DE19911717A1 - Monolithic electroluminescent device, especially an LED chip, has a row of emission zones individually associated with decoupling elements for decoupling radiation from the device - Google Patents

Monolithic electroluminescent device, especially an LED chip, has a row of emission zones individually associated with decoupling elements for decoupling radiation from the device

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DE19911717A1
DE19911717A1 DE1999111717 DE19911717A DE19911717A1 DE 19911717 A1 DE19911717 A1 DE 19911717A1 DE 1999111717 DE1999111717 DE 1999111717 DE 19911717 A DE19911717 A DE 19911717A DE 19911717 A1 DE19911717 A1 DE 19911717A1
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Abstract

Monolithic electroluminescent device, having a row of emission zones (4) individually associated with radiation decoupling elements (5) for decoupling electromagnetic radiation from the device. A monolithic electroluminescent device has an active layer sequence (2) followed, in the radiation emission direction (9), by a radiation decoupling layer (13) adjoining a medium of refractive index (nM) less than that (nS) of the decoupling layer material. The active layer sequence (2) has several emission zones (4) which are arranged alongside one another in relation to the emission direction (9) and each of which is associated with a radiation decoupling element (5) of the decoupling layer (13) for decoupling electromagnetic radiation, produced in the emission zones (4), from the device. An Independent claim is also included for production of the above device. Preferred Features: The decoupling elements (5) consist of radiation transparent semiconductor material and are monolithically produced by conventional wet or dry chemical etching.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein monolithisches elektrolu mineszierendes Bauelement, insbesondere LED-Chip, bei dem auf einem Substrat eine aktive Schichtenfolge angeordnet ist, die geeignet ist, bei Stromfluß durch das Bauelement elektro magnetische Strahlung auszusenden, der aktiven Schichtenfolge in einer Abstrahlrichtung des Bau elements eine Strahlungsauskoppelschicht nachgeordnet ist, durch die zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strah lung aus dem Bauelement ausgekoppelbar ist, und bei dem an die Strahlungsauskoppelschicht ein Medium an grenzt, dessen Brechungsindex kleiner ist als der Brechungs index des Materials der Strahlungsauskoppelschicht. The invention relates to elements on a monolithic elektrolu mine ornamental forming device in which an active layer sequence is arranged on a substrate in particular LED chip, which is capable of emitting electromagnetic radiation at current flow through the device, the active layer sequence in an emission direction of the construction a Strahlungsauskoppelschicht is arranged downstream, through which at least a part of the electromagnetic radia tion is ausgekoppelbar from the component, and in which adjoins the Strahlungsauskoppelschicht a medium, whose refractive index is smaller than the refractive index of the material of Strahlungsauskoppelschicht.

Sie bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements. It further relates to a method for manufacturing the component.

Bei herkömmlichen derartigen LED-Chips erstreckt sich die ak tive Schicht in der Regel über die gesamte Aufwachsfläche des Substrats, sind üblicherweise an der Vorderseite des Chips ein Bondpad und an der Rückseite des Substrats eine ganzflä chige Kontaktmetallisierung aufgebracht und wird angestrebt, daß sich der Stromfluß durch den Chip möglichst auf die ge samte aktive Schicht aufweitet. In conventional such LED chips, the ak tive layer extends generally over the entire growth surface of the substrate, a bonding pad and at the back of the substrate, a ganzflä CHIGE contact metallization are usually applied on the front side of the chip and it is desirable that the current flow possible expands through the chip to the ge entire active layer. Bekannt ist hierzu beispiels weise ein LED-Halbleiterchip, bei dem über der elektrolumi neszierenden aktiven Schicht eine dicke Auskoppelschicht, ei ne sogenannte Fensterschicht, angeordnet ist, die die Strom aufweitung und die Lichtauskopplung aus dem Chip verbessern soll. this is known as an example of the LED semiconductor chip in which is disposed over the active layer has a thickness elektrolumi neszierenden decoupling layer, egg ne so-called window layer, the expansion of the power and to improve the light extraction from the chip.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bauelement der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, bei dem die Strahlungsaus kopplung verbessert ist. The object of the present invention is to develop a device of the aforementioned type and a method for its production, in which the coupling Strahlungsaus is improved.

Diese Aufgabe wird durch ein monolithisches elektrolumi neszierendes Bauelement mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 19, 20, 23, 24 oder 25 gelöst. This object is achieved by a monolithic elektrolumi neszierendes component having the features of claim 1 and by methods having the features of claims 19, 20, 23, 24 or 25th

Unter Hauptabstrahlrichtung des Bauelements ist hierbei dieje nige Richtung zu verstehen, in der ein Großteil der in dem Bauelement erzeugten elektromagnetischen Strahlung aus diesem austritt. Among the main emission direction of the device is to be understood here Dieje nige direction in which a majority of the electromagnetic radiation generated in the component emerging therefrom.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauele ments und der Verfahren sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 18 und 21 und 22. Advantageous further developments of the Bauele ments of the invention and the method are subject of the subclaims 2 to 18 and 21, and 22nd

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die auf dem Substrat auf gewachsene aktive Schicht eine Mehrzahl von in Bezug auf die Abstrahlrichtung nebeneinander angeordneten Emissionszonen mit jeweils mindestens einem elektrolumineszierenden pn- Übergang aufweist und daß den Emissionszonen jeweils ein se parates optisches Strahlungsauskoppelelement zugeordnet ist, durch das eine in der zugehörigen Emissionszone erzeugte elektromagnetische Strahlung aus dem Bauelement ausgekoppelt wird. According to the invention, that which has on the substrate grown active layer has a plurality of with respect to the emission direction juxtaposed emission zones each with at least one electroluminescent pn junction, and in that the emitting regions are each assigned a se parates optical Strahlungsauskoppelelement by which an in the electromagnetic radiation generated corresponding emission zone of the device is coupled. Die Emissionszonen liegen bevorzugt in einer Aufwachse bene des Substrats. The emission zones are preferably in a grow plane of the substrate. Die Strahlungsauskoppelelemente bestehen vorzugsweise aus Halbleitermaterial, das für die im Bauele ment erzeugte Strahlung durchlässig ist. The Strahlungsauskoppelelemente preferably consist of semiconductor material which is permeable to the element produced in the Bauele radiation.

Ein erster besonderer Vorteil dieses Bauelements besteht dar in, daß das Größenverhältnis zwischen den einzelne Emissions zonen und den zugehörigen Strahlungsauskoppelelementen und deren Anordnung zueinander so aufeinander abstimmbar ist, daß ein großer Teil der in den Emissionszonen erzeugten elektro magnetischen Strahlung derart auf das Strahlungsauskoppelele ment gerichtet ist, daß sie aus dem Chip ausgekoppelt wird. A first particular advantage of this device consists represents in that the size ratio between the individual emission zones and the associated Strahlungsauskoppelelementen and their arrangement can be tuned to each other to each other so that a large part of the electromagnetic radiation generated in the emitting regions is such directed ment to the Strahlungsauskoppelele in that it is coupled out of the chip. Folglich sind auf diese Art und Weise die Bereiche der akti ven Schicht, die in einem für die Strahlungsauskopplung un günstigen Bereich liegen, weitgehend eliminierbar. Consequently, the areas of acti ven layer lying in a un favorable for the radiation output region, largely eliminated are in this way.

Durch die Erfindung ist es vorteilhafterweise möglich, die Dicke der Strahlungsauskoppelschicht, die von den Strahlungs auskoppelelementen gebildet ist, erheblich zu reduzieren. By the invention it is advantageously possible, the thickness of the Strahlungsauskoppelschicht formed by the radiation outcoupling elements to significantly reduce. Je kleiner der Querschnitt der Emissionszonen, umso geringer ist die Mindesthöhe der Strahlungsauskoppelelemente, die für eine hinreichende Auskopplung der Strahlung erforderlich ist. The smaller the cross section of the emission zones, the lower the minimum amount of Strahlungsauskoppelelemente required for adequate extraction of the radiation. Dies bringt neben den kürzeren Prozeßdauern den besonderen Vorteil mit sich, daß Auskoppelelemente mit hoher optischer Qualität herstellbar sind. In addition to the shorter process times this has the particular advantage that decoupling can be produced with high optical quality.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Bauelements weist jedes Strahlungsauskoppelelement die Form eines senk recht zur Aufwachsebene stehenden Zylinders auf. In a particularly preferred development of the device, each Strahlungsauskoppelelement the shape of a right perpendicular to the growth plane standing cylinder. Das Material des Zylinders besitzt einen Brechungsindex n S , der größer als der Brechungsindex n M des umgebenden Mediums ist. The material of the cylinder has a refractive index n S which is greater than the refractive index n M of the surrounding medium. Bevorzugt ist jede der Emissionszonen innerhalb des zugeordneten Zylin ders angeordnet. Preferably, each of the emission areas is disposed within the associated Zylin id. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt in ihrer technisch einfachen Herstellung. The particular advantage of this embodiment lies in their technically simple production. Die Zylinder werden bevorzugt mittels herkömmlicher Halbleiter- Maskentechnik hergestellt. The cylinders are preferably prepared by means of conventional semiconductor technology mask.

Jede der Emissionszonen weist bevorzugt eine senkrecht zur Mittelachse des zugehörigen Zylinders liegende im Wesentli chen kreisförmige Querschnittsfläche auf, die denselben oder einen kleineren Durchmesser als der zugehörige Zylinder be sitzt. Each of the emission zones preferably has an axis perpendicular to the central axis of the associated cylinder surfaces in Wesentli circular cross-sectional area sitting same or a smaller diameter than the associated cylinder be. Der Mittelpunkt der kreisförmigen Querschnittsfläche der Emissionszone liegt hierbei vorzugsweise im Wesentlichen auf der Mittelachse des zugehörigen Zylinders. The center of the circular cross-sectional area of ​​the emitting region is in this case preferably substantially on the center axis of the associated cylinder.

Kontaktmetallisierungen zur Bestromung der Emissionszonen sind vorteilhafterweise auf den Deckflächen der Zylinder an geordnet und untereinander mittels elektrisch leitender Stege verbunden. Contact metallizations for energizing the emitting regions are advantageously arranged on the top surfaces of the cylinder and connected to one another by means of electrically conductive bars. Diese Kontaktmetallisierungen sind vorzugsweise ringförmig gestaltet und verlaufen am Rand der Zylinder- Deckfläche, denn dort erfolgt in der Regel aufgrund Totalre flexion keine Lichtauskopplung. This contact metallization layers are preferably annular in shape and running at the edge of the cylinder cover surface, because there is usually due Totalre flexion no light extraction.

Für die Höhe h Z der Zylinder gilt vorzugsweise, daß h Z ≅ 2.tanα G .(R Z + R E ), wobei α G den Grenzwinkel der Totalreflexion beim Übergang vom Zylinder zu dem diesen umgebenden Medium, R Z den Radius des Zylinders und R E den Radius der zugehörigen Emissionszone repräsentieren. For the height h Z of the cylinder preferably holds that h Z ≅ 2.tanα G. (R Z + R E), where α G the critical angle of total reflection at the transition from the cylinder to the surrounding medium, R Z the radius of the cylinder and R e represent the radius of the associated emission zone. Die Emissionszonen liegen in besonders bevorzugter Weise im Wesentlichen in halber Höhe h Z des zugehörigen Zylinders. The emitting regions are most preferably substantially half the height h Z of the associated cylinder. Bei dieser Ausgestaltung der Er findung ist vorteilhafterweise die Höhe der Zylinder gerade so gewählt, daß im Wesentlichen die gesamte Strahlung, die in einem Winkel auf die Mantelfläche der Zylinder fällt, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist, und nur diese Strahlung auf die Mantelfläche des zugehörigen Zylin ders trifft. In this embodiment of He is the invention, advantageously, the height of the cylinder just chosen such that substantially all of the radiation incident at an angle to the lateral surface of the cylinder which is smaller than the critical angle of total reflection, and only this radiation onto the outer surface meets the associated Zylin id. Die übrige Strahlung trifft auf die Deckfläche des Zylinders und wird dort je nach Auftreffwinkel entweder totalreflektiert oder ausgekoppelt. The rest of the radiation impinges on the top surface of the cylinder, where it is either totally reflected or extracted depending on the angle of incidence.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gilt für den Radius R E der kreisförmigen Emissionszone die Beziehung R E ≦ R Z .n M /n S , wobei n M den Brechungsindex des um gebenden Mediums, n S den Brechungsindex des Zylindermaterials und R Z den Radius des zugehörigen Zylinders darstellen. In a particularly preferred embodiment of the invention E of the circular emission region, the relationship R E ≦ R Z .n M / n S is true for the radius R, wherein n M the refractive index of at imaging medium, n S is the refractive index of the cylindrical material, and R Z is represent the radius of the associated cylinder. Da durch kann vorteilhafterweise der Wirkungsgrad des Bauele ments optimiert werden. As can be optimized by advantageously, the efficiency of Bauele management.

Um die Auskopplung der Strahlung weiter zu verbessern ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zumindest bei einigen der Zylinder die Kante der Deckfläche abgeschrägt. To the out-coupling of the radiation to further improve the edge of the top surface is bevelled in an advantageous development of the invention at least some of the cylinders. Damit wird vorteilhafterweise eine Vergrößerung des Raum winkels erreicht, aus dem Strahlung aus der Emissionszone mit einem Einfallswinkel auf eine Grenzfläche zwischen dem Strahlungsauskoppelelement und dem dieses umgebenden Medium fällt, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist. Thus advantageously achieves an increase of the solid angle falls out of the radiation from the emitting region with an angle of incidence to a boundary surface between the Strahlungsauskoppelelement and this surrounding medium, which is smaller than the critical angle of total reflection.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß jedes Strahlungsauskoppelelement im We sentlichen die Form eines Kugelsegments aufweist und daß jede der Emissionszonen einen Abstand von einem Scheitel punkt des jeweils zugehörigen Strahlungsauskoppelelements aufweist, der gleich dem oder größer als der Radius R K des Kugelsegments ist. In a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that each Strahlungsauskoppelelement in We sentlichen the shape of a spherical segment and in that each of the emitting regions spaced apart from an apex of the respective associated Strahlungsauskoppelelements which is equal to or greater than the radius R K of the ball segment is.

Bei dieser Ausführungsform ist über Variation der Größe der Emissionszonen und des Abstandes der Emissionszonen von dem genannten jeweiligen Scheitelpunkt vorteilhafterweise die Ab strahlcharakteristik des Bauelements einstellbar. In this embodiment, the size of the emitting regions and the distance of the emitting regions of said respective vertex advantageously from beam characteristics of the device can be adjusted by variation. Hierzu weist besonders bevorzugt jede der Emissionszonen senkrecht zur Abstrahlrichtung des Bauelements eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf. For this purpose, more preferably, each of the emission areas perpendicular to the emission direction of the component has a substantially circular cross-sectional area.

Vorteilhafterweise gilt für den Radius R E jeder Emissionszone die Beziehung R E ≦ R K .n M /n S, wobei R K den Radius des zugehörigen Kugelsegments, nM den Brechungsindex des umgebenden Mediums und n S den Brechungsindex des Kugelsegmentmaterials repräsen tieren. Advantageously, each emission zone, the relationship R E ≦ R K .n M / n S, wherein R K animals the radius of the associated spherical segment, nM is the refractive index of the surrounding medium and n S is the refractive index of the spherical segment material repre applies to the radius R E. Der Mittelpunkt der kreisförmigen Querschnittsfläche der Emissionszone liegt vorteilhafterweise im Wesentlichen auf der Mittelachse des zugehörigen Kugelsegments. The center of the circular cross-sectional area of ​​the emission zone is advantageously substantially on the central axis of the associated spherical segment.

Um eine gute Vorwärtsabstrahlcharakteristik des Bauelements zu erhalten, wird der Radius R E der Emissionszonen möglichst klein, insbesondere kleiner als 0,2.R K , gewählt und ist der Abstand der Emissionszonen von dem genannten jeweiligen Scheitelpunkt in etwa gleich [R K .(1 + n M /n S )]. In order to obtain a good Vorwärtsabstrahlcharakteristik of the device, the radius R is as small as possible, especially smaller than K 0,2.R selected E of the emission zones and the distance of the emitting regions of said each vertex is approximately equal to [R K. (1 + n M / n S)].

Um eine möglichst gute Lichtauskopplung unter gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades gegenüber herkömmlichen derarti gen Bauelementen zu erreichen, ist der Abstand der Emissions zonen vom Scheitelpunkt des jeweils zugehörigen Kugelsegments in etwa gleich dem Radius des zugehörigen Kugelsegments und ist der Radius der Emissionszonen kleiner oder gleich R K .n M /n S . In order to achieve the best possible light extraction, with simultaneous increase in efficiency over conventional derarti gen components, the distance between the emission's zones from the apex of the associated spherical segment approximately equal to the radius of the associated spherical segment, and is the radius of the emission areas less than or equal to R K. n M / n S.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung weist jedes Strahlungsauskoppelelement im Wesentlichen die Form einer im Querschnitt rhombischen Säule auf, in der die Emissionszone angeordnet ist. In a further advantageous embodiment of the dung OF INVENTION Strahlungsauskoppelelement, each substantially the shape of a rhombic cross-section on column in which the emitting region is arranged. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, daß Strahlung, die zunächst ausgehend von der Emissionzone mit einem Einfallswinkel auf die Grenz fläche zwischen Strahlungsauskoppelelement und umgebenden Me dium fällt, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalre flexion, nach ein- oder mehrfacher Reflexion aus dem Bauele ment auskoppelt. This embodiment has the particular advantage that radiation incident first on the basis of the emission zone with an incidence angle on the interface between Strahlungsauskoppelelement and surrounding Me dium, which is greater than the critical angle of Totalre flexion, after single or multiple reflection from the Bauele ment couples out.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 6. Further advantageous embodiments and developments of the device are apparent from the exemplary embodiments described below in connection with Figs. 1 to 6.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 1 is a schematic representation of a section through a first embodiment,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht von oben auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a schematic representation of a plan view from above of the embodiment according to Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 3 is a schematic representation of a section through a second embodiment,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Draufsicht von oben auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, Fig. 4 is a schematic illustration of a detail of a plan view from above of the embodiment according to Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 5 is a schematic representation of a section through a third embodiment and

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Draufsicht von oben auf ein viertes Ausführungsbeispiel. Fig. 6 is a schematic representation of a plan view from above of a fourth embodiment.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 handelt es sich um einen LED-Chip 20 , bei dem auf einem Substrat 1 , das beispielweise aus n-GaAs besteht, eine Bragg-Reflektor- Schicht 16 aufgebracht ist, auf der sich eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Strahlungsauskoppelelementen 5 be findet. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2 is an LED chip 20, wherein the layer 16 is applied on a substrate 1 made for example of n-GaAs, a Bragg reflector on which a plurality will be of juxtaposed Strahlungsauskoppelelementen fifth Jedes der Strahlungsauskoppelelemente 5 weist die Form eines Zylinders 6 auf, dessen Längsmittelachse (AZ) par allel zu einer Hauptabstrahlrichtung 9 des LED-Chips liegt. Each of the Strahlungsauskoppelelemente 5 has the shape of a cylinder 6 whose longitudinal central axis (AZ) par allel is located in a main radiation direction 9 of the LED chips.

Unter Hauptabstrahlrichtung 9 des LED-Chips 20 ist diejenige Richtung zu verstehen, in der ein Großteil der in dem Chip 20 erzeugten elektromagnetischen Strahlung 3 aus diesem aus tritt. 9 under the main emission direction of the LED chip 20 that direction is to be understood in a large part of the electromagnetic radiation 3 generated in the chip 20 exits therefrom.

In jedem Zylinder 6 ist über der Bragg-Reflektor-Schicht 16 eine aktive Schichtenfolge 2 mit einer Emissionszone 4 ange ordnet, der in Hauptabstrahlrichtung 9 zunächst eine Strom aperturschicht 14 mit einer Stromdurchlaßöffnung 15 und dieser wiederum eine Kontaktschicht 17 nachgeordnet ist. In each cylinder 6 an active layer sequence with a 2-emitting region 4 is being arranged on the Bragg reflector layer 16, which in the main direction 9, first a current aperture layer 14 with a current passage 15 and in turn a contact layer is arranged downstream of the seventeenth

Die aktive Schichtenfolge 2 weist vorzugsweise etwa auf der Hälfte der Höhe h Z des Zylinders 6 mindestens einen elektro lumineszierenden pn-Übergang 21 auf und besteht beispielswei se aus InGaAlP. The active layer sequence 2 is preferably approximately half the height h Z of the cylinder 6 at least one electroluminescent pn junction 21 and is made of InGaAlP beispielswei se.

Auf der von der aktiven Schichtenfolge 2 abgewandten Seite des Substrats 1 ist ganzflächig eine Kontaktmetallisierung 19 aufgebracht. On the side facing away from the active layer sequence 2 side of the substrate 1, a contact metallization 19 is blanket deposited.

Die Stromaperturschicht 14 dient dazu, den Stromfluß durch die aktive Schichtenfolge 2 und damit durch den elektrolumi neszierenden pn-Übergang 21 auf den Bereich der gewünschten Emissionszone 4 einzugrenzen. The current aperture 14 serves to limit the current flow through the active layer sequence 2 and thus through the elektrolumi neszierenden pn junction 21 on the range of the desired emission zone. 4 Sie besteht beispielsweise aus AlAs und ist bis auf die Stromdurchlassöffnung 15 oxidiert, dh elektrisch isolierend, jedoch für die in der Emissions zone 4 erzeugte Strahlung durchlässig. It consists, for example, AlAs and is oxidized to the flow passage opening 15, that is electrically insulating, however, for the emission generated in the zone 4 radiation permeable.

Eine andere Art der Realisierung der Stromaperturschicht 14 besteht darin, auf die aktive Schichtenfolge 2 eine Schich tenfolge mit einem entgegengesetzt zum pn-Übergang 21 der ak tiven Schichtenfolge 2 gepolten pn-Übergang aufzubringen, in den im Bereich der vorgesehenen Stromdurchlassöffnung 15 ein Fenster geätzt ist. Another type of realization of the current aperture 14 is on the active layer sequence 2 is a Schich tenfolge with an opposite direction to the pn junction 21 of the ak tive layer sequence 2 apply poled pn junction, a window is etched in the in the region of the intended flow passage opening 15 , Die Schichtenfolge mit dem entgegenge setzt zum pn-Übergang 21 ist für die im Chip erzeugte Strah lung durchlässig und besteht beispielsweise aus demselben Ma terial wie die aktive Schichtenfolge 2 . The layer sequence with the sets entgegenge to the pn junction 21 is lung permeable to the generated in the chip Strah and consists for example TERIAL as the active layer sequence 2 of the same Ma.

Eine Stromaperturschicht 14 kann alternativ oder zusätzlich zwischen der aktiven Schichtenfolge 2 und dem Substrat 1 an geordnet sein. A current aperture layer 14 may be arranged alternatively or in addition, between the active layer sequence 2 and the substrate 1 at.

Die Bragg-Reflektor-Schicht 16 dient dazu, eine von den Emis sionszonen 4 zum Substrat 1 hin ausgesandte Strahlung wieder nach vorne zu reflektieren. The Bragg reflector layer 16 serves to reflect a version of the zones Emis 4 toward the substrate 1 emitted radiation back to the front. Derartige Bragg-Reflektor- Schichten sind an sich bekannt und werden daher an diese Stelle nicht weitergehend erläutert. Such Bragg reflector layers are known per se and will therefore not be further explained at this point.

Die Kontaktschicht 17 besteht beispielsweise wiederum aus In- GaAlP. The contact layer 17 is for example again from home GaAlP.

Auf der Deckfläche 10 jedes Zylinders 6 befindet sich ein Ringkontakt 11 , der im Wesentlichen nur denjenigen Bereich des Zylinders 6 bedeckt, durch den aufgrund Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Zylinder 6 und dem umgebenden Medium nur wenig oder gar keine Strahlung ausgekoppelt werden würde. On the top surface 10 of each cylinder 6 there is a ring contact 11, which substantially covers only that portion of the cylinder 6, only little or no radiation would be coupled through the basis of total reflection at the interface between the cylinder 6 and the surrounding medium. Die Ringkontakte 11 sind untereinander durch elektrisch lei tende Stege 12 verbunden und ein zentraler Teil der Vorder seite des LED-Chips ist mit einem Bondpad 18 bedeckt, der mit den Ringkontakten 11 elektrisch leitend verbunden ist (vgl. Fig. 2). The ring contacts 11 are connected to each other by electrically lei tend webs 12 and a central part of the front side of the LED chip is covered with a bonding pad 18 which is electrically conductively connected to the ring contacts 11 (see FIG. FIG. 2).

Zwischen den Zylindern 6 ist auf der Bragg-Reflektor-Schicht 16 vorzugsweise eine reflektierende Oberfläche oder Schicht 22 vorgesehen, die zumindest einen Teil einer von den Zylin dern 6 zum Substrat 1 hin ausgesandten Strahlung wieder zur Abstrahlrichtung 9 hin reflektiert. Between the cylinders 6, a reflective surface or layer 22 is provided on the Bragg reflector layer 16 preferably reflects at least a portion of countries of the Zylin 6 to the substrate 1 back to the radiation emitted radiation towards 9.

Die Zylinder 6 werden beispielsweise mittels ganzflächigem epitaktischem Aufbringen der Bragg-Reflektor-Schicht 16 , der aktiven Schichtenfolge 2 , der Stromaperturschicht 14 und der Kontaktschicht 17 auf das Substrat 1 und nachfolgender Foto lithographie-Technik und Ätzen hergestellt. The cylinders 6 are prepared for example by an all over application of the epitaxial Bragg reflector layer 16, the active layer sequence 2, the current aperture 14 and the contact layer 17 on the substrate 1 and subsequent photolithography technique and etching.

Eine andere Methode zur Erzeugung der Zylinder 6 besteht dar in, daß zunächst auf die Bragg-Reflektor-Schicht 16 eine Mas kenschicht aufgebracht wird, in die nachfolgend mittels Foto lithographie-Technik und Ätzen kreisrunde Fenster geätzt wer den. Another method for producing the cylinder 6 is illustrates in that first a Mas is kenschicht applied to the Bragg reflector layer 16, subsequently etched into the means of photolithography technique and etching the circular windows who. In diesen Fenstern werden nachfolgend die aktive Schich tenfolge 2 , die Stromaperturschicht 14 und die Kontaktschicht 17 epitaktisch abgeschieden. In these windows, the active Schich are subsequently tenfolge 2, the current aperture 14 and the contact layer 17 is epitaxially deposited. Die Maskenschicht ist hierbei so gewählt, daß auf dieser im Wesentlichen keine epitaktische Abscheidung des Materials der aktiven Schichtenfolge 2 , der Stromaperturschicht 14 und der Kontaktschicht 17 erfolgt. The mask layer is so selected that takes place on this substantially no epitaxial deposition of material of the active layer sequence 2, the current aperture 14 and the contact layer 17th Die Maskenschicht wird nach dem Abscheiden der Zylinder 6 bei spielsweise mittels Ätzen entfernt. The mask layer is removed after the deposition of the cylinder 6 with play by means of etching.

Die Stromdurchlassöffnung 15 wird im Falle einer dafür ver wendeten oxidierbaren Schicht dadurch erzeugt, daß diese oxi dierbare Schicht nach dem Herstellen der Zylinder 6 mittels Tempern in einer sauerstoffhaltigen oder feuchten Atmosphäre von außen nach innen bis auf die gewünschte Stromdurchlass öffnung 15 oxidiert und damit elektrisch isolierend gemacht wird. The flow passage opening 15 is in case of this ver used oxidizable layer produced in that this oxi Dierbare layer is oxidized after the production of the cylinder 6 by means of annealing in an oxygen-containing or moist atmosphere from the outside inwards to the desired flow passage opening 15 and thus electrically insulating is made.

Im Falle der Verwendung eines entgegengesetzt zum pn-Übergang 21 der aktiven Schichtenfolge 2 gepolten pn-Übergangs für die Stromaperturschicht 14 wird zum Herstellen der Stromdurchlass öffnung 15 nach dem Aufwachsen der Schichtenfolge für den entgegengesetzt gepolten pn-Übergang in diese vor dem Auf bringen der Kontaktschicht 17 mittels Fotolithographie- Technik und Ätzen ein Fenster geätzt, das die Stromdurchlass öffnung 15 definiert. In the case of using an opposite direction to the pn junction 21 of the active layer sequence 2 poled pn junction for the current aperture 14 is for producing the flow passage opening 15 after growth of the layer sequence for the oppositely poled pn junction in this before to bring the contact layer 17 etched by means of photolithography technique and etching a window which defines the flow passage opening 15th

Bei einer nochmals anderen Ausführungsform, die keine Strom aperturschicht 14 benötigt, wird der elektrolumineszierende pn-Übergang nicht ganzflächig über dem Substrat erzeugt, son dern nur lokal in den Bereichen der vorgesehenen Emissionszo nen 4 , beispielsweise mittels Ionenimplantation in der akti ven Schichtenfolge 2 ausgebildet. In yet another embodiment, the aperture layer no stream 14 is needed, the electroluminescent pn junction is not generated over the entire area over the substrate, son countries only locally ns 4 in the areas of the intended Emissionszo, for example by ion implantation in the acti ven layer sequence 2 is formed. Dazu wird nach dem Aufwach sen der aktiven Schichtenfolge 2 auf diese eine Maskenschicht aufgebracht, die Fenster zur Ionenimplantation aufweist. For this is applied after the wake of the active layer sequence 2 sen to this, a mask layer having windows for ion implantation.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 handelt es sich wieder um einen LED-Chip 20 , bei dem auf einem Sub strat 1 , das beispielweise aus n-GaAs besteht, eine Bragg- Reflektor-Schicht 16 aufgebracht ist. In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, there is again an LED chip 20, wherein the strat on a Sub 1, which consists for example of n-GaAs, a Bragg reflector layer 16 is applied. Auf dieser Bragg- Reflektor-Schicht 16 befindet sich eine aktive Schichtenfolge 2 mit mindestens einem elektrolumineszierenden pn-Übergang 21 , in der eine Mehrzahl von Emissionszonen 4 angeordnet sind. On this Bragg reflector layer 16 is an active layer sequence 2 having at least one electroluminescent pn junction 21 in which are a plurality of emitting regions. 4

Der aktiven Schichtenfolge 2 ist in Hauptabstrahlrichtung 9 des Bauelements eine Stromaperturschicht 14 mit einer Mehr zahl von Stromdurchlassöffnungen 15 nachgeordnet. The active layer sequence 2 is arranged downstream in the main direction 9 of the device, a current aperture 14 having a plurality of flow passage openings 15 °. Die Strom durchlassöffnungen 15 dienen auch hier dazu, den Stromfluß durch die aktive Schichtenfolge 2 und damit durch den elek trolumineszierenden pn-Übergang 21 auf den Bereich der ge wünschten Emissionszonen 4 einzugrenzen. The current passage openings 15 serve also to confine the current flow through the active layer sequence 2 and thus through the elec trolumineszierenden pn junction 21 to the region of ge desired emission zones. 4

Eine derartige Stromaperturschicht 14 kann alternativ oder zusätzlich zwischen der aktiven Schichtenfolge 2 und dem Sub strat 1 angeordnet sein. Such a current aperture 14 can alternatively or additionally be disposed between the active layer sequence 2 and the sub strate. 1

Weiterhin ist jeder Emissionszone 4 in Hauptabstrahlrichtung 9 des Bauelements ein Strahlungsauskoppelelement 5 nachgeord net, das die Form eines Kugelsegments 7 , hier einer Halbku gel, aufweist. Furthermore, each emitting region 4 is in the main direction 9 of the component 5 a Strahlungsauskoppelelement nachgeord net having the shape of a spherical segment 7, here a Halbku gel. Zwischen den Kugelsegmenten 7 ist auf der Stromaperturschicht 14 ein ohmscher Kontakt 23 aufgebracht, der lediglich die Ränder der Kugelsegmente 7 bedeckt. Between the spherical segments 7, an ohmic contact 23 is applied to the current aperture 14 which covers only the edges of the spherical segments. 7

In einem Teilbereich der Chip-Vorderseite, die keine Kugel segmente 7 aufweist, ist auf der Stromaperturschicht 14 ein Bondpad 18 ausgebildet, der mit dem ohmschen Kontakt 23 elek trisch leitend verbunden ist (vgl. Fig. 4). In a partial region of the chip front surface, the segments comprising no ball 7, a bonding pad 18 is formed on the current aperture 14 which is connected elec trically conductive with the ohmic contact 23 (see. Fig. 4).

Jede der Emissionszonen 4 weist bevorzugt eine senkrecht zu einer Abstrahlrichtung des Bauelements liegende Querschnitts fläche auf, die im Wesentlichen kreisförmig ist und einen Ra dius R E besitzt, der gleich dem oder kleiner als der Radius R K des zugehörigen Kugelsegments 7 ist. Each of the emission zones 4 preferably has an axis perpendicular to an emission direction of the component section on surface which is substantially circular and a Ra dius R E is equal to or smaller than the radius R K of the associated spherical segment. 7

Für den Radius R E jeder Emissionszone 4 gilt R E ≦ R K .n M /n S , wo bei R K den Radius des zugehörigen Kugelsegments 7 , n M den Bre chungsindex des umgebenden Mediums M, z. For the radius R E each emission zone 4 R E ≦ R K .n M / n S applies, where R K at the radius of the associated spherical segment 7, n M to a refracting index of the surrounding medium M, z. B. Kunststoff, und n S den Brechungsindex des Kugelsegmentmaterials darstellen. As plastic, and n S represent the refractive index of the spherical segment material. Der Mittelpunkt der kreisförmigen Querschnittsfläche der Emissionszone 4 liegt im Wesentlichen auf der Mittelachse AK des zugehörigen Kugelsegments 7 . The center of the circular cross-sectional area of the emitting region 4 is located substantially on the center axis AK of the associated spherical segment. 7

Für den Abstand d der Emissionszonen 4 vom Scheitelpunkt S des jeweils zugeordneten Kugelsegments 7 gilt vorzugsweise R K ≦ d ≦ R K .(1 + n M /n S ). For the distance of the emission zones 4 d from the vertex S of the associated spherical segment 7 preferably applies R K ≦ d ≦ R K. (1 + n M / n S).

Die Stromaperturenschicht 14 besteht beispielsweise aus oxi dierbarem Halbleitermaterial. The Stromaperturenschicht 14 consists for example of oxi dierbarem semiconductor material. Dieses ist bis auf Stromdurch lassöffnungen 15 , die die Größe der Emissionszonen 4 in der aktiven Schichtenfolge 2 definieren, oxidiert und folglich elektrisch isolierend aber für die von den Emissionszonen 4 ausgesandte Strahlung durchlässig. This is oxidized and hence but for electrically insulating the radiation emitted by the emitting regions 4 on the radiation permeable to current passage openings 15 which define the size of the emitting regions 4 in the active layer sequence the second

Eine andere Art der Realisierung der Stromaperturschicht 14 besteht darin, auf die aktive Schichtenfolge 2 eine Schich tenfolge mit einem entgegengesetzt zum pn-Übergang 21 der ak tiven Schichtenfolge 2 gepolten pn-Übergang aufzubringen, in den im Bereich der vorgesehenen Stromdurchlassöffnungen 15 Fenster ausgebildet sind. Another type of realization of the current aperture 14 is on the active layer sequence 2 is a Schich tenfolge with an opposite direction to the pn junction 21 of the ak tive layer sequence applied 2 poled pn junction 15 windows are formed in the in the region of the intended flow passage openings.

Die Kugelsegmente 7 bestehen vorzugsweise aus einem Halblei termaterial, das elektrisch leitend und für die von dem Bau element ausgesandte elektromagnetische Strahlung 3 durchläs sig ist. The spherical segments 7 are preferably made of a semiconducting termaterial, which is electrically conductive and the element emitted by the construction of electromagnetic radiation 3 durchläs sig. Im Falle einer aktiven Schichtenfolge 2 aus InGaAlP eignen sich vorzugsweise Kugelsegmente 7 aus leitfähig do tiertem InGaAlP. In the case of an active layer sequence 2 of InGaAlP preferably spherical segments 7 are made of conductive do tiertem InGaAlP.

Bei einer ersten Variante zur Herstellung eines Bauelements gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 wird nach dem Auf bringen der aktiven Schichtenfolge 2 , die z. In a first variant for manufacturing a device according to the embodiment of FIG. 3, after the On bringing the active layer sequence 2, z. B. eine n dotierte und eine p-dotierte InGaAlP-Schicht aufweist, eine oxidierbare leitend dotierte Halbleiterschicht aufgebracht, die beispielsweise aus AlAs besteht. For example, a n-doped and a p-type InGaAlP layer applied an oxidizable type doped semiconductor layer, which consists for example of AlAs. Nachfolgend wird eine elektrisch leitend dotierte strahlungsdurchlässige Halblei terschicht, im vorliegenden Beispielfall eine p-dotierte In- GaAlP-Halbleiterschicht, aufgebracht. Subsequently, an electrically conductively doped radiation-transparent semiconducting terschicht is, in the present example a p-doped semiconductor layer domestic GaAlP applied. In dieser werden dann mittels Ätzen die Kugelsegmente 7 ausgebildet, derart, daß zwischen den Kugelsegmenten 7 die oxidierbare Halbleiter schicht freigelegt ist. In this, the spherical segments 7 are then formed by etching, such that the oxidizable semiconductor layer is exposed between the spherical segments. 7 In einem Oxidationsprozeß in sauer stoffhaltiger Atmosphäre wird nachfolgend die oxidierbare Schicht von außen nach innen bis auf die vorgesehenen Strom durchlassöffnungen 15 aufoxidiert. In an oxidation process in acidic atmosphere stoffhaltiger the oxidizable layer from the outside to the inside is referred to on the intended flow passage openings 15 are oxidized. Nachfolgend wird der ohm sche Kontakt 23 , z. Subsequently, the ohm specific contact 23, z is. B. in Form einer bekannten Kontaktmetal lisierung, aufgebracht, der im Wesentlichen nur die Ränder der Kugelsegmente 7 bedeckt. B. capitalization in the form of a known contact metal, applied substantially only the edges of the spherical segments 7 covers.

Gemäß einer zweiten Variante zur Herstellung eines Bauele ments gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 wird nach dem Aufbringen der aktiven Schichtenfolge 2 , die z. In a second variant for producing a Bauele member according to the embodiment of FIG. 3, z is after application of the active layers 2,. B. eine n dotierte 26 und eine p-dotierte InGaAlP-Schicht 27 aufweist, auf dieser eine Schichtenfolge mit einem entgegengesetzt zum pn-Übergang 21 der aktiven Schichtenfolge 2 gepolten pn- Übergang aufgebracht. For example, a doped n 26 and a p-type InGaAlP layer 27 having thereon a layer sequence with an opposite direction to the pn junction 21 of the active layer sequence 2 poled pn junction. Dazu wird im genannten Beispielfall vorzugsweise auf der p-InGaAlP-Schicht eine p- und dann eine n-dotierte InGaAlP-Schicht durch epitaktisches Wachstum auf gebracht, vorzugsweise ohne die Abscheidung zu unterbrechen. For this purpose, as in the case mentioned preferably on the p-InGaAlP layer, a p-type and then placed an n-type InGaAlP layer by epitaxial growth, preferably without interrupting the deposition. Anschließend wird nach vorheriger Anwendung einer Fotolitho graphie-Technik die n-dotierte InGaAlP-Schicht der Schichten folge mit dem entgegengesetzt gepolten pn-Übergang im Bereich der gewünschten Stromdurchlassöffnung durch Ätzen entfernt. chromatography technique is then the n-type InGaAlP layer of the layer sequence with the opposite polarity pn junction in the area of ​​desired current through hole is removed by etching after prior application of a Fotolitho. Danach wird auf der freigelegten p-InGaAlP-Schicht und auf der stehengebliebenen n-InGaAlP-Schicht eine p-InGaAlP- Schicht mit einer Dicke D aufgewachsen. Thereafter, a p-InGaAlP layer is grown with a thickness D on the exposed p-InGaAlP layer and on the stalled n-InGaAlP layer. In diese wird nach folgend eine Mehrzahl von Halbkugeln 7 geätzt, derart, daß zwischen den Halbkugeln 7 die n-InGaAlP-Schicht freigelegt ist. In these, a plurality, is etched from hemispheres 7 according to the following such that the n-InGaAlP layer is exposed between the hemispheres. 7 Anschließend wird der ohmsche p-Kontakt 23 aufgebracht, der im Wesentlichen nur die Kugelränder bedeckt. Subsequently, the p-type ohmic contact 23 is deposited, covering only the edges of substantially spherical. Der Bondpad 18 wird in gleicher Weise wie bei der oben beschriebenen er sten Variante aufgebracht. The bonding pad 18 is applied in the same manner as in the above-described most he variant. Der ohmsche Kontakt 23 und der Bondpad 18 können unmittelbar auf die n-dotierte InGaAlP- Sperrschicht aufgebracht werden. The ohmic contact 23 and the bonding pad 18 can be applied directly on the n-type InGaAlP barrier layer. Sollte es erforderlich sein, so kann zum Schutz gegen Durchkontaktieren der Bondpad mit einem isolierenden Oxid, einem isolierenden Nitrid oder mit einer protonenimplantierten, isolierenden Schicht unterlegt sein. Should it be necessary, can be underlaid to protect against by contacting the bonding pad with an insulating oxide, nitride, or an insulating with a proton, insulating layer.

Die Bragg-Reflektor-Schicht 16 ist optional und kann sowohl bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als auch bei denen gemäß den Fig. 3 und 5 weggelassen oder bei einem Substrat 1 , das für die ausgesandte elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, durch eine reflektierende Rückseite des Sub strats 1 ersetzt werden. The Bragg-reflector layer 16 is optional and may be omitted as shown in FIGS. 3 and 5, both in the embodiment according to FIG. 1 and in which or with a substrate 1 which is transparent to the electromagnetic radiation emitted by a reflective back the Sub be replaced strats. 1

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 3 im Wesentlichen dadurch, daß an Stelle der Halbkugeln 7 als Strahlungsauskoppelelemente 5 Kegelstümpfe oder Polyeder 24 vorgesehen sind. The embodiment of FIG. 5 differs from that of Fig. 3 differs essentially in that 5 truncated cones or polyhedrons 24 are provided instead of the half-spheres 7 as Strahlungsauskoppelelemente.

Zur Herstellung der Kegelstümpfe oder Polyeder 24 wird bei einem Verfahren der oben beschriebenen zweiten Variante nach dem Herstellen der Stromaperturschicht 14 auf deren n- InGaAlP-Schicht eine Oxidmaske 25 aufgebracht, die so struk turiert und ausgerichtet ist, daß sie um die Stromdurchlaß öffnung 15 herum eine Fläche ausspart, die im Wesentlichen der Größe der Grundfläche der vorgesehenen Kegelstümpfe oder Polyeder 24 entspricht. For the production of the truncated cones or polyhedron 24 an oxide mask 25 is applied in a method of the second variant described above, after forming the current aperture 14 on the n-InGaAlP layer which is so constructive tured and oriented such that it around the current passage opening 15 omits an area which substantially corresponds to the size of the footprint of the intended truncated cones or polyhedron 24th Durch geeignete Abscheidebedingungen wird nachfolgend auf dem freigelegten p-InGaAlP-Fleck der Stromdurchlaßöffnung 15 und auf der nicht von der Oxidmaske 25 bedeckten Fläche der n-InGaAlP-Schicht der Stromapertur schicht 14 eine p-InGaAlP-Schicht selektiv epitaktisch abge schieden, was heißt, daß auf der Oxidmaske keine epitaktische Abscheidung erfolgt. By suitable deposition is subsequently eliminated selectively epitaxially abge on the exposed p-InGaAlP spot of the current passage 15 and on the non-covered by the oxide mask 25 surface of the n-InGaAlP layer of the current aperture layer 14, a p-InGaAlP layer, which means that on the oxide mask deposition is not epitaxial. Die Wachstumsbedingungen werden dabei so gewählt, daß die Kegelstümpfe oder Polyeder 24 entstehen. The growth conditions are chosen so that the truncated cones or polyhedra 24 arise. Nachfolgend wird zwischen den Kegelstümpfen oder Polyedern 24 auf die Oxidmaske 25 ein ohmscher p-Kontakt 23 aufgebracht, der im Wesentlichen nur die Ränder der Kegelstümpfe oder Po lyeder 24 bedeckt. Below is applied between the truncated cones or polyhedra 24 on the oxide mask 25, an ohmic p-contact 23, which substantially covers only the edges of the truncated cones or Po lyeder 24th

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 im Wesentlichen dadurch, daß die Strahlungs auskoppelelemente 5 hier im Wesentlichen jeweils die Form ei ner im Querschnitt rhombischen Säule aufweisen. The embodiment of Fig. 6 differs from that of FIG. 1 is substantially characterized in that the radiation outcoupling elements 5 have here substantially each in the form ei ner rhombic in cross-section column. Die Vorteile dieser Ausgestaltung bestehen, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung angeführt, darin, daß Strahlung, die zunächst ausgehend von der Emissionzone 4 mit einem Einfalls winkel auf die Grenzfläche zwischen Strahlungsauskoppelele ment 5 und umgebenden Medium M fällt, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, nach ein- oder mehrfacher To talreflexion letztendlich doch aus dem Bauelement auskoppelt. The advantages of this embodiment consist, as mentioned already in the general part of the description, is that radiation, which first ment from the emission zone 4 with an incidence angle on the interface between Strahlungsauskoppelele falls 5 and the surrounding medium M, which is greater than the critical angle couples out of total reflection, after single or multiple to talreflexion but ultimately out of the device.

Claims (25)

  1. 1. Monolithisches elektrolumineszierendes Bauelement, ins besondere LED-Chip, bei dem 1. Monolithic electroluminescent component, in particular LED chip in which
    • - auf einem Substrat ( 1 ) eine aktive Schichtenfolge ( 2 ) ange ordnet ist, die geeignet ist, bei Stromfluß durch das Bauele ment elektromagnetische Strahlung ( 3 ) auszusenden, Is on a substrate (1) an active layer sequence (2) being arranged, which is suitable when a current flows through the Bauele electromagnetic radiation (3) ment emit, -
    • - der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) in einer Abstrahlrichtung ( 9 ) des Bauelements eine Strahlungsauskoppelschicht ( 13 ) nachgeordnet ist, durch die zumindest ein Teil der elektroma gnetischen Strahlung aus dem Bauelement ausgekoppelbar ist, und bei dem - the active layer sequence (2) in a direction of radiation (9) of the component a Strahlungsauskoppelschicht (13) is arranged downstream, through which at least a part of electromag netic radiation from the device is ausgekoppelbar, and in which
    • - an die Strahlungsauskoppelschicht ( 13 ) ein Medium angrenzt, dessen Brechungsindex (n M ) kleiner ist als der Brechungsindex (n S ) des Materials der Strahlungsauskoppelschicht ( 13 ), - the Strahlungsauskoppelschicht (13) adjacent a medium whose refractive index (n M) is smaller than the refractive index (n S) of the material of Strahlungsauskoppelschicht (13)
    dadurch gekennzeichnet , daß characterized in that
    die aktive Schichtenfolge ( 2 ) eine Mehrzahl von in Bezug auf die Abstrahlrichtung ( 9 ) nebeneinander angeordnete Emissions zonen ( 4 ) aufweist und daß die Strahlungsauskoppelschicht ( 13 ) für jede dieser Emissionszonen ( 4 ) ein dieser zugeordne tes Strahlungsauskoppelelement ( 5 ) aufweist, durch das eine in der zugehörigen Emissionszone ( 4 ) erzeugte elektromagneti sche Strahlung aus dem Bauelement ausgekoppelt wird. the active layer sequence (2) a plurality of with respect to the direction of radiation (9) arranged side by side emission zones (4) and in that the Strahlungsauskoppelschicht (13) for each of these emission zones (4) comprises a this supplied arrange tes Strahlungsauskoppelelement (5), by the specific electromagnetic radiation generated in an emission of the associated zone (4) is coupled out of the device.
  2. 2. Bauelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. The component according to claim 1, characterized in that
    daß die Strahlungsauskoppelelemente ( 5 ) jeweils die Form ei nes Zylinders ( 6 ) aufweisen, dessen Längsmittelachse (AZ) im Wesentlichen parallel zur Abstrahlrichtung ( 9 ) liegt, und that the Strahlungsauskoppelelemente (5) each in the form ei nes cylinder (6) whose longitudinal central axis (AZ) is substantially parallel to the direction of radiation (9), and
    daß die Emissionszonen ( 4 ) im jeweils zugeordneten Zylinder ( 6 ) oder in Abstrahlrichtung ( 9 ) des Bauelements gesehen vor dem jeweils zugeordneten Zylinder ( 6 ) angeordnet ist. that the emission zone (4) is arranged seen in the respectively associated cylinder (6) or in the emission direction (9) of the component before the respectively associated cylinder (6).
  3. 3. Bauelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionszonen ( 4 ) jeweils eine senkrecht zur Mittelachse (AZ) des zugehörigen Zylinders ( 6 ) liegende Querschnittsflä che aufweisen, die im Wesentlichen kreisförmig ist und den selben oder einen kleineren Durchmesser als der zugehörige Zylinder ( 6 ) aufweist. Comprise 3. The component according to claim 2, characterized in that the emission zone (4) each have a perpendicular to the central axis (AZ) of the associated cylinder (6) lying Querschnittsflä surface which is substantially circular and the same or a smaller diameter than the associated cylinder (6).
  4. 4. Bauelement gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der kreisförmigen Querschnittsfläche jeder Emissionszone ( 4 ) im Wesentlichen auf der Mittelachse (AZ) des zugehörigen Zylinders ( 6 ) liegt. 4. The component according to claim 3, characterized in that the center of the circular cross-sectional area is each emission zone (4) is substantially on the center axis (AZ) of the associated cylinder (6).
  5. 5. Bauelement gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und Form der Emissionszonen ( 4 ) jeweils mittels ei ner Stromaperturschicht ( 14 ) mit einer Stromdurchlassöffnung ( 15 ), die kleiner ist als die Querschnittsfläche des zugehö rigen Zylinders ( 5 ), definiert ist. 5. The component according to claim 3 or 4, characterized in that the size and shape of the emitting regions (4) each by means of egg ner current aperture (14) having a flow passage opening (15) which is smaller than the cross-sectional area of the zugehö ring cylinder (5) is defined.
  6. 6. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Höhe h Z jedes Zylinders ( 6 ) gilt: 6. The component according to one of claims 3 to 5, characterized in that for the height h Z of each cylinder (6):
    h Z ≅ 2.tanα G .(R Z + R E ) h Z ≅ 2.tanα G. (R + Z R E)
    mit: With:
    α G : Grenzwinkel der Totalreflexion beim Übergang vom Zylinder ( 6 ) zum umgebenden Medium (M) α G: critical angle of total reflection at the transition from the cylinder (6) to the surrounding medium (M)
    R Z : Radius des Zylinders ( 6 ) R Z: radius of the cylinder (6)
    R E : Radius der zugehörigen Emissionszone ( 4 ) R E: radius of the associated emission zone (4)
    und daß die Emissionszone ( 4 ) im Wesentlichen in halber Höhe (h Z ) des zugehörigen Zylinders ( 6 ) angeordnet ist. and in that the emission zone (4) substantially at half the height (h Z) of the associated cylinder (6) is arranged.
  7. 7. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Emissionszone ( 4 ) gilt: 7. The component according to one of claims 3 to 6, characterized in that for each emitting region (4) applies:
    R E ≦ R Z .n M /n S R E ≦ R Z .n M / n S
    wobei: in which:
    R E : Radius der Emissionszone ( 4 ) R E: Radius of the emission zone (4)
    n M : Brechungsindex des umgebenden Mediums (M) n M: the refractive index of the ambient medium (M)
    n S : Brechungsindex des Zylindermaterials S n: refractive index of the cylindrical material
    R Z : Radius des zugehörigen Zylinders ( 6 ). R Z: radius of the associated cylinder (6).
  8. 8. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, 8. The component according to one of claims 2 to 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
    auf einer Deckfläche ( 10 ) eines jeden Zylinders ( 6 ) eine ringförmige Kontaktmetallisierung ( 11 ) zur Bestromung der zugehörigen Emissionszonen ( 4 ) vorgesehen ist, die am Rand der Deckfläche verläuft, und on a top surface (10) of each cylinder (6) has an annular contact metallization (11) for energizing the associated emission areas (4) is provided which runs along the edge of the top surface, and
    daß alle Kontaktmetallisierungen ( 11 ) untereinander mittels elektrisch leitender Stege ( 12 ) verbunden sind. that all the contact metallizations (11) with each other by means of electrically conductive bars (12) are connected.
  9. 9. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei einigen der Zylinder ( 6 ) die Kante der Deckfläche ( 10 ) abgeschrägt ist. 9. The component according to one of claims 2 to 8, characterized in that at least some of the cylinders (6) the edge of the top surface (10) is chamfered.
  10. 10. Bauelement gemäß Anspruch 1, 10. The component according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, characterized,
    daß jedes Strahlungsauskoppelelement ( 5 ) im Wesentlichen die Form eines Kugelsegments ( 7 ) aufweist und that each Strahlungsauskoppelelement (5) essentially has the shape of a spherical segment (7) and
    daß jede der Emissionszonen ( 4 ) einen Abstand (d) von einem Scheitelpunkt (S) des jeweils zugehörigen Strahlungsauskoppel elements ( 5 ) aufweist, der gleich dem oder größer als der Radius (R K ) des Kugelsegments ( 7 ) ist. that each of the emitting regions (4) (d) from an apex (S) of the respectively associated Strahlungsauskoppel elements (5) having a distance which is equal to or greater than the radius (R K) of the spherical segment (7).
  11. 11. Bauelement gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Emissionszonen ( 4 ) eine senkrecht zu einer Abstrahl richtung des Bauelements liegende Querschnittsfläche auf weist, die im Wesentlichen kreisförmig ist und einen Radius (R E ) aufweist, der gleich dem oder kleiner als der Radius (R K ) des zugehörigen Kugelsegments ( 7 ) ist. Comprises 11. The component according to claim 10, characterized in that each of the emitting regions (4) has an axis perpendicular to the radiating direction of the component cross-sectional area which is substantially circular and has a radius (R E) which is equal to or less than the radius (R K) of the associated spherical segment (7).
  12. 12. Bauelement gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den Radius R E jeder Emissionszone ( 4 ) gilt: 12. The component according to claim 11, characterized in that (4) applies to the radius R E each emission zone:
    R E ≦ R K .n M /n S R E ≦ R K .n M / n S
    wobei: in which:
    R K : Radius des zugehörigen Kugelsegments ( 7 ) R K: radius of the associated spherical segment (7)
    n M : Brechungsindex des umgebenden Mediums (M) n M: the refractive index of the ambient medium (M)
    n S : Brechungsindex des Kugelsegmentmaterials S n: refractive index of the spherical segment material
    und daß der Mittelpunkt (ME) der kreisförmigen Querschnitts fläche der Emissionszone ( 4 ) im Wesentlichen auf der Mittel achse (AK) des zugehörigen Kugelsegments ( 7 ) liegt. and that the center (ME) area of the circular cross section of the emitting region (4) is substantially on the center axis (AK) of the associated spherical segment (7).
  13. 13. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Emissionszone ( 4 ) gilt: 13. The component according to any one of claims 10 to 12, characterized in that for each emitting region (4) applies:
    R K ≦ d ≦ R K .(1 + n M /n S ) R K ≦ d ≦ R K. (1 + n M / n S)
    mit: With:
    d: Abstand der Emissionszone ( 4 ) vom Scheitelpunkt (S) des Kugelsegments ( 7 ). d: distance between the emission zone (4) from the apex (S) of the ball segment (7).
  14. 14. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat ( 1 ) ganzflächig die aktive Schichtenfolge ( 2 ) aufgebracht ist, die eine elektrolumineszierende Schicht aufweist, daß über der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) eine Stromaperturen schicht ( 14 ) aus oxidierbarem Halbleitermaterial angeordnet ist, die bis auf Stromdurchlassöffnungen ( 15 ), die die Größe der Emissionszonen ( 4 ) in der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) de finieren, oxidiert und folglich elektrisch isolierend aber für die von den Emissionszonen ( 4 ) ausgesandte Strahlung durchlässig ist, und daß über dieser Stromaperturenschicht ( 14 ) eine weitere Halb leiterschicht angeordnet ist, in der die Strahlungsauskoppel elemente ( 5 ) ausgebildet sind. 14. The component according to any one of claims 1 or 10 to 13, characterized in that on the substrate (1), the active layer sequence (2) is applied over the entire surface, which has an electroluminescent layer, that on the active layer sequence (2) layer, a current apertures (14) of oxidizable semiconductor material, the finishing, oxidized and consequently emitted but electrically insulated by the emission zone (4) up to current passage openings (15) the size of the emitting regions (4) in the active layer sequence (2) de radiation is permeable, and that above this Stromaperturenschicht (14), a further semi-conductor layer is arranged in which the Strahlungsauskoppel elements (5) are formed.
  15. 15. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat ( 1 ) ganzflächig die aktive Schichtenfolge ( 2 ) aufgebracht ist, die eine elektrolumineszierende Schicht aufweist, daß über der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) eine Stromaperturen schicht ( 14 ) angeordnet ist, die bis auf Stromdurchlassöff nungen ( 15 ), die die Größe der Emissionszonen ( 4 ) in der ak tiven Schichtenfolge ( 2 ) definieren, einen entgegengesetzt zur Durchlaßrichtung des Bauelements gepolten pn-Übergang aufweist, und daß über dieser Stromaperturenschicht ( 14 ) eine weitere Halbleiterschicht angeordnet ist, in der die Strah lungsauskoppelelemente ( 5 ) ausgebildet sind. 15. The component according to any one of claims 1 or 10 to 13, characterized in that on the substrate (1), the active layer sequence (2) is applied over the entire surface, which has an electroluminescent layer, that on the active layer sequence (2) layer, a current apertures (14) is arranged which up to Stromdurchlassöff voltages (15) defining the size of the emitting regions (4) in the ak tive layer sequence (2), having an opposite direction to the forward direction of the device poled pn junction, and in that above this Stromaperturenschicht (14) a further semiconductor layer is arranged in which the Strah lungsauskoppelelemente (5) are formed.
  16. 16. Bauelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Strahlungsauskoppelelement ( 5 ) im Wesentlichen die Form einer im Querschnitt rhombischen Säule ( 8 ) aufweist. 16. The component according to claim 1, characterized in that each Strahlungsauskoppelelement (5) has substantially the shape of a rhombic cross-section column (8).
  17. 17. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsauskoppelelemente ( 5 ) im Wesentlichen aus Halb leitermaterial bestehen, das für die von dem Bauelement aus gesandte Strahlung durchlässig ist, und mittels herkömmlicher naß- oder trockenchemischer Ätzverfahren monolithisch erzeugt sind. 17. The component according to one of claims 1 to 16, characterized in that the Strahlungsauskoppelelemente (5) consist essentially of semiconductor material, which is permeable to the sent from the device of radiation, and produces monolithically by conventional wet or dry chemical etching processes are ,
  18. 18. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 9 oder 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Strahlungsauskoppelelementen ( 5 ) vorhandene Oberfläche des Bauelements reflektierend ausgebildet ist. 18. The component according to any one of claims 2 to 9 or 16 or 17, characterized in that between the Strahlungsauskoppelelementen (5) existing surface of the device is reflective.
  19. 19. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder ( 6 ) mittels ganzflächigem epitaktischem Aufbrin gen der aktiven Schichtenfolge ( 2 ), einer Stromaperturschicht ( 14 ) und einer Kontaktschicht ( 17 ) auf das Substrat ( 1 ) und nachfolgender Fotolithographie-Technik und Ätzen hergestellt werden. 19. A method of manufacturing a device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the cylinder (6) by means of an all over epitaxial Aufbrin gene of the active layer sequence (2), a current aperture (14) and a contact layer (17) on the substrate (1) and subsequent photolithography technique and etching are produced.
  20. 20. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß 20. A method for manufacturing a device according to any one of claims 2 to 9, characterized in that
    zunächst auf das Substrat ( 1 ) eine Maskenschicht aufgebracht wird, in die nachfolgend mittels Fotolithographie-Technik und Ätzen kreisrunde Fenster geätzt werden, first on the substrate (1), a mask layer is applied can be etched in the following by means of photolithography technique and etching circular windows,
    daß in diesen Fenstern nachfolgend jeweils die aktive Schich tenfolge ( 2 ), eine Stromaperturschicht ( 14 ) und eine Kontakt schicht ( 17 ) epitaktisch abgeschieden werden, wobei die Mas kenschicht hierbei so gewählt wird, daß auf dieser im Wesent lichen keine epitaktische Abscheidung des Materials der akti ven Schichtenfolge ( 2 ), der Stromaperturschicht ( 14 ) und der Kontaktschicht ( 17 ) erfolgt. that in these windows following each active Schich sequence (2), a current aperture (14) and a contact layer (17) epitaxially deposited, said Mas kenschicht is in this case chosen such that on this in Wesent union no epitaxial deposition of the material carried out the acti ven layer sequence (2), the current aperture (14) and the contact layer (17).
  21. 21. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß einem Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromaperturschicht ( 14 ) eine oxidierbare Schicht verwen det wird, die nach dem Herstellen der Zylinder ( 6 ) mittels Tempern in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre von außen nach innen bis auf die gewünschten Stromdurchlassöffnungen ( 15 ) oxidiert und damit elektrisch isolierend gemacht wird. 21. A method of manufacturing a device according to a claim 19 or 20, characterized in that the current aperture (14) an oxidizable layer USAGE det is that after production of the cylinder (6) by means of annealing in an atmosphere containing oxygen from the outside to is oxidized to the desired current passage openings (15) and thus made electrically insulating.
  22. 22. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß einem Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf die aktive Schichtenfolge ( 2 ) mit dem elektrolumineszierenden pn- Übergang ( 21 ) ein entgegengesetzt zum pn-Übergang ( 21 ) der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) gepolter pn-Übergang aufgebracht wird, in den zum Herstellen der Stromdurchlassöffnung ( 15 ) vor dem Aufbringen der Kontaktschicht ( 17 ) mittels Fotolitho graphie-Technik und Ätzen ein Fenster geätzt wird, das die Stromdurchlassöffnung ( 15 ) definiert. Poled 22. A method of manufacturing a device according to a claim 19 or 20, characterized in that the active layer sequence (2) with the electroluminescent pn junction (21) opposite one to the pn junction (21) of the active layer sequence (2) pn junction is applied in the for producing the flow passage opening (15) prior to applying the contact layer (17) is etched by Fotolitho chromatography technique and etching a window which defines the flow passage opening (15).
  23. 23. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder ( 6 ) mittels ganzflächigem epitaktischem Aufbrin gen der aktiven Schichtenfolge ( 2 ), Herstellen der Emissions zonen ( 4 ) in der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) mittels Ionenim plantation, Aufbringen einer Kontaktschicht ( 17 ) auf das Sub strat ( 1 ) und nachfolgender Fotolithographie- und Ätztechnik hergestellt werden. 23. A method of manufacturing a device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the cylinder (6) by means of an all over epitaxial Aufbrin gene of the active layer sequence (2), producing the emission zones (4) in the active layer sequence (2) applying plantation means Ionenim, a contact layer (17) on the sub strate (1) and subsequent photolithography and etching technique are produced.
  24. 24. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der aktiven Schichtenfolge ( 2 ) auf das Substrat ( 1 ) eine oxidierbare leitend dotierte Halbleiter schicht aufgebracht wird, daß auf diese eine elektrisch lei tend dotierte strahlungsdurchlässige Halbleiterschicht aufge bracht wird, daß in dieser mittels Ätzen Kugelsegmente ( 7 ) ausgebildet werden, derart, daß zwischen den Kugelsegmenten ( 7 ) die oxidierbare Halbleiterschicht freigelegt ist, und daß in einem Oxidationsprozeß in sauerstoffhaltiger Atmosphäre nachfolgend die oxidierbare Schicht von außen nach innen bis auf die Stromdurchlassöffnungen ( 15 ) aufoxidiert wird. 24. A method of manufacturing a device according to claim 14, characterized in that after application of the active layer sequence (2) on the substrate (1) layer an oxidizable conductively doped semiconductor is applied, that up to this, an electrically lei tend doped radiation-permeable semiconductor layer is accomplished, that are formed in this by means of etching spherical segments (7), such that between the spherical segments (7) the oxidizable semiconductor layer is exposed, and that in an oxidation process in an atmosphere containing oxygen below the oxidizable layer from the outside inwardly to the current passage openings (15) is oxidized.
  25. 25. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements gemäß Anspruch 1 und Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsauskoppelelemente ( 5 ) Kegelstümpfe oder Po lyeder ( 24 ) vorgesehen sind, zu deren Herstellung nach dem Herstellen der Stromaperturschicht ( 14 ) auf dieser eine Oxid maske ( 25 ) aufgebracht wird, die so strukturiert und ausge richtet wird, daß sie um die Stromdurchlaßöffnungen ( 15 ) her um eine Flächen aussparen, die im Wesentlichen der Größe der Grundfläche der vorgesehenen Kegelstümpfe oder Polyeder ( 24 ) entsprechen, daß nachfolgend auf der nicht von der Oxidmaske ( 25 ) bedeckten Fläche der Stromaperturschicht ( 14 ) unmittel bar die Kegelstümpfe oder Polyeder ( 24 ) selektiv abgeschieden werden. 25. A method of manufacturing a device according to claim 1 and claim 14 or 15, characterized in that as Strahlungsauskoppelelemente (5) truncated cones or Po lyeder (24) are provided for their preparation after production of the current aperture (14) on this, an oxide mask (25) is applied, structured and oriented is that they omit the current passage openings (15) round about a surface which is substantially the size of the footprint of the intended truncated cones or polyhedron (24) correspond to that subsequent to the not of the oxide mask (25) covered area of the current aperture (14) immediacy bar the truncated cones or polyhedron (24) can be selectively deposited.
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