bis 9 zeigen schematisch verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Die 10 und 11 zeigen schematische Schnittdarstellungen optoelektronischer Halbleiterchips gemäß zweier Ausführungsbeispiele.
  • Die 12 und 13 zeigen schematisch Stadien eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Die 14 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Die 15 und 16 zeigen schematisch Stadien eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Die 17 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 9 wird zunächst eine Aufwachsfläche 1 bereitgestellt. Die Aufwachsfläche 1 ist vorliegend durch eine Hauptfläche einer n-dotierten epitaktischen Halbleiteranwachsschicht 2 gebildet, die auf einem Wachstumssubstrat 3 aufgebracht ist. Das Wachstumssubstrat 3 weist beispielsweise eines der folgenden Materialien auf oder ist aus einem der folgenden Materialien gebildet: Saphir, Silizium. Sämtliche Halbleitermaterialien die bei dem vorliegenden Verfahren abgeschieden werden, sind aus dem System der Nitridverbindungshalbleitermaterialien gewählt.
  • Die Aufwachsfläche 1 weist vorliegend LED-Bereiche 4 und Reflektorbereiche 5 auf, wobei die LED-Bereiche 4 durch die Reflektorbereiche 5 voneinander getrennt sind. Insbesondere wird die Aufwachsfläche 1 als Teil eines Wafers bereitgestellt, auf der eine Vielzahl an LED-Bereichen 4 und Reflektorbereiche 5 angeordnet sind.
  • Auf die Aufwachsfläche 1 wird eine strukturierte Maskenschicht 6 aufgebracht, wobei Wachstumsbereiche 7 der Aufwachsfläche 1 freiliegen (1). Die Wachstumsbereiche 7 sind zur epitaktischen Abscheidung von Nitridverbindungshalbleitermaterialien eingerichtet.
  • In 1 sind exemplarisch lediglich zwei LED-Bereiche 4 und zwei Reflektorbereich 5 gezeigt. In der Regel weist die Aufwachsfläche 1 jedoch mehr als zwei LED-Bereiche 4 und zwei Reflektorbereich 5 auf.
  • 2 zeigt exemplarisch eine Draufsicht auf einen LED-Bereich 4 und einen Reflektorbereich 5. Der LED-Bereich 4 wird von dem Reflektorbereich 5 vollständig umgeben. Der LED-Bereich 4 weist vorliegend drei Wachstumsbereiche 7 mit in Draufsicht rechteckiger Form auf, die zum epitaktischen Abscheiden von epitaktischen Halbleitersäulen 8 eingerichtet sind, die bei dem fertigen optoelektronischen Halbleiterchip in einer Kavität 27 angeordnet sind.
  • Im Folgenden ist in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit häufig lediglich ein LED-Bereich 4 mit einem direkt benachbarten Reflektorbereich 5 gezeigt. Die im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Verfahrensschritte werden jedoch parallel über den gesamten Wafer durchgeführt.
  • Auf den Wachstumsbereichen 7 der Aufwachsfläche werden epitaktische Halbleitersäulen 8, 8` in einer Wachstumsrichtung 10 epitaktisch abgeschieden (3). Die epitaktischen Halbleitersäulen 8, 8` sind vorliegend n-dotiert. Die Stöchiometrie des Halbleitermaterials der epitaktischen Halbleitersäulen 8, 8` wird während des Wachstums verändert. Versetzungen 11, die bei der epitaktischen Abscheidung aufgrund der sich verändernden Gitterkonstante entstehen, wachsen seitlich aus den epitaktischen Halbleitersäulen 8, 8' heraus. Über dem Material der strukturierten Maskenschicht 6 entstehen hierbei Hohlräume 12, da auf der strukturierten Maskenschicht 6 kein epitaktisches Waschtum des Nitridverbindungshalbleitermaterials stattfindet.
  • Die Abmessungen und Geometrien der epitaktischen Halbleitersäulen 8, 8` werden durch die Abmessungen und Geometrien der Wachstumsbereiche 7 bestimmt. Auf dem Reflektorbereich 5 werden epitaktische Halbleitersäulen 8` gewachsen, die einen geringeren Durchmesser aufweisen als die epitaktischen Halbleitersäulen 8, die auf dem LED-Bereich 4 abgeschieden werden.
  • Dann werden die Wachstumsparameter beim Abscheiden des Nitridverbindungshalbleitermaterials so verändert, dass das abgeschiedene Nitridverbindungshalbleitermaterial zusammenwächst und eine vollständig zusammenhängende und geschlossene Halbleiterschicht 13 über den epitaktischen Halbleitersäulen 8, 8' und den Hohlräumen 12 ausbildet. Insbesondere bildet eine Oberfläche der geschlossenen Halbleiterschicht eine geschlossene Halbleiteroberfläche 14 mit Einkerbungen 15 über den Hohlräumen 12 aus (4).
  • Auf der geschlossenen Halbleiteroberläche 14 wird eine aktive Halbleiterschicht 16 epitaktisch abgeschieden. Die aktive Halbleiterschicht 16 ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich zu erzeugen. Beispielsweise weist die elektromagnetische Strahlung, die in der aktiven Halbleiterschicht 16 erzeugt wird, eine Wellenlänge von ungefähr 620 Nanometer auf.
  • Auf der aktiven Halbleiterschicht 16 wird eine Halbleiterkontaktschicht 17 abgeschieden, die ebenfalls auf einem Nitridverbindungshalbleitermaterial beruht und p-dotiert ist (5). Die Einkerbungen 15 in der geschlossenen Halbleiteroberfläche 14 setzen sich in der aktiven Halbleiterschicht 16 und in der Halbleiterkontaktschicht 17 fort.
  • In einem weiteren Schritt wird die aktive Halbleiterschicht 16 und die Halbleiterkontaktschicht 17 über den Reflektorbereichen 5 durch Ätzen entfernt, so dass aktive Halbleiterbereiche 18 entstehen. Hierbei verbleibt eine geschlossene Halbleiteroberfläche 14' über den Hohlräumen 12 zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen 8` auf dem Reflektorbereich 5 erhalten (6).
  • Dann wird über den LED-Bereichen 4 auf die Halbleiterkontaktschicht 17 eine metallische Kontaktschicht 19 aufgebracht, beispielsweise durch Sputtern. Über den Reflektorbereichen 5 wird eine Isolationsschicht 20 aufgebracht, die direkt an die Kontaktschicht 19 angrenzt. Die Isolationsschicht 20 ist beispielsweise aus einem Dielektrikum gebildet.
  • Über die gesamte Oberfläche des entstandenen Halbleiterchipverbunds wird weiterhin eine Spiegelschicht 21 aufgebracht, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung, die im aktiven Halbleiterbereich 18 erzeugt wird, zu reflektieren (7). Die Spiegelschicht 21 weist beispielsweise ein Metall auf oder ist aus einem Metall gebildet.
  • Dann wird auf den entstandenen Halbleiterchipverbund ein Träger 22 aufgebracht, beispielsweise mit einem Lot 23 oder einem Klebstoff und das Wachstumssubstrat 3 nachfolgend entfernt (8). Der Träger 22 weist vorliegend Silizium auf.
  • In einem weiteren Schritt werden auf einer Hauptfläche des Halbleiterchipverbunds, die von dem Träger 22 abgewandt ist, n-Kontakte 24 angebracht (9). Über den Reflektorbereichen 5 weist der n-Kontakt 24 metallische Bereiche 25 auf und über den LED-Bereichen 4 transparente Bereiche 26. Beispielsweise weist der n-Kontakt über den LED-Bereichen ein transparentes leitendes Oxid auf oder ist aus einem transparenten leitenden Oxid gebildet.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 10 kann beispielsweise mit dem Verfahren erzeugt werden, wie es in Verbindung mit den 1 bis 9 beschrieben wurde.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 10 weist eine Kavität 27 mit einer Bodenfläche 28 auf. Von der Bodenfläche 28 zu einer Strahlungsaustrittsfläche 29 erstrecken sich vorliegend epitaktische Halbleitersäulen 8, die durch Hohlräume 12, die mit Luft gefüllt sind, voneinander getrennt sind.
  • Weiterhin umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen aktiven Halbleiterbereich 18, der an Stirnflächen 30 der epitaktischen Halbleitersäulen 8 in der Kavität 27 angeordnet ist. Insbesondere ist der aktive Halbleiterbereich 18 an der Stirnseite 30 epitaktisch aufgewachsen. Der aktive Halbleiterbereich 18 ist vorliegend aus InGaN gebildet und dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich mit einer Wellenlänge von ungefähr 620 Nanometer zu erzeugen.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst weiterhin epitaktische Halbleitersäulen 8', die durch luftgefüllte Hohlräume 12 voneinander getrennt sind und einen zweidimensionalen photonischen Kristall 31 als Reflektor 32 für die elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs 18 ausbilden. Der zweidimensionale photonische Kristall 31 ist vorliegend an Seitenflächen 33 der Kavität 27 angeordnet und umläuft den aktiven Halbleiterbereich 18 vollständig. Beispielsweise weist der zweidimensionale photonische Kristall 31 eine Periodizität zwischen einschließlich 150 Nanometer und einschließlich 200 Nanometer auf. Ein effektiver Brechungsindex des zweidimensionale photonische Kristalls 31 liegt beispielsweise zwischen einschließlich 1,6 und einschließlich 2,2.
  • Auf dem aktiven Halbleiterbereich 18 ist weiterhin eine p-dotierte Halbleiterkontaktschicht 17 aufgebracht, die ebenfalls epitaktisch gewachsen ist. Auf der Halbleiterkontaktschicht 17 ist weiterhin eine metallische Kontaktschicht 19 aufgebracht. Die Halbleiterkontaktschicht 17 und die metallische Kontaktschicht 19 bilden einen p-Kontakt aus.
  • Weiterhin umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Träger 22 aus Silizium, der mit einem metallischen Lot 23 an der epitaktischen Struktur umfassend den aktiven Halbleiterbereich 18 und den zweidimensionalen photonischen Kristall 31 befestigt ist.
  • Weiterhin umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Spiegelschicht 21, die durchgehend zwischen epitaktischen Struktur und dem Träger 22 angeordnet ist. Die Spiegelschicht 21 reflektiert elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereich 18.
  • Weiterhin umfasst der optoelektronische Halbleiterchip gemäß 10 eine Isolationsschicht 20, die die Spiegelschicht 21 gegen den p-Kontakt elektrisch isoliert.
  • Schließlich umfasst der optoelektronische Halbleiterchip gemäß der 10 einen n-Kontakt 24, der auf dem zweidimensionalen photonischen Kristall 31 metallisch und auf der Strahlungsaustrittsfläche 29 transparent ausgebildet ist.
  • Auf der Strahlungsaustrittsfläche 29 ist ein Winkelfilter 34 aufgebracht. Der Winkelfilter 34 ist beispielsweise ein Braggreflektor. Der Winkelfilter 34 weist insbesondere für elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs 18, die unter einem Winkel einfallen, der kleiner als ein Grenzwinkel α von 30° ist, eine deutlich höhere Transmission auf, als für Einfallswinkel größer dem Grenzwinkel α. So kann eine Direktionalität des von dem optoelektronischen Halbleiterchips emittierten Lichts erhöht werden.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 10 weist eine kleine Kantenlänge 1, beispielsweise von höchstens 10 Mikrometer auf. Insbesondere führen die Hohlräume 12 zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen 8 in der Kavität 27 und Kantenbeugungseffekte aufgrund der geringen Abmessung des optoelektronischen Halbleiterchips zu einer Lichtstreuung innerhalb der Kavität 27, die ein Photonenrecycling für von dem Winkelfilter 34 zurückreflektierte elektromagnetische Strahlung erlaubt.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 11 ist beispielsweise ausgebildet wie der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 10 bis auf den Winkelfilter 34.
  • Der Winkelfilter 34 des optoelektronischen Halbleiterchips gemäß dem Ausführungsbeispiel der 11 ist vorliegend als Prisma ausgebildet, das auf der Strahlungsaustrittsfläche 29 des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet ist. Insbesondere ist der Winkelfilter 34 mit einem Klebstoff 35 auf dem metallischen Bereich 25 des n-Kontakts 24 über dem zweidimensionalen photonischen Kristall 31 befestigt.
  • Zwischen dem Winkelfilter 34 und dem transparenten Bereich 26 des n-Kontakts 24 ist weiterhin eine Schicht 36 mit einem niedrigen Brechungsindex, der insbesondere kleiner als der Brechungsindex des Winkelfilters 34 und/oder kleiner als der Brechungsindex des transparenten Bereichs 26 des n-Kontakts 24 ist, angeordnet. Weiterhin weist ein Neigungswinkel □ des Prismas einen Wert von ungefähr 45° auf. Es ist auch möglich, dass als Winkelfilter 34 mehrere zusammenhängende Prismen, etwa eine Prismenfolie, verwendet werden. Außerdem kann das Prisma ein hochbrechendes Glas aufweisen oder aus einem hochbrechenden Glas bestehen.
  • Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der 12 und 13 werden zunächst die Schritte durchgeführt, wie sie bereits anhand der 1 bis 5 beschrieben wurden.
  • In einem weiteren Schritt wird das Halbleitermaterial über den Reflektorbereichen 5 entfernt, sodass die epitaktische Halbleitersäulen 8` und die Hohlräume 12 freigelegt werden (12). Die Hohlräume 12 werden in einem nächsten Schritt mit einem Dielektrikum 37 gefüllt. Dann erfolgt die Aufbringung von n-Kontakten 24 (13), wie bereits in Verbindung mit 9 beschrieben.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 14 kann beispielsweise mit dem Verfahren erzeugt werden, wie es anhand der 12 und 13 beschrieben wurde. Insbesondere weist der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 14 kein Halbleitermaterial der zusammenhängenden geschlossenen Halbleiterschicht 13 über dem Reflektorbereich 5 auf, die beim epitaktischen Wachstum über den epitaktischen Halbleitersäulen 8' in dem Reflektorbereich 5 gebildet wurde. Außerdem sind die Hohlräume 12 des zweidimensionalen photonischen Kristalls 31 mit einem Dielektrikum 37 gefüllt. Außerdem sind auch Maskenschicht 6 und das zwischen der Maskenschicht 6 aufgewachsene Halbleitermaterial vor dem Aufbringen des n-Kontakts 24 entfernt worden.
  • Auch bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der 15 und 16 werden zunächst die Schritte durchgeführt, wie sie bereits anhand der 1 bis 5 beschrieben wurden.
  • In einem weiteren Schritt wird das Halbleitermaterial über den Reflektorbereichen 5 entfernt, beispielsweise durch Ätzen. Im Unterschied zu dem Verfahrensschritt, wie er anhand der 6 beschrieben wurde, wird hierbei jedoch das gesamte Halbleitermaterial über den Reflektorbereichen 5 entfernt. Insbesondere werden die epitaktischen Halbleitersäulen 8` und die Hohlräume 12 über den Reflektorbereichen 5 entfernt (15). Hierbei entstehen Ausnehmungen 38, die an die aktiven Halbleiterbereiche 18 angrenzen. Die Ausnehmungen 38 weisen beispielsweise eine Tiefe von einigen Mikrometer auf (15).
  • Dann wird auf Seitenflächen 39 der Ausnehmungen 38 eine spiegelnde Schichtenfolge 40 angeordnet (16). Die spiegelnde Schichtenfolge 40 weist eine metallische Einzelschicht 41, auf, die zwischen zwei dielektrischen Einzelschichten 42, 42` angeordnet ist. Dann erfolgt die Aufbringung von n-Kontakten 24, wie bereits in Verbindung mit 9 beschrieben.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der 17 kann beispielsweise mit dem Verfahren erzeugt werden, wie es anhand der 15 und 16 beschrieben wurde. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip gemäß der 17 ist der Reflektor 32, der an Seitenflächen 33 der Kavität 27 angeordnet ist, durch ein spiegelnde Schichtenfolge 40 Dielektrikum/Metall/Dielektrikum gebildet. Weiterhin ist eine Isolationsschicht 20 zwischen der spiegelnden Schichtenfolge 20 und dem p-Kontakt angeordnet um einen Kurzschluss zu verhindern.
  • 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
    Aufwachsfläche
    2
    Halbleiteranwachsschicht
    3
    Wachstumssubstrat
    4
    LED-Bereich
    5
    Reflektorbereich
    6
    Maskenschicht
    7
    Wachstumsbereich
    8
    epitaktische Halbleitersäule in der Kavität
    8'
    epitaktische Halbleitersäule des Reflektors
    10
    Wachstumsrichtung
    11
    Versetzung
    12
    Hohlraum
    13
    geschlossene Halbleiterschicht
    14, 14'
    geschlossene Halbleiteroberfläche
    15
    Einkerbung
    16
    aktive Halbleiterschicht
    17
    Halbleiterkontaktschicht
    18
    aktiver Halbleiterbereich
    19
    metallische Kontaktschicht
    20
    Isolationsschicht
    21
    Spiegelschicht
    22
    Träger
    23
    Lot
    24
    n-Kontakt
    25
    metallischer Bereich
    26
    transparenter Bereich
    27
    Kavität
    28
    Bodenfläche der Kavität
    29
    Strahlungsaustrittsfläche
    30
    Stirnfläche
    31
    zweidimensionaler photonischer Kristall
    32
    Reflektor
    33
    Seitenfläche der Kavität
    34
    Winkelfilter
    35
    Klebstoff
    36
    Schicht mit niedrigem Brechungsindex
    37
    Dielektrikum
    38
    Ausnehmung
    39
    Seitenflächen der Ausnehmung
    40
    spiegelnde Schichtenfolge
    41
    metallische Einzelschicht
    42, 42'
    dielektrische Einzelschicht
    α
    Grenzwinkel
    1
    Kantenlänge

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen einer Aufwachsfläche (1) mit einer Vielzahl an LED-Bereichen (4), die durch Reflektorbereiche (5) voneinander getrennt sind, - epitaktisches Aufwachsen von epitaktischen Halbleitersäulen (8, 8`) auf der Aufwachsfläche (1), - epitaktisches Zusammenwachsen der epitaktischen Halbleitersäulen (8, 8`), so dass eine geschlossene Halbleiteroberfläche (14) entsteht, - epitaktisches Aufwachsen einer aktiven Halbleiterschicht (16) auf oder über der geschlossenen Halbleiteroberfläche (14), wobei die aktive Halbleiterschicht (16) dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, - Entfernen der aktiven Halbleiterschicht (16) über den Reflektorbereichen (5), so dass eine Vielzahl an aktiven Halbleiterbereichen (18) über den LED-Bereichen (4) entsteht.
  2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem beim Entfernen der aktiven Halbleiterschicht (16) über den Reflektorbereichen (4) eine weitere geschlossene Halbleiteroberfläche (14`) erhalten bleibt.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die epitaktischen Halbleitersäulen (8`) über den Reflektorbereichen (5) einen zweidimensionalen photonischen Kristall (31) für die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche (18) ausbilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die epitaktischen Halbleitersäulen (8) auf den Reflektorbereichen (5) beim Entfernen der aktiven Halbleiterschicht (16) über den Reflektorbereichen (5) freigelegt werden.
  5. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem Hohlräume zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen (8`) mit einem Dielektrikum (37) aufgefüllt werden.
  6. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die epitaktischen Halbleitersäulen (8`) und das Dielektrikum (37) einen zweidimensionalen photonischen Kristall (31) für die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche (18) ausbilden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beim Entfernen der aktiven Halbleiterschicht (16) über den Reflektorbereichen (5) die epitaktischen Halbleitersäulen (8`) über den Reflektorbereichen (5) zumindest entgegen einer Wachstumsrichtung (10) vollständig entfernt werden, so dass Ausnehmungen (38) entstehen, die an die aktiven Halbleiterbereiche (18) angrenzen.
  8. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem auf Seitenflächen (39) der Ausnehmungen (38) eine spiegelnde Schichtenfolge (40) aufgebracht wird, die elektromagnetische Strahlung der aktiven Halbleiterbereiche (18) reflektiert.
  9. Optoelektronischer Halbleiterchip mit: - einer Kavität (27) umfassend eine Bodenfläche (28), - epitaktische Halbleitersäulen (8), die sich von der Bodenfläche (28) der Kavität (27) zu einer Strahlungsaustrittsfläche (29) des optoelektronischen Halbleiterchips erstrecken, - einem aktiven Halbleiterbereich (18), der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, - einem Reflektor (32), der an Seitenflächen (33) der Kavität (27) angeordnet ist und elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs (18) reflektiert, wobei der aktive Halbleiterbereich (18) zwischen der Bodenfläche (28) und den epitaktischen Halbleitersäulen (8) angeordnet ist.
  10. Optoelektronischer Halbleiterchip nach dem vorherigen Anspruch, bei dem zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen (8) Hohlräume (12) angeordnet sind.
  11. Optoelektronischer Halbleiterchip nach dem vorherigen Anspruch, bei dem der Reflektor (32) epitaktische Halbleitersäulen (8`) aufweist, die Teil eines zweidimensionalen photonischen Kristalls (31) für die elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs (18) sind.
  12. Optoelektrischer Halbleiterchip nach dem vorherigen Anspruch, bei dem Hohlräume (12) zwischen den epitaktischen Halbleitersäulen (8`) des Reflektors (32) ausgebildet.
  13. Optoelektronischer Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 10, bei dem der Reflektor (32) eine spiegelnde Schichtenfolge (40) aufweist.
  14. Optoelektronischer Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem auf der Strahlungsaustrittsfläche (29) ein Winkelfilter (34) aufgebracht ist, der elektromagnetische Strahlung des aktiven Halbleiterbereichs (18), die unter einem vorgegeben Winkel auf den Winkelfilter (34) auftrifft, reflektiert.
  15. Optoelektronischer Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem der aktive Halbleiterbereich (18) ein Nitridverbindungshalbleitermaterial aufweist und dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung aus dem roten Spektralbereich zu erzeugen.
  16. Optoelektronischer Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 15, der eine Kantenlänge (1) von höchstens 10 Mikrometer aufweist.
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