DE10346605B4

DE10346605B4 - Radiation-emitting semiconductor component

Info

Publication number: DE10346605B4
Application number: DE10346605.3A
Authority: DE
Inventors: Dr. Windisch Reiner; Dr. Wirth Ralph; Dr. Pietzonka Ines; Dr. Stein Wilhelm
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: CN102361055A; DE10346605A1; CN1846317B; CN1846317A

Abstract

Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, umfassend eine erste Hauptfläche (5), eine zweite Hauptfläche (9) und eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge (4) mit einer elektromagnetische Strahlung erzeugenden aktiven Zone (7), wobei die Halbleiterschichtenfolge (4) den Halbleiterkörper bildet und zwischen der ersten und der zweiten Hauptfläche (5,9) angeordnet ist, wobeieine erste nicht-epitaktische Stromaufweitungsschicht (3) außerhalb des Halbleiterkörpers auf der ersten Hauptfläche (5) angeordnet und mit der Halbleiterschichtenfolge (4) elektrisch leitend verbunden ist;eine zweite nicht-epitaktische Stromaufweitungsschicht (10) außerhalb des Halbleiterkörpers auf der zweiten Hauptfläche (9) angeordnet und mit der Halbleiterschichtenfolge (4) elektrisch leitend verbunden ist; unddie erste nicht-epitaktische Stromaufweitungsschicht (3) und die zweite nicht-epitaktische Stromaufweitungsschicht (10) ein strahlungsdurchlässiges leitfähiges Oxid enthalten.Radiation-emitting semiconductor component with a semiconductor body, comprising a first main surface (5), a second main surface (9) and an epitaxial semiconductor layer sequence (4) with an active zone (7) generating electromagnetic radiation, wherein the semiconductor layer sequence (4) forms the semiconductor body and between the first and the second main surface (5,9), a first non-epitaxial current spreading layer (3) being arranged outside the semiconductor body on the first main surface (5) and being electrically conductively connected to the semiconductor layer sequence (4); a second non-epitaxial Current spreading layer (10) is arranged outside of the semiconductor body on the second main area (9) and is electrically conductively connected to the semiconductor layer sequence (4); andthe first non-epitaxial current spreading layer (3) and the second non-epitaxial current spreading layer (10) contain a radiation-transmissive conductive oxide.

Description

Die Erfindung betrifft ein strahlungemittierendes Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der eine erste Hauptfläche, eine zweite Hauptfläche und eine Halbleiterschichtenfolge mit einer elektromagnetische Strahlung erzeugenden aktiven Zone umfasst, wobei die Halbleiterschichtenfolge zwischen der ersten und der zweiten Hauptfläche angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements.The invention relates to a radiation-emitting semiconductor component with a semiconductor body that includes a first main area, a second main area and a semiconductor layer sequence with an active zone that generates electromagnetic radiation, the semiconductor layer sequence being arranged between the first and second main areas. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a radiation-emitting semiconductor component.

Der interne Umwandlungswirkungsgrad von elektrischer Energie in Strahlungsenergie ist bei strahlungemittierenden Halbleiterbauelementen meist deutlich höher als der Gesamtwirkungsgrad. Dafür ist im wesentlichen der geringe Auskoppelwirkungsgrad der in der aktiven Zone erzeugten Strahlung aus dem Halbleiterbauelement verantwortlich. Dies hat verschiedene Ursachen. Häufig ist eine großflächige Stromeinbringung in die Halbleiterschichtenfolge erwünscht, was zum Beispiel mittels großflächiger metallischer Kontaktstrukturen möglich ist. Derartige Kontaktstrukturen sind jedoch meist für die erzeugte Strahlung nicht durchlässig und führen zu einer hohen Absorption der erzeugten Strahlung.In the case of radiation-emitting semiconductor components, the internal conversion efficiency of electrical energy into radiation energy is usually significantly higher than the overall efficiency. The low decoupling efficiency of the radiation generated in the active zone from the semiconductor component is essentially responsible for this. There are various reasons for this. A large-area introduction of current into the semiconductor layer sequence is often desired, which is possible, for example, by means of large-area metallic contact structures. However, such contact structures are mostly not permeable to the generated radiation and lead to a high absorption of the generated radiation.

Auch bei kleinflächigen, den Halbleiterkörper nicht vollständig bedeckenden, Kontaktstrukuren gibt es Wege, den Strom großflächig einzubringen. Hierzu kann das strahlungemittierende Halbleiterbauelement beispielsweise sogenannte Stromaufweitungsschichten umfassen, die für eine homogene Stromeinbringung in die aktive Zone sorgen. Dies kann einerseits durch in der Halbleiterschichtenfolge angeordnete Schichten aus dotiertem Halbleitermaterial erreicht werden. Derartige Schichten müssen allerdings relativ dick sein, um eine homogene Stromeinbringung in die aktive Zone gewährleisten zu können. Je dicker aber die Halbleiterschicht ist, desto länger ist die für die Herstellung der Schichtenfolge benötigte Zeit. Ferner steigt mit der Schichtdicke die Absorption freier Ladungsträger und/oder der erzeugten Strahlung in diesen Schichten, was zu einem geringen Gesamtwirkungsgrad führt.Even with small-area contact structures that do not completely cover the semiconductor body, there are ways of introducing the current over a large area. For this purpose, the radiation-emitting semiconductor component can, for example, comprise what are known as current spreading layers, which ensure a homogeneous introduction of current into the active zone. On the one hand, this can be achieved by layers of doped semiconductor material arranged in the semiconductor layer sequence. However, layers of this type have to be relatively thick in order to be able to ensure a homogeneous introduction of current into the active zone. However, the thicker the semiconductor layer, the longer the time required to produce the layer sequence. Furthermore, the absorption of free charge carriers and/or the radiation generated in these layers increases with the layer thickness, which leads to a low overall efficiency.

Weiterhin ist aus JP 2000 353 820 A ein Bauelement bekannt, das eine für die erzeugte Strahlung durchlässige Stromaufweitungsschicht besitzt. Diese enthält ZnO, welches zur Materialklasse der der TCOs (Transparent Conducting Oxides) gehört. Neben ZnO wird aus dieser Klasse auch ITO (Indium Tin Oxide) häufig zur Stromaufweitung benutzt. Auch die Druckschriften EP 1 271 665 A2 und DE 198 20 777 A1 beschreiben eine transparente Elektrode eines Halbleiterbauelements.Furthermore is off JP 2000 353 820 A a component is known which has a current spreading layer which is transparent to the generated radiation. This contains ZnO, which belongs to the material class of TCOs (Transparent Conducting Oxides). In addition to ZnO, ITO (Indium Tin Oxide) from this class is also frequently used for current expansion. Also the pamphlets EP 1 271 665 A2 and DE 198 20 777 A1 describe a transparent electrode of a semiconductor device.

In der Druckschrift US 5 889 295 A ist ein GaN-basiertes Halbleiterbauelement mit epitaktisch gewachsenen ZnO-Schichten angegeben.In the pamphlet U.S. 5,889,295 A a GaN-based semiconductor component with epitaxially grown ZnO layers is specified.

In der Druckschrift US 5 115 286 A wird bei der Herstellung eines elektrooptischen Bauelements ein opaker Wafer entfernt, nachdem ein transparentes Substrat auf dem opaken Wafer gewachsen ist.In the pamphlet U.S. 5,115,286 A For example, in the fabrication of an electro-optical device, an opaque wafer is removed after a transparent substrate is grown on the opaque wafer.

Die Druckschrift DE 100 20 464 A1 gibt ein Halbleiterbauelement an, bei dem auf einer Hauptfläche eines Halbleiterkörpers ein Reflektor ausgebildet ist.The pamphlet DE 100 20 464 A1 specifies a semiconductor device in which a reflector is formed on a main surface of a semiconductor body.

Der Auskoppelwirkungsgrad wird ferner durch die Totalreflexion von in der aktiven Zone erzeugter Strahlung an Grenzflächen begrenzt, was in den unterschiedlichen Brechungsindizes des Halbleitermaterials und des Umgebungsmaterials begründet ist. Die Totalreflexion kann durch eine geeignete Strukturierung der Grenzflächen gestört werden. Daraus resultiert ein höherer Auskoppelwirkungsgrad.The outcoupling efficiency is also limited by the total reflection of radiation generated in the active zone at interfaces, which is due to the different refractive indices of the semiconductor material and the surrounding material. The total reflection can be disturbed by suitable structuring of the interfaces. This results in a higher decoupling efficiency.

Auch die Absorption der Strahlung in einem Substrat oder einem Träger, auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen oder das strahlungemittierende Halbleiterbauelement befestigt ist, stellt eine der Ursachen für einen geringen Auskoppelwirkungsgrad dar.The absorption of the radiation in a substrate or a carrier on which the semiconductor layer sequence is grown or on which the radiation-emitting semiconductor component is attached is one of the causes of a low outcoupling efficiency.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein strahlungemittierendes Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art mit einem erhöhten Gesamtwirkungsgrad zu entwickeln. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung strahlungemittierender Halbleiterbauelemente mit erhöhtem Gesamtwirkungsgrad angegeben werden.The object of the present invention is to develop a radiation-emitting semiconductor component of the type mentioned at the outset with increased overall efficiency. Furthermore, a method for producing radiation-emitting semiconductor components with increased overall efficiency is to be specified.

Diese Aufgabe wird durch ein strahlungemittierendes Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung strahlungemittierender Halbleiterbauelemente gemäß Anspruch 31 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a radiation-emitting semiconductor component having the features of claim 1 or a method for producing radiation-emitting semiconductor components according to claim 31. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Ein strahlungemittierendes Halbleiterbauelement gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Halbleiterkörper auf, umfassend eine erste Hauptfläche, eine zweite Hauptfläche und eine Halbleiterschichtenfolge mit einer elektromagnetische Strahlung erzeugenden aktiven Zone, wobei die Halbleiterschichtenfolge zwischen der ersten und der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, eine erste Stromaufweitungsschicht auf der ersten Hauptfläche angeordnet und mit der Halbleiterschichtenfolge elektrisch leitend verbunden ist sowie eine zweite Stromaufweitungsschicht auf der zweiten Hauptfläche angeordnet und mit der Halbleiterschichtenfolge elektrisch leitend verbunden ist. Die erste Stromaufweitungsschicht und die zweite Stromaufweitungsschicht sind nicht-epitaktische Schichten.A radiation-emitting semiconductor component according to the present invention has a semiconductor body comprising a first main surface, a second main surface and a semiconductor layer sequence with an active zone that generates electromagnetic radiation, the semiconductor layer sequence being arranged between the first and the second main surface, a first current spreading layer on the first The main surface is arranged and is electrically conductively connected to the semiconductor layer sequence, and a second current spreading layer is arranged on the second main surface and is electrically connected to the semiconductor layer sequence is conductively connected. The first current spreading layer and the second current spreading layer are non-epitaxial layers.

Beide dieser Stromaufweitungsschichten enthalten elektrisch leitfähige Materialien, welche für die erzeugte Strahlung durchlässig sind. Beide Stromaufweitungsschichten enthalten strahlungsdurchlässige leitfähige Oxide, bevorzugt Metalloxide, wie beispielsweise ZnO, InO und/oder SnO oder auch Oxide mit zwei oder mehr metallischen Bestandteilen, wie ITO. Stromaufweitungsschichten aus diesen Materialien sind besonders geeignet, da sie unter anderem einen geringen Schichtwiderstand besitzen, der einen homogenen Stromeintrag in die Halbleiterschichtenfolge gewährleistet. Weiterhin weisen sie große Wellenlängenbereiche hoher Transmission auf. Die Widerstände liegen vorteilhafterweise unter 200 Ω/□, wobei Werte von weniger als 30 Ω/□ besonders bevorzugt sind. Die Einheit Ω/□ (Ohm per Square) entspricht dabei dem Widerstand einer quadratischen Fläche der Schicht.Both of these current spreading layers contain electrically conductive materials which are transparent to the radiation generated. Both current spreading layers contain radiation-transmissive conductive oxides, preferably metal oxides, such as ZnO, InO and/or SnO, or also oxides with two or more metallic components, such as ITO. Current spreading layers made from these materials are particularly suitable because, among other things, they have a low layer resistance, which ensures a homogeneous current input into the semiconductor layer sequence. Furthermore, they have large wavelength ranges of high transmission. The resistances are advantageously below 200 Ω/□, values of less than 30 Ω/□ being particularly preferred. The unit Ω/□ (ohms per square) corresponds to the resistance of a square area of the layer.

Die Dicken der Stromaufweitungsschichten sind bei der Erfindung so gewählt, dass ein homogener Stromeintrag in die Halbleiterschichtenfolge bewirkt wird. Dies wird mit Schichtdicken von 10nm bis zu 1000nm, besonders bevorzugt von 200nm bis 800nm, erreicht.In the case of the invention, the thicknesses of the current spreading layers are selected in such a way that a homogeneous introduction of current into the semiconductor layer sequence is brought about. This is achieved with layer thicknesses from 10 nm to 1000 nm, particularly preferably from 200 nm to 800 nm.

Mit Vorteil enthält mindestens eine der strahlungsdurchlässigen leitfähigen Stromaufweitungsschichten Al, Ga, In, Ce, Sb und/oder F als Dotierstoff(e), um den Schichtwiderstand der Stromaufweitungsschichten zu verringern. Besonders bevorzugt enthält die erste Stromaufweitungsschicht ZnO und ist mit Al dotiert, und die zweite Stromaufweitungsschicht SnO und ist mit Sb dotiert.At least one of the radiation-transmissive conductive current spreading layers advantageously contains Al, Ga, In, Ce, Sb and/or F as dopant(s) in order to reduce the sheet resistance of the current spreading layers. More preferably, the first current spreading layer contains ZnO and is doped with Al, and the second current spreading layer contains SnO and is doped with Sb.

Die Stromaufweitungsschichten können beispielsweise durch Sputtern, insbesondere DC-Sputtern, aufgebracht werden, wobei die Prozessparameter so gewählt sind, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Stromaufweitungsschicht und den angrenzenden Halbleiterschichten gebildet wird, der einen homogenen Stromeintrag in die Halbleiterschichtenfolge und somit in die aktive Zone ermöglicht. Der elektrische Kontakt zwischen diesen Schichten kann zum Beispiel durch Sintern oder geeignete Vorreinigung der entsprechenden Oberflächen der beteiligten Schichten noch verbessert werden. Durch die Gegenwart zweier Stromaufweitungsschichten wird der Strom auf beiden Seiten der Halbleiterschichtenfolge sehr homogen eingebracht und es entsteht eine aktive Zone hoher Güte, die sich durch eine gleichmäßig verteilte Strahlungserzeugung und eine vorteilhaft geringe Absorption auszeichnet.The current spreading layers can be applied, for example, by sputtering, in particular DC sputtering, with the process parameters being selected such that an electrical contact is formed between the current spreading layer and the adjoining semiconductor layers, which enables homogeneous current input into the semiconductor layer sequence and thus into the active zone . The electrical contact between these layers can be further improved, for example, by sintering or suitable pre-cleaning of the corresponding surfaces of the layers involved. Due to the presence of two current spreading layers, the current is introduced very homogeneously on both sides of the semiconductor layer sequence and an active zone of high quality is created, which is characterized by a uniformly distributed generation of radiation and an advantageously low absorption.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist auf mindestens einer der Stromaufweitungsschichten eine Spiegelschicht angeordnet, die bevorzugt elektrisch leitend ist und weitergehend eine hohe Reflektivität für die in der aktive Zone erzeugte Strahlung aufweist.In a preferred embodiment of the invention, a mirror layer is arranged on at least one of the current spreading layers, which mirror layer is preferably electrically conductive and furthermore has a high reflectivity for the radiation generated in the active zone.

Durch die Spiegelschicht werden Absorptionsverluste in eventuell unter dieser angeordneten Schichten, wie zum Beispiel einem Substrat oder einem Träger, verringert und sie bildet zusammen mit der Stromaufweitungsschicht einen hocheffizienten elektrischen Spiegelkontakt zur Kontaktierung des Halbleiterbauelements. Die Spiegelschicht enthält vorzugsweise ein Metall, vorteilhafterweise Au, Ag, Al und/oder Pt. Besonders bevorzugt ist die Spiegelschicht auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Stromaufweitungsschicht auf der ersten Hauptfläche angeordnet. Die Spiegelschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen oder Sputtern aufgebracht werden.The mirror layer reduces absorption losses in layers that may be arranged underneath it, such as a substrate or a carrier, and together with the current spreading layer, it forms a highly efficient electrical mirror contact for contacting the semiconductor component. The mirror layer preferably contains a metal, advantageously Au, Ag, Al and/or Pt. The mirror layer is particularly preferably arranged on that side of the current spreading layer which is remote from the semiconductor layer sequence on the first main area. The mirror layer can be applied, for example, by vapor deposition or sputtering.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge eine Mikrostruktur auf, die vor dem Aufbringen der Stromaufweitungsschicht in oder auf die entsprechende Hauptfläche ein- beziehungsweise aufgebracht wurde. Die Mikrostruktur ist dabei so geartet, dass die strukturierte Fläche im Gegensatz zur unstrukturierten einen höheren Auskoppelwirkungsgrad aufgrund einer gestörten Totalreflexion von auf diese Fläche einfallenden Strahlen, die in der aktiven Zone erzeugt wurden, aufweist. Damit wird die Strahlungsauskopplung und somit der Gesamtwirkungsgrad des strahlungemittierenden Halbleiterbauelementes erhöht. Solche Mikrostrukturen können beispielsweise durch Aufrauhverfahren wie ein Ätz- oder Schleifverfahren erzeugt werden. Weiterhin kann eine solche Mikrostruktur dadurch erzeugt werden, dass ein metallisches Maskenmaterial auf die zu strukturierende Fläche aufgebracht wird, dessen Benetzungseigenschaften so beschaffen sind, dass sich auf der Oberfläche kleine vorzugsweise zumindest teilweise vernetzte metallische Inseln bilden. Diese Inselstruktur kann mittels eines Trockenätzverfahrens in die zu strukturierende Fläche übertragen werden, wonach das Maskenmaterial durch geeignete Verfahren entfernt werden kann. Mit Vorzug weist die Hauptfläche auf der der Spiegelschicht abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge eine Mikrostruktur auf.In a further preferred configuration of the invention, at least one main area of the semiconductor layer sequence has a microstructure which was incorporated or applied in or onto the corresponding main area before the application of the current spreading layer. The microstructure is such that the structured surface, in contrast to the unstructured surface, has a higher decoupling efficiency due to a disturbed total reflection of rays incident on this surface, which were generated in the active zone. This increases the radiation output and thus the overall efficiency of the radiation-emitting semiconductor component. Such microstructures can be produced, for example, by roughening processes such as an etching or grinding process. Furthermore, such a microstructure can be produced by applying a metallic mask material to the surface to be structured, the wetting properties of which are such that small, preferably at least partially crosslinked, metallic islands are formed on the surface. This island structure can be transferred to the surface to be structured by means of a dry etching process, after which the mask material can be removed by suitable processes. The main surface preferably has a microstructure on that side of the semiconductor layer sequence which is remote from the mirror layer.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besitzt die Halbleiterschichtenfolge mindestens eine n- und eine p-leitende Schicht. Die Dicken der n- und/oder p-leitenden Schichten liegen typischerweise zwischen einer Monolage und 1000 nm. Bevorzugt ist die Dicke mindestens einer oder beider dieser Schichten kleiner als 400 nm, und liegt besonders bevorzugt zwischen 150 nm und 350 nm. Bei herkömmlichen Bauelementen dienen die um die aktive Zone angeordneten n- und/oder p-leitenden Schichten oftmals auch der Stromaufweitung und besitzen daher eine relativ große Dicke.In an advantageous development of the invention, the semiconductor layer sequence has at least one n-conducting layer and one p-conducting layer. The thicknesses of the n- and/or p-conducting layers are typically between a monolayer and 1000 nm. The thickness of at least one or both of these layers is preferably less than 400 nm and is particularly preferably between 150 nm and 350 nm. In conventional components, the n- and/or p-conducting layers arranged around the active zone often also serve to spread the current and are therefore relatively thick.

Bei der Erfindung hingegen erfolgt die Stromaufweitung in den außerhalb des Halbleiterkörpers angeordneten Stromaufweitungsschichten. Deshalb können die Schichten der Halbleiterschichtenfolge vergleichsweise dünn ausgeführt sein.In the case of the invention, on the other hand, the current spreading takes place in the current spreading layers arranged outside of the semiconductor body. Therefore, the layers of the semiconductor layer sequence can be made comparatively thin.

Die Halbleiterschichtenfolge mit den n- und p-leitenden Schichten und einer Strahlung erzeugenden aktiven Zone wird durch epitaktisches Aufwachsen auf einem Substrat, beispielsweise einem GaAs Substrat, hergestellt. Die Stromaufweitungsschichten werden nach der Epitaxiephase zum Beispiel durch Sputtern aufgebracht.The semiconductor layer sequence with the n- and p-conducting layers and a radiation-generating active zone is produced by epitaxial growth on a substrate, for example a GaAs substrate. After the epitaxy phase, the current spreading layers are applied, for example by sputtering.

Bevorzugt enthält die Halbleiterschichtenfolge einen III-V-Halbleiter, wie beispielsweise In_xGa_yAl_1-x-yP, mit 0≤x≤1, 0≤y≤1 und x+y≤1, In_xGa_yAl_1-x-yN, mit 0≤x≤1, 0≤y≤1 und x+y≤1, oder In_xGa_yAl_1-x-yAs, mit 0≤x≤1, 0≤y≤1 und x+y≤1.The semiconductor layer sequence preferably contains a III-V semiconductor, such as, for example, In _x Ga _y Al _1-xy P, with 0≦x≦1, 0≦y ≦1 and x+y≦1, In _x Ga _y Al _1-xy N, with 0≤x≤1, 0≤y≤1 and x+y≤1, or In _x Ga _y Al _1-xy As, with 0≤x≤1, 0≤y≤1 and x+y≤1 .

Mit besonderem Vorteil enthält die Stromaufweitungsschicht, die auf der p-leitenden Seite der Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist, ZnO, bevorzugt mit Al dotiert, und jene, die auf der n-leitenden Seite angeordnet ist SnO, bevorzugt mit Sb dotiert. Sn beispielsweise kann bei III-V-Halbleitern im n-leitenden Bereich zugleich als Dotierstoff eingesetzt werden. Eine Diffusion von Sn-Atomen aus einer SnO enthaltenden Stromaufweitungsschicht in eine angrenzende n-leitende Schicht erhöht daher die Majoritätsladungsträgerkonzentration in der n-leitenden Schicht. Insbesondere gilt dies an der Grenzfläche der beiden Schichten. Daher wird der leitende Kontakt zwischen solchen Schichten und damit die Stromeinbringung in die aktive Zone verbessert. Entsprechendes gilt für Zn als Akzeptor im Bezug auf p-leitende Schichten.The current spreading layer which is arranged on the p-conducting side of the semiconductor layer sequence particularly advantageously contains ZnO, preferably doped with Al, and that which is arranged on the n-conducting side contains SnO, preferably doped with Sb. Sn, for example, can also be used as a dopant in III-V semiconductors in the n-conducting region. Diffusion of Sn atoms from a current spreading layer containing SnO into an adjacent n-type layer therefore increases the majority carrier concentration in the n-type layer. This is particularly true at the interface between the two layers. Therefore, the conductive contact between such layers and thus the introduction of current into the active zone is improved. The same applies to Zn as an acceptor with regard to p-conducting layers.

Eine Halbleiterschichtenfolge mit derartig vorteilhaft geringen Schichtdicken wirkt sich in vielerlei Hinsicht positiv auf die Funktionsweise des strahlungemittierenden Halbleiterbauelementes aus. So werden beispielsweise die Absorption freier Ladungsträger, die Absorption der erzeugten Strahlung und die zur Herstellung derartiger Bauelemente benötigten Epitaxiezeiten wesentlich verringert, wodurch der Auskoppelwirkungsgrad des strahlungemittierenden Halbleiterbauelements erhöht, die Herstellungszeiten der Halbleiterschichtenfolge verkürzt und deren Herstellungskosten verringert werden.A semiconductor layer sequence with such advantageously small layer thicknesses has a positive effect on the functioning of the radiation-emitting semiconductor component in many respects. For example, the absorption of free charge carriers, the absorption of the radiation generated and the epitaxial times required to produce such components are significantly reduced, thereby increasing the decoupling efficiency of the radiation-emitting semiconductor component, shortening the production times of the semiconductor layer sequence and reducing their production costs.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch auf einem Substrat aufgewachsen, das nach dem Epitaxieprozess durch geeignete Maßnahmen, zum Beispiel eine mechanische Belastung oder einen Ätzvorgang, entfernt wurde. Die Halbleiterschichtenfolge ist über die erste Hauptfläche mit einem Träger, zum Beispiel aus GaAs, verbunden. Die Verbindung ist vorzugsweise elektrisch leitend und kann mittels einer Lotmetallisierung erfolgen. Zwischen dem Träger und der ersten Hauptfläche ist eine Stromaufweitungsschicht angeordnet, auf deren der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite sich eine Spiegelschicht befindet. Die zwei folgenden vorteilhaften Weiterbildungen basieren hierauf.In an advantageous configuration of the invention, the semiconductor layer sequence is grown epitaxially on a substrate, which was removed after the epitaxial process by suitable measures, for example mechanical stress or an etching process. The semiconductor layer sequence is connected to a carrier, for example made of GaAs, via the first main area. The connection is preferably electrically conductive and can be made by means of a solder metallization. A current spreading layer is arranged between the carrier and the first main area, on the side of which facing away from the semiconductor layer sequence there is a mirror layer. The two following advantageous developments are based on this.

In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der obigen Ausgestaltung weist die weiter vom Träger entfernte zweite Hauptfläche eine Mikrostruktur auf, die die Totalreflexion von auf diese Fläche einfallenden Strahlen stört. Auf dieser Hauptfläche ist eine weitere Stromaufweitungsschicht angeordnet, der eine Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements nachgeordnet ist. Die Kontaktfläche hat vorzugsweise eine geringere laterale Ausdehnung als die Halbleiterschichtenfolge und/oder die Stromaufweitungsschichten. Des weiteren kann sie auch auf der der Halbleiterschichtenfolge zugewandten Seite eine die in der aktiven Zone erzeugte Strahlung reflektierende Schicht besitzen oder selbst reflektierend sein. Mittels der Stromaufweitungsschichten wird der über die Kontaktfläche injizierte Strom lateral homogen verteilt und großflächig in die aktive Zone eingebracht. Dadurch wird eine nachteilig vermehrte Strahlungserzeugung in dem unter der absorbierenden Kontaktfläche liegenden Bereich der aktiven Zone vermieden. In der Folge wird so die Absorption der erzeugten Strahlung in der Kontaktfläche durch die reflektierende Schicht vermindert und damit der Auskoppelwirkungsgrad des Bauelements erhöht.In a first advantageous development of the above embodiment, the second main surface that is further away from the carrier has a microstructure that disrupts the total reflection of rays incident on this surface. A further current spreading layer is arranged on this main area, which is followed by a contact area for making electrical contact with the semiconductor component. The contact area preferably has a smaller lateral extent than the semiconductor layer sequence and/or the current spreading layers. Furthermore, on the side facing the semiconductor layer sequence, it can also have a layer that reflects the radiation generated in the active zone, or it can itself be reflective. By means of the current spreading layers, the current injected via the contact area is laterally homogeneously distributed and introduced into the active zone over a large area. As a result, a disadvantageously increased generation of radiation in the region of the active zone located below the absorbing contact surface is avoided. As a result, the absorption of the generated radiation in the contact area is reduced by the reflective layer and the outcoupling efficiency of the component is thus increased.

In einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der obigen Ausgestaltung weist die weiter vom Träger entfernte zweite Hauptfläche eine Mikrostruktur auf. Dieser nachgeordnet ist eine für die erzeugte Strahlung durchlässige Mantelschicht oder eine Mantelschichtenfolge, die aus mehreren Schichten besteht und mit der zweiten Stromaufweitungsschicht versehen ist. Diese Stromaufweitungsschicht besitzt hierbei mindestens eine Ausnehmung oder ein Fenster, dergestalt dass die Mantelschichtenfolge im Bereich der Ausnehmung oder des Fensters nicht von der Stromaufweitungsschicht bedeckt ist. Die Ausnehmung wird von einer Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung zumindest teilweise ausgefüllt, die sich mit der Mantelschichtenfolge und der Stromaufweitungsschicht in Kontakt befindet.In a second advantageous development of the above configuration, the second main surface that is further away from the carrier has a microstructure. Downstream of this is a cladding layer which is transparent to the generated radiation or a cladding layer sequence which consists of a plurality of layers and is provided with the second current widening layer. In this case, this current spreading layer has at least one recess or a window, such that the cladding layer sequence is not covered by the current spreading layer in the region of the recess or the window. The recess is at least partially filled by a contact surface for electrical contacting, which is in contact with the cladding layer sequence and the current spreading layer.

Die Kontaktfläche ist vorteilhafterweise metallisch und hat bezüglich des Übergangs zur Mantelschichtenfolge im Falle einer in Vorwärtsrichtung anliegenden Spannung eine so hohe Potentialbarriere (z.B. eine Schottky-Barriere), dass nahezu der ganze Strom von der Kontaktfläche in die lateral angrenzende Stromaufweitungsschicht und von dort über die Mantelschicht in die aktive Zone eintritt. Dadurch gelangt nur ein geringer Stromanteil in den Bereich der aktiven Zone, der unter der Kontaktfläche liegt, und es wird in diesem Bereich nur eine verglichen mit der restlichen aktiven Zone geringe Strahlung erzeugt. Daher wird die Absorption der erzeugten Strahlung in der Kontaktfläche verringert. Weitergehend kann eine Mikrostruktur oder eine Mantelschicht(enfolge) der oben genannten Art auch auf der dem Träger zugewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet sein.The contact surface is advantageously metallic and has such a high potential with respect to the transition to the cladding layer sequence in the event of a voltage being applied in the forward direction barrier (e.g. a Schottky barrier) that almost all of the current from the contact area enters the laterally adjacent current spreading layer and from there via the cladding layer into the active zone. As a result, only a small proportion of the current reaches the area of the active zone that lies below the contact area, and only a small amount of radiation is generated in this area compared to the rest of the active zone. Therefore, the absorption of the generated radiation in the contact area is reduced. Furthermore, a microstructure or a cladding layer (sequence) of the type mentioned above can also be formed on the side of the semiconductor layer sequence facing the carrier.

Ein erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für ein strahlungemittierendes Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der eine erste Hauptfläche, eine zweite Hauptfläche und eine Halbleiterschichtenfolge mit einer elektromagnetische Strahlung erzeugenden aktiven Zone umfasst, wobei die Halbleiterschichtenfolge zwischen der ersten und der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, weist folgende Schritte auf:

Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge auf einem Substrat;
Aufbringen einer strahlungsdurchlässigen Stromaufweitungsschicht auf die erste Hauptfläche;
Ablösen des Substrats;
Aufbringen einer strahlungsdurchlässigen Stromaufweitungsschicht auf die zweite Hauptfläche.

A production method according to the invention for a radiation-emitting semiconductor component with a semiconductor body, which comprises a first main area, a second main area and a semiconductor layer sequence with an active zone generating electromagnetic radiation, the semiconductor layer sequence being arranged between the first and the second main area, has the following steps:

Growing the semiconductor layer sequence on a substrate;
applying a radiation-transmissive current spreading layer to the first major surface;
detaching the substrate;
Applying a radiation-transmissive current spreading layer to the second main surface.

Die Aufzählung der Schritte ist hierbei nicht als Festlegung auf eine bestimmte Reihenfolge zu verstehen.The enumeration of the steps is not to be understood as a commitment to a specific order.

Die Halbleiterschichtenfolge wird epitaktisch aufgewachsen. Das Substrat kann mittels eines geeigneten Verfahrens, wie zum Beispiel eines Ätzprozesses oder mechanischer Belastung, entfernt werden. Die erste Stromaufweitungsschicht und die zweite Stromaufweitungsschicht sind nicht-epitaktische Schichten. Die Stromaufweitungsschichten enthalten ein TCO, bevorzugt ZnO und/oder SnO.The semiconductor layer sequence is grown epitaxially. The substrate can be removed by any suitable method such as an etching process or mechanical stress. The first current spreading layer and the second current spreading layer are non-epitaxial layers. The current spreading layers contain a TCO, preferably ZnO and/or SnO.

Zur Verminderung des Schichtwiderstandes ist es vorteilhaft, mindestens eine Stromaufweitungsschicht mit Al, Ga, In, Ce, Sb und/oder F zu dotieren.To reduce the layer resistance, it is advantageous to dope at least one current spreading layer with Al, Ga, In, Ce, Sb and/or F.

Weitere Ausgestaltungen des dargestellten Verfahrens ergeben sich durch die nachfolgend beschriebenen Schritte, die an geeigneter Stelle in obiges Verfahren eingegliedert werden können. Insbesondere können dabei auch manche Schritte auf beiden Seiten der Halbleiterschichtenfolge durchgeführt werden.Further refinements of the method shown result from the steps described below, which can be incorporated at a suitable point in the above method. In particular, some steps can also be carried out on both sides of the semiconductor layer sequence.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird auf die Stromaufweitungsschicht auf der ersten Hauptfläche eine Spiegelschicht, die bevorzugt Au, Ag, Al, und/oder Pt enthält, aufgebracht.In a preferred configuration of the method, a mirror layer, which preferably contains Au, Ag, Al and/or Pt, is applied to the current spreading layer on the first main surface.

Der Halbleiterkörper kann nachfolgend, vorzugsweise über die Spiegelschicht, auf einem Träger befestigt werden, wobei die Befestigung bevorzugt mittels einer Lotmetallisierung erfolgt.The semiconductor body can subsequently be attached to a carrier, preferably via the mirror layer, the attachment preferably being effected by means of solder metallization.

Weiterhin kann mindestens eine Hauptfläche mit einer Mikrostruktur zur Störung der Totalreflexion von der in der aktiven Zone erzeugten Strahlung an dieser Hauptfläche versehen werden.Furthermore, at least one main surface can be provided with a microstructure to disrupt the total reflection of the radiation generated in the active zone on this main surface.

Ferner wird in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens eine Mantelschicht oder eine Mantelschichtenfolge, die zwischen einer Stromaufweitungsschicht und der Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist, aufgebracht. In die der Mantelschicht nächstliegende Stromaufweitungsschicht kann eine Ausnehmung eingebracht werden, die mit Vorzug zumindest teilweise von einer Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung des strahlungemittierenden Halbleiterbauelements ausgefüllt wird. Die Ausnehmung wird bevorzugt so gebildet, dass die Stromaufweitungsschicht in dem Bereich der Ausnehmung vollständig entfernt ist.Furthermore, in a further preferred configuration of the method, a cladding layer or a cladding layer sequence, which is arranged between a current spreading layer and the semiconductor layer sequence, is applied. A recess can be introduced into the current spreading layer closest to the cladding layer, which recess is preferably at least partially filled by a contact surface for making electrical contact with the radiation-emitting semiconductor component. The recess is preferably formed in such a way that the current spreading layer is completely removed in the region of the recess.

Ist keine Ausnehmung vorgesehen, kann eine Kontaktfläche auf die weiter vom Träger entfernte Stromaufweitungsschicht aufgebracht werden.If no recess is provided, a contact surface can be applied to the current spreading layer further away from the carrier.

Besonders bevorzugt wird das dargestellte Verfahren zur Herstellung der im Anspruch 1 und den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Halbleiterbauelemente benutzt.The method presented is particularly preferably used to produce the semiconductor components described in claim 1 and the dependent claims.

Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Beschreibungen der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den folgenden Figuren.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements;
2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements;
3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements;
4 zeigt in den 4A bis 4D eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines strahlungemittierenden Halbleiterbauelements, anhand von vier Zwischenschritten.

Further features, advantages and expedients of the invention result from the descriptions of the following exemplary embodiments in connection with the following figures.

1 shows a schematic sectional view of a first exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component according to the invention;
2 shows a schematic sectional view of a second exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component according to the invention;
3 shows a schematic sectional view of a third exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component according to the invention;
4 shows in the 4A until 4D a schematic representation of an embodiment of a method according to the invention for the production of a radiation-emitting semiconductor component, based on four intermediate steps.

Gleichartige und gleich wirkende Elemente besitzen in den Figuren gleiche Bezugszeichen.Identical and identically acting elements have the same reference symbols in the figures.

In 1 ist eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements dargestellt. Auf einem GaAs-Träger 1 ist eine Spiegelschicht 2 aus Au und auf dieser eine erste Stromaufweitungsschicht 3 angeordnet, die ZnO und Al, zum Beispiel in der Zusammensetzung Al_0,02Zn_0,98O, enthält. Diesen Schichten nachgeordnet ist ein Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge 4, welche In_xGa_yAl_{1_x_y}P mit 0≤x≤1, 0≤y≤1 und x+y≤1 enthält. Die Halbleiterschichtenfolge 4 weist eine erste Hauptfläche 5, eine oder mehreren Halbleiterschichten eines ersten Leitungstyps 6, eine Strahlung erzeugenden aktiven Zone 7, eine oder mehreren Halbleiterschichten eines zweiten Leitungstyps 8 und eine zweite Hauptfläche 9 auf. Auf der zweiten Hauptfläche 9 ist eine zweite Stromaufweitungsschicht 10 angeordnet, die SnO und Sb zum Beispiel in der Zusammensetzung Sb_0,2Sn_0,98O enthält. Die Schichten 6 und 8 sind p- beziehungsweise n-leitend und weisen eine jeweilige Gesamtschichtdicke von beispielsweise 200nm auf.In 1 a schematic sectional view of a first exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component according to the invention is shown. A mirror layer 2 made of Au is arranged on a GaAs carrier 1 and a first current spreading layer 3 which contains ZnO and Al, for example in the composition Al _0.02 Zn _0.98 O, is arranged on this. A semiconductor body with a semiconductor layer sequence 4, which contains In _x Ga _y Al _{1_x_y} P with 0≦x≦1, 0≦y≦1 and x+y≦1, is arranged downstream of these layers. The semiconductor layer sequence 4 has a first main surface 5 , one or more semiconductor layers of a first conductivity type 6 , an active zone 7 generating radiation, one or more semiconductor layers of a second conductivity type 8 and a second main surface 9 . A second current spreading layer 10 containing SnO and Sb in the composition Sb _0.2 Sn _0.98 O, for example, is arranged on the second main surface 9 . The layers 6 and 8 are p-type or n-type and each have a total layer thickness of 200 nm, for example.

Die Halbleiterschichtenfolge 4 ist durch Epitaxie auf einem Aufwachssubstrat aus GaAs hergestellt, das nach dem Aufbringen der Spiegelschicht 2 abgelöst wurde. Die Kombination aus der Spiegelschicht 2 und der Stromaufweitungsschicht 3 dient als hocheffizienter Spiegelkontakt zur homogenen Stromeinbringung in die Halbleiterschichtenfolge 4. Dadurch wird die Absorption der Strahlung in dem Träger 1 verringert und in Kombination mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 10 auf der zweiten Hauptfläche 9 ein sehr homogener Stromeintrag über beide Hauptflächen 5 und 9 in die Halbleiterschichtenfolge 4 und besonders in die aktive Zone 7 gewährleistet. Es entsteht somit eine aktive Zone 7 hoher Güte, in der lateral gleichmäßig Strahlung erzeugt wird.The semiconductor layer sequence 4 is produced by epitaxy on a growth substrate made of GaAs, which was detached after the mirror layer 2 was applied. The combination of the mirror layer 2 and the current spreading layer 3 serves as a highly efficient mirror contact for the homogeneous introduction of current into the semiconductor layer sequence 4. This reduces the absorption of the radiation in the carrier 1 and, in combination with the second current spreading layer 10 on the second main surface 9, a very homogeneous introduction of current via both main surfaces 5 and 9 into the semiconductor layer sequence 4 and particularly into the active zone 7 . This results in an active zone 7 of high quality, in which radiation is generated uniformly laterally.

Die geringen Schichtdicken der Halbleiterschichtenfolgen 6 und 8 erlauben einen kürzeren Herstellungsprozess des Halbleiterkörpers und verringern die Absorption freier Ladungsträger sowie der erzeugten Strahlung in diesen Schichten. Die Schichtdicken sind nach unten dadurch begrenzt, dass sie eine Diffusion von Fremdatomen aus den angrenzenden Stromaufweitungsschichten in die aktive Zone verhindern sollen, ihre Dicke groß genug für eine mögliche Ein- oder Aufbringung einer Mikrostruktur ist und/oder die Ladungsträger möglichst lange in der aktiven Zone verweilen.The low layer thicknesses of the semiconductor layer sequences 6 and 8 allow a shorter manufacturing process for the semiconductor body and reduce the absorption of free charge carriers and the radiation generated in these layers. The lower layer thicknesses are limited by the fact that they are intended to prevent the diffusion of foreign atoms from the adjacent current spreading layers into the active zone, their thickness is large enough for a possible introduction or application of a microstructure and/or the charge carriers remain in the active zone for as long as possible linger.

Die Kombination aus zwei Stromaufweitungsschichten 3 und 10 bewirkt eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades, der durch die Spiegelschicht 2 und die dünnen Schichten verschiedener Leitungstypen 6 und 8 noch weiter gesteigert wird.The combination of two current spreading layers 3 and 10 brings about an increase in the overall efficiency, which is further increased by the mirror layer 2 and the thin layers 6 and 8 of different conductivity types.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements, das im wesentlichen mit dem in 1 skizzierten Aufbau übereinstimmt. Im Unterschied dazu ist die Spiegelschicht 2 über eine Lotmetallisierung 11 auf dem Träger befestigt und so mit diesem elektrisch leitend verbunden. Weiterhin ist die zweite Hauptfläche 9 mit einer Mikrostruktur 12 versehen, die beispielsweise mittels des oben erwähnten Verfahrens mit einer metallischen Maskenschicht hergestellt wurde. Dies stört die Totalreflexion und erhöht damit den Auskoppelwirkungsgrad. 2 shows a schematic sectional view of a second exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component according to the invention, which essentially has the in 1 outlined structure agrees. In contrast to this, the mirror layer 2 is attached to the carrier via a solder metallization 11 and is thus electrically conductively connected to it. Furthermore, the second main surface 9 is provided with a microstructure 12, which was produced, for example, using the above-mentioned method with a metallic mask layer. This disturbs the total reflection and thus increases the decoupling efficiency.

Ferner ist auf der zweiten Stromaufweitungsschicht 10 eine Kontaktfläche 13 zur elektrischen Kontaktierung angeordnet, die auf ihrer der Halbleiterschichtenfolge 4 zugewandten Seite bezüglich der in der aktiven Zone 7 reflektierend sein kann, was nicht explizit gezeigt ist. Die Kontaktfläche 13 hat eine geringere laterale Ausdehnung als die Stromaufweitungsschichten 3, 10 und/oder die Halbleiterschichtenfolge 4. Die Absorption der erzeugten Strahlung in der Kontaktfläche 13 wird so reduziert, da eine vermehrte Strahlungserzeugung in dem Bereich der aktiven Zone 7, der von der absorbierenden Kontaktfläche 13 abgeschattet wird, vermieden wird. Eine Verspiegelung der Unterseite der Kontaktfläche 13 trägt weiter zur Verminderung der Absorption in der Kontaktfläche 13 bei. Insgesamt wird also der Auskoppelwirkungsgrad im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weiter erhöht.Furthermore, a contact surface 13 for electrical contacting is arranged on the second current spreading layer 10, which can be reflective on its side facing the semiconductor layer sequence 4 with respect to that in the active zone 7, which is not explicitly shown. The contact surface 13 has a smaller lateral extent than the current spreading layers 3, 10 and/or the semiconductor layer sequence 4. The absorption of the radiation generated in the contact surface 13 is reduced in this way, since increased radiation generation in the region of the active zone 7, which is separated from the absorbing Contact surface 13 is shaded, is avoided. A mirroring of the underside of the contact surface 13 further contributes to reducing the absorption in the contact surface 13 . Overall, the decoupling efficiency, in contrast to that in 1 illustrated embodiment further increased.

In 3 ist eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen strahlungemittierenden Halbleiterbauelements dargestellt. Der prinzipielle Aufbau entspricht wieder dem in 2 gezeigten. Im Unterschied hierzu ist zwischen der Stromaufweitungsschicht 10 und der zweiten Hauptfläche 9 eine Mantelschicht 14 angeordnet. Zudem erfolgt die elektrische Kontaktierung durch eine Kontaktfläche 13, die in einer Ausnehmung 15 der Stromaufweitungsschicht 10 angeordnet ist und mit der Stromaufweitungsschicht 10 und der elektrisch leitenden Mantelschicht 14 in unmittelbarem Kontakt steht. Die elektrischen Kontakte zwischen diesen Schichten sind so hergestellt, dass der Strom von der Kontaktfläche 13 aus hauptsächlich über die Stromaufweitungs- 10 und nachfolgend die Mantelschicht 14 in die Halbleiterschichtenfolge 4 und die aktive Zone 7 gelangt. Der Kontakt zwischen der Mantelschicht 14 und der Kontaktfläche 13 weist hierbei eine ausreichend hohe Potentialbarriere (zum Beispiel eine Schottky-Barriere) auf, die verhindert, dass der Strom direkt von der Kontaktfläche 13 über die Mantelschicht 14 in die Halbleiterschichtenfolge 4 gelangt oder einen Stromfluß über diesen Pfad zumindest reduziert.In 3 a schematic sectional view of a third exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component according to the invention is shown. The basic structure corresponds again to that in 2 shown. In contrast to this, a cladding layer 14 is arranged between the current spreading layer 10 and the second main surface 9 . In addition, the electrical contact is made by a contact surface 13 which is arranged in a recess 15 in the current spreading layer 10 and is in direct contact with the current spreading layer 10 and the electrically conductive cladding layer 14 . The electrical contacts between these layers are produced in such a way that the current from the contact area 13 mainly reaches the semiconductor layer sequence 4 and the active zone 7 via the current spreading layer 10 and subsequently the cladding layer 14 . In this case, the contact between the cladding layer 14 and the contact surface 13 has a sufficiently high potential tialbarriere (for example a Schottky barrier), which prevents the current from reaching the semiconductor layer sequence 4 directly from the contact surface 13 via the cladding layer 14 or at least reduces a current flow via this path.

Die Mantelschicht 14 ist vorzugsweise für die erzeugte Strahlung durchlässig und enthält beispielsweise Al_xGa_1-xAs_yP_1-x-y mit 0≤x≤1 und 0≤y≤1. Eine derartige Kontaktierung bewirkt, dass verglichen mit dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein geringerer Stromanteil in den Bereich der aktiven Zone 7 injiziert wird, der von der Kontaktfläche 13 abgeschattet wird. Damit wird in diesem Bereich eine vergleichsweise geringe Strahlungsleistung erzeugt, so dass in der Kontaktfläche 13 nur eine entsprechend geringe Strahlungsmenge absorbiert wird. Verglichen mit dem in 2 dargestellten Gegenstand wird hiermit der Auskoppelwirkungsgrad weiter erhöht.The cladding layer 14 is preferably permeable to the generated radiation and contains, for example, Al _x Ga _1-x As _y P _1-xy with 0≦x≦1 and 0≦y≦1. Such contact causes that compared to the in 2 illustrated embodiment, a lower current component is injected into the area of the active zone 7 that is shaded by the contact surface 13 . A comparatively low radiation output is thus generated in this area, so that only a correspondingly small amount of radiation is absorbed in the contact surface 13 . Compared to the in 2 illustrated subject is hereby further increases the decoupling efficiency.

In den 4a bis 4d ist ein eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines strahlungemittierenden Halbleiterbauelements mit hohem Gesamtwirkungsgrad anhand von vier Zwischenschritten gezeigt.In the 4a until 4d 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention for producing a radiation-emitting semiconductor component with a high overall efficiency using four intermediate steps.

In 4a ist eine Halbleiterschichtenfolge 4 dargestellt, die epitaktisch auf einem Substrat 16, beispielsweise aus GaAs, aufgewachsen wurde. Die Halbleiterschichtenfolge 4 bildet einen Halbleiterkörper, der eine erste Hauptfläche 5, eine Schicht eines ersten Leitungstyps 6 (z.B. p-leitend), eine elektromagnetische Strahlung erzeugende aktive Zone 7, eine Schicht eines zweiten Leitungstyps 8 (z.B. n-leitend) und eine zweite Hauptfläche 9 umfasst. Die Dicken der Schichten 6 und 8 betragen jeweils 200nm. Die Halbleiterschichtenfolge 4 basiert beispielsweise auf In_xGa_yAl_1-x-yP mit 0≤x≤1, 0≤y≤1 und x+y≤1.In 4a a semiconductor layer sequence 4 is shown which was grown epitaxially on a substrate 16, for example made of GaAs. The semiconductor layer sequence 4 forms a semiconductor body which has a first main area 5, a layer of a first conductivity type 6 (e.g. p-conducting), an active zone 7 generating electromagnetic radiation, a layer of a second conductivity type 8 (e.g. n-conducting) and a second main area 9 includes. The thicknesses of layers 6 and 8 are 200 nm each. The semiconductor layer sequence 4 is based, for example, on In _x Ga _y Al _1-xy P with 0≦x≦1, 0≦y≦1 and x+y≦1.

In 4b wird auf die erste Hauptfläche 5 eine Stromaufweitungsschicht 3 aus Al_0,02Zn_0,98O aufgesputtert. Diese wird durch Aufdampfen oder Sputtern mit einer Spiegelschicht 2 aus Au versehen. Nachfolgend wird das Substrat 16 entfernt und die Spiegelschicht 2 wie in 4c gezeigt mittels einer Lotmetallisierung 11 auf einem Träger 1 aus vorzugsweise GaAs befestigt, mit dem die Spiegelschicht 2 dadurch elektrisch leitend verbunden ist. Ferner wird in die zweite Hauptfläche 9, die jetzt nicht mehr mit dem Substrat 16 verbunden ist, auf geeignete Weise eine Mikrostruktur 12 auf- oder eingebracht, die die Totalreflexion an dieser Fläche stört.In 4b a current spreading layer 3 made of Al _0.02 Zn _0.98 O is sputtered onto the first main surface 5 . This is provided with a mirror layer 2 made of Au by vapor deposition or sputtering. The substrate 16 is then removed and the mirror layer 2 as in FIG 4c shown attached by means of a solder metallization 11 on a carrier 1 preferably made of GaAs, with which the mirror layer 2 is thereby electrically conductively connected. Furthermore, in the second main surface 9, which is now no longer connected to the substrate 16, a microstructure 12 is applied or introduced in a suitable manner, which disrupts the total reflection on this surface.

Nachfolgend wird auf die Hauptfläche 9 mit der Mikrostruktur 12 eine weitere Stromaufweitungsschicht 10, die Sb_0,02Sn_0,98O enthält, gesputtert, welche in 4d in einem letzten Verfahrensschritt mit einer Kontaktfläche 13 zur elektrischen Kontaktierung des strahlungemittierenden Halbleiterbauelements versehen wird.A further current spreading layer 10, which contains Sb _0.02 Sn _0.98 O, is subsequently sputtered onto the main surface 9 with the microstructure 12 4d is provided in a last method step with a contact surface 13 for making electrical contact with the radiation-emitting semiconductor component.

Claims

Radiation-emitting semiconductor component with a semiconductor body, comprising a first main surface (5), a second main surface (9) and an epitaxial semiconductor layer sequence (4) with an active zone (7) generating electromagnetic radiation, wherein the semiconductor layer sequence (4) forms the semiconductor body and between the first and the second main surface (5.9) is arranged, wherein a first non-epitaxial current spreading layer (3) is arranged outside the semiconductor body on the first main area (5) and is electrically conductively connected to the semiconductor layer sequence (4); a second non-epitaxial current spreading layer (10) is arranged outside the semiconductor body on the second main area (9) and is electrically conductively connected to the semiconductor layer sequence (4); and the first non-epitaxial current spreading layer (3) and the second non-epitaxial current spreading layer (10) contain a radiation-transmissive conductive oxide.

Radiation-emitting semiconductor component claim 1 , characterized in that at least one of the two main surfaces (5,9) with the non-epitaxial current spreading layers (3,10) has a microstructure (12).

Radiation-emitting semiconductor component claim 1 or 2 , characterized in that the oxide is a metal oxide.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation-transmissive material contains ITO and/or InO.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the radiation-transmissive material contains ZnO.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the radiation-transmissive material contains SnO.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one of the non- epitaxial current spreading layers (3.10) contains Al, Ga, In, Ce, Sb and/or F.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that a mirror layer (2) is arranged on at least one of the non-epitaxial current spreading layers (3, 10).

Radiation-emitting semiconductor component claim 8 , characterized in that the mirror layer (2) is arranged on that side of the non-epitaxial current spreading layer (3) which is remote from the semiconductor layer sequence (4).

Radiation-emitting semiconductor component claim 8 or 9 , characterized in that the mirror layer (2) is electrically conductive.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 8 until 10 , characterized in that the mirror layer (2) contains a metal.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 8 until 11 , characterized in that the mirror layer (2) contains Au, Ag, Al and/or Pt.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 8 until 12 , characterized in that the main surface (9) on the side of the semiconductor layer sequence (4) facing away from the mirror layer (2) has a microstructure (12).

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 13 , characterized in that the semiconductor layer sequence (4) contains at least one n- and/or one p-conducting layer (6, 8).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 14 , characterized in that the thickness of the n-conducting and/or the p-conducting layers (6, 8) is in the range from one monolayer to 1000 nm, preferably less than 400 nm and particularly preferably between 150 nm and 350 nm.

Radiation-emitting semiconductor component Claim 13 or 15 , characterized in that the non-epitaxial current spreading layer on the side of the p-conducting layer of the semiconductor layer sequence contains ZnO and preferably Al.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 14 until 16 , characterized in that the non-epitaxial current spreading layer on the side of the n-conducting layer of the semiconductor layer sequence contains SnO and preferably Sb.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 17 , characterized in that the radiation-emitting semiconductor component is fixed on a carrier (1).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 18 , characterized in that the carrier (1) contains GaAs.

Radiation-emitting semiconductor component Claim 18 or 19 , characterized in that the radiation-emitting semiconductor component is attached to the carrier by means of a solder metallization (11), which is preferably directly adjacent to the carrier (1).

Radiation-emitting semiconductor component according to claims 8 and 20 , characterized in that the solder metallization (11) is arranged on the mirror layer (2).

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 21 , characterized in that a contact surface (13) for electrical contacting is arranged on a non-epitaxial current spreading layer (10).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 22 , characterized in that the contact surface (13) is arranged on the opposite side of the semiconductor layer sequence (4) from the carrier (1).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 22 or 23 , characterized in that the contact surface (13) on the side facing the semiconductor layer sequence (4) has a layer which reflects the generated radiation.

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 21 , characterized in that at least one of the non-epitaxial current spreading layers (3, 10) has a recess (15).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 25 , characterized in that an electrically conductive contact surface (13) is arranged in the recess (15).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 26 , characterized in that the electrical contact of the radiation emitting semiconductor component via the contact area (13).

Radiation-emitting semiconductor component Claim 27 , characterized in that a cladding layer or a cladding layer sequence (14) sits on the side of the non-epitaxial current spreading layer (10) with the recess (15) and the contact area (13) facing the semiconductor layer sequence (4).

Radiation-emitting semiconductor component claim 28 , characterized in that the cladding layer or the cladding layer sequence (14) is so poorly electrically conductive with respect to the contact surface (13) that the current partially reaches the non-epitaxial current spreading layer (10).

Radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 1 until 29 , characterized in that the semiconductor layer sequence (4) is a III-V semiconductor, preferably In _x Ga _y Al _1-xy P, with 0≦x≦1, 0≦y≦1 and x+y≦1, In _x Ga _y Al _1-xy N, with 0≤x≤1, 0≤y≤1 and x+y≤1, or In _x Ga _y Al _1-xy As, with 0≤x≤1, 0≤y≤1 and x+y≤1.

Method for producing a radiation-emitting semiconductor component with a semiconductor body, comprising a first main surface (5), a second main surface (9) and a semiconductor layer sequence (4) with an active zone (7) generating electromagnetic radiation, the semiconductor layer sequence (4) forming the semiconductor body and arranged between the first and the second main surface (5,9), with the steps: epitaxial growth of the semiconductor layer sequence (4) on a substrate (16); applying a non-epitaxial radiation-transmissive current spreading layer (3) to the first main surface (5); detaching the substrate (16); depositing a non-epitaxial radiation-transmissive current spreading layer (10) on the second main surface (9); wherein the first non-epitaxial current spreading layer (3) and the second non-epitaxial current spreading layer (10) contain a radiation-transmissive conductive oxide.

Method for producing a radiation-emitting semiconductor component Claim 31 , characterized in that a mirror layer (2) is applied to the non-epitaxial current spreading layer on the first main surface (5) and the semiconductor body is attached to a carrier (1), preferably on the side with the mirror layer (2).

Method for producing a radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 31 until 32 , characterized in that the non-epitaxial current spreading layers (3,10) are applied by sputtering.

Method for producing a radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 31 until 33 , characterized in that the mirror layer (2) is applied by sputtering or vapor deposition.

Method for producing a radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 31 until 34 , characterized in that before the non-epitaxial current spreading layers (3, 10) are applied, a microstructure (12) is applied or introduced in or on at least one of the main surfaces (5, 9).

Method for producing a radiation-emitting semiconductor component according to one of Claims 31 until 35 , characterized in that a cladding layer sequence (14) is applied between at least one non-epitaxial current spreading layer (3, 10) and the nearest main surface (5, 9) and that this has a recess (15) into which the electrical contact surface (13 ) is introduced.