DE19945134A1 - Lichtemittierendes Halbleiterbauelement hoher ESD-Festigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Lichtemittierendes Halbleiterbauelement hoher ESD-Festigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung

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Abstract

Bei einem lichtemittierenden Halbleiterbauelement ist einem lichtemittierendem Abschnitt (10), insbesondere einer VCSEL-Halbleiterlaserdiode, ein Schutzdiodenabschnitt (20) parallel geschaltet. Die Schutzdiode (3b, 71) ist eine Reihenschaltung eines Schottky-Kontakts (71) und eines Teils (3b) des pn-Übergangs (3). Bei hoher ESD-Spannungs-Belastung schaltet die Schutzdiode (3b, 71) durch, so daß ein Großteil des elektrischen Stromes über die Schutzdiode (3b, 71) fließt und somit die Laserdiode geschützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Halbleiterbau­ element nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu seiner Herstellung nach Patentanspruch 10.
Halbleiter-Laserdioden, insbesondere sogenannte Vertikalreso­ nator-Laserdioden (VCSELs), finden ein zunehmendes Interesse in der optischen Datenübertragung und in der Sensorik. Den vielen positiven Eigenschaften von VCSELs steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß diese Bauelemente eine relativ gerin­ ge Festigkeit gegen ESD-(Electro Static Discharge) Schäden aufweisen. Gerade für Anwendungen im kommerziellen und indu­ striellen Bereich werden von den Kunden jedoch ESD-sichere Bauelemente gefordert, d. h. in der Regel müssen die Bauele­ mente eine ESD-Spannung von 2000 V unbeschadet überstehen kön­ nen. Dabei wird das sogenannte Human-Body-Modell zugrundege­ legt, bei dem eine bestimmte Kapazität mit der entsprechenden Spannung aufgeladen wird und die Entladung der Kapazität über das zu testende Bauelement erfolgt.
Die Bauelementeigenschaften dürfen sich trotz der kurzzeiti­ gen hohen Strom-Spannung-Belastung nicht verändern. VCSELs besitzen je nach Bauform jedoch nur ESD-Festigkeiten im Be­ reich einiger 100 V. Belastungen in Sperrrichtung der Diode ergeben dabei wesentlich kleinere ESD-Festigkeiten als in Flußrichtung. Daher sind für die ESD-Festigkeit von VCSELs die Belastungen in Sperrrichtung entscheidend.
Um Bauelemente mit geringen ESD-Festigkeiten zu verarbeiten, müssen spezielle ESD-Sicherheitsvorkehrungen getroffen wer­ den, was in den meisten Anwendungsfällen von der Anwendersei­ te her nicht akzeptabel ist. Messungen an VCSEL-Bauelementen mit unterschiedlichem Durchmesser haben ergeben, daß die ESD- Festigkeit von VCSELs abhängig von der Größe der aktiven Flä­ che ist. Dabei zeigte sich, daß eine größere aktive Fläche auch eine größere ESD-Festigkeit bewirkt. Da aber die aktive Fläche von VCSELs auch entscheidend andere Bauelemente- Eigenschaften, wie Schwellstrom, Widerstand, Strahlqualität, usw. bestimmt, kann nicht einfach eine größere Bauelementflä­ che gewählt werden, um die ESD-Festigkeit zu verbessern. Die­ se Schwierigkeit tritt nicht nur bei VCSEL-Dioden, sondern auch bei anderen lichtemittierenden Halbleiterbauelementen, wie beispielsweise kantenemittierenden Laserdioden und LEDs, auf.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement hoher ESD-Festig­ keit und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, wobei die übrigen Bauelemente-Eigenschaften nicht wesentlich beein­ trächtigt werden sollen.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß beschreibt die Erfindung ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement, mit einem Halbleitersubstrat und einer auf dem Halbleitersubstrat aufgebrachten Halbleiterschichten­ folge, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschichten­ folge einen einen lichtemittierenden pn-Übergang enthaltenden lichtemittierenden Abschnitt und einen eine Schutzdiode ent­ haltenden Schutzdiodenabschnitt aufweist, die zusammenhängend nebeneinander ausgebildet sind, eine erste Kontaktmetallisie­ rung auf der Substratoberfläche aufgebracht ist und eine zweite Kontaktmetallisierung auf der der Substratoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist, ein sich von der zweiten Kontaktmetallisie­ rung bis in eine bestimmte Tiefe des Bauelements erstrecken­ der, den lichtemittierenden Abschnitt und den Schutzdiodenab­ schnitt elektrisch voneinander isolierender Abschnitt ausge­ bildet ist, und der Schutzdiodenabschnitt und die Schutzdiode derart ausgebildet sind, daß der Schutzdiodenabschnitt eine höhere Flußspannung als der lichtemittierende Abschnitt auf­ weist, und bei einer zwischen den Kontaktmetallisierungen an das Bauelement angelegten Spannung, die höher als die Fluß­ spannung des Schutzdiodenabschnitts ist, einen geringeren elektrischen Widerstand als der lichtemittierende Abschnitt aufweist.
Die Schutzdiode des Schutzdiodenabschnitts ist somit dem pn- Übergang des lichtemittierenden Abschnitts parallel geschal­ tet und weist eine höhere Durchbruchs- oder Knickspannung als der pn-Übergang auf. Im normalen Arbeitsbetrieb des Halblei­ terbauelements fließt praktisch der gesamte Strom über das Halbleiterbauelement, da die an das Halbleiterbauelement und die Schutzdiode parallel angelegte Spannung unterhalb der Durchbruchsspannung der Schutzdiode liegt. Während also bei normalem Betrieb praktisch kein Strom über die parallel ge­ schaltete Schutzdiode fließt, bewirkt eine hohe Spannung wäh­ rend einer ESD-Belastung eine Durchschaltung der Schutzdiode. Aufgrund des dann sehr niedrigen elektrischen Widerstands des Schutzdiodenabschnitts mit dem lichtemittierenden Abschnitt fließt der überwiegende Teil des ESD-Belastungsstromes über die parallele Schutzdiode. Dadurch wird das eigentliche lich­ temittierende Halbleiterbauelement geschützt.
Insbesondere ist vorgesehen, daß die Kennlinien einen Über­ kreuzungspunkt oberhalb der Knick- oder Durchbruchsspannung der Schutzdiode aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß der pn- Übergang sich über die gesamte Breite des Halbleiterbauele­ ments erstreckt und die Schutzdiode durch den in dem Schutz­ diodenabschnitt befindlichen Abschnitt des pn-Übergangs und eine weitere Diode gebildet ist. Die weitere Diode ist dabei vorzugsweise durch einen Schottky-Kontakt zwischen dem zwei­ ten elektrischen Kontaktanschluß und der Oberfläche der Halb­ leiterschichtstruktur des Schutzdiodenabschnitts gebildet.
Dabei können ferner der lichtemittierende Abschnitt und der Schutzdiodenabschnitt als freistehende oder sogenannte me­ saförmige Strukturen oberhalb des pn-Übergangs ausgebildet sein und die den Seitenwänden der Strukturen benachbarten Ab­ schnitte, insbesondere der isolierende Abschnitt zwischen dem lichtemittierenden Abschnitt und dem Schutzdiodenabschnitt können mit einem isolierenden Material aufgefüllt sein.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann der lichtemittierende Abschnitt durch eine Verti­ kalresonator-Laserdiode (VCSEL) gebildet sein, bei der der pn-Übergang zwischen einer ersten Bragg-Reflektorschichten­ folge und einer zweiten Bragg-Reflektor-Schichtenfolge, von denen jede eine Mehrzahl von Spiegelpaaren aufweist, angeord­ net ist, die beiden Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen einen Laser-Resonator bilden und eine der beiden Bragg-Reflektor- Schichtenfolgen für die in dem lichtemittierenden Abschnitt des pn-Übergangs erzeugte Laserstrahlung teildurchlässig ist. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, daß in einer der bei­ den Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen mindestens eine Strom apertur zur Begrenzung des gepumpten aktiven Bereichs des lichtemittierenden Abschnitts des pn-Übergangs durch Bünde­ lung des im Betrieb der Vertikalresonator-Laserdiode durch den lichtemittierenden Abschnitt des pn-Übergangs fließenden Betriebsstroms vorgesehen ist. Die Stromapertur kann in be­ kannter Weise bei einem Halbleiterbauelement auf der Basis des III-V-Materialsystems durch seitliche Oxidation von Schichten mit relativ hohem Aluminiumgehalt bei einer me­ saförmig geätzten VCSEL-Laserstruktur hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf VCSELs be­ schränkt, sondern kann ebenso auf andere oberflächenemittie­ rende Laserdioden, kantenemittierende Laserdioden, wie auch auf LEDs, angewendet werden.
Die Erfindung beschreibt außerdem ein Verfahren zur Herstel­ lung eines lichtemittierenden Halbleiterbauelements, mit den Verfahrensschritten
  • a) Bereitstellen eines Halbleitersubstrats;
  • b) Aufwachsen einer Halbleiterschichtenfolge enthaltend einen pn-Übergang;
  • c) Durchführung von Ätzschritten zur Erzeugung eines mesaförmigen, lichtemittierenden Abschnitts und eines mesaförmigen Schutzdiodenabschnitts, welche oberhalb des pn-Übergangs ausgebildet sind;
  • d) Auffüllen der den mesaförmigen Strukturen benachbarten Abschnitte, insbesondere des zwischen den mesaförmigen Strukturen liegenden Abschnitts mit einem isolierenden Material;
  • e) Aufbringen einer ersten Kontaktmetallisierung auf der Substratoberfläche;
  • f) Aufbringen einer zweiten Kontaktmetallisierung auf den der Substratoberfläche gegenüberliegenden Oberflächen der mesaförmigen Strukturen, wobei im Bereich des licht­ emittierenden Abschnitts ein ohmscher Kontakt und im Be­ reich des Schutzdiodenabschnitts ein Schottky-Kontakt erzeugt wird.
Der Schottky-Kontakt in dem Schutzdiodenabschnitt kann insbe­ sondere dadurch erzeugt werden, daß im Verfahrensschritt b) eine oberste relativ stark dotierte Halbleiterschicht aufge­ bracht wird, im Verfahrensschritt f) vor dem Aufbringen der zweiten Kontaktmetallisierung die oberste Schicht im Bereich des Schutzdiodenabschnitts abgeätzt wird, so daß zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung und der unter der abgeätzten Schicht befindlichen Halbleiterschicht ein Schottky-Kontakt und im Bereich des lichtemittierenden Abschnitts ein ohmscher Kontakt gebildet wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er­ findung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form einer VCSEL-Halbleiterlaserdiode mit paral­ lel geschalteter Schutzdiode, bestehend aus dem pn-Übergang und einer Schottky-Diode;
Fig. 2a ein elektrisches Ersatzschaltbild der in Fig. 1 dargestellten VCSEL-Halbleiterlaserdiode und
Fig. 2b eine schematische Darstellung der Strom-Spannungs- Kennlinien der in Fig. 1 dargestellten VCSEL- Halbleiterlaserdiode und der Schutzdiode.
Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement ist aus einem lichtemittierenden Abschnitt 10 und einem Schutzdiodenab­ schnitt 20 aufgebaut. Im folgenden wird zuerst der lichtemit­ tierende Abschnitt 10 beschrieben.
Die in Fig. 1 dargestellte VCSEL-Halbleiterlaserdiode mit parallel geschalteter Schutzdiode ist auf der Basis des III- V-Materialsystems aufgebaut. Auf einem GaAs-Substrat 6 befin­ det sich eine erste, untere Bragg-Reflektor-Schichtenfolge 2, die aus einzelnen identischen Spiegelpaaren aufgebaut ist. Die Spiegelpaare bestehen jeweils aus zwei AlGaAs-Schichten unterschiedlicher Aluminiumkonzentration. In gleicher Weise ist eine zweite, obere Bragg-Reflektor-Schichtenfolge 4 aus entsprechenden Spiegelpaaren aufgebaut. Zwischen der unteren und der oberen Bragg-Reflektor-Schichtenfolge ist eine den pn-Übergang bildende aktive Schichtenfolge 3 eingebettet. Diese kann entweder aus einem einfachen pn-Übergang aus Volu­ menmaterial oder eine Einfach-Quantentrogstruktur oder eine Mehrfach-Quantentrogstruktur sein. Das Material der aktiven Schichtenfolge 3 bzw. die Schichtdicken von Quantentrogstruk­ turen können beispielsweise derart gewählt sein, daß die Emissionswellenlänge der Laserdiode 850 nm beträgt. Auf der oberen Oberfläche der Laserdiode befindet sich eine erste Me­ tallisierungsschicht 7, die für den elektrischen Anschluß der p-dotierten Seite der Laserdiode verwendet wird. Die erste Metallisierungsschicht 7 weist in dem lichtemittierenden Ab­ schnitt eine zentrale Apertur- oder Lichtaustrittsöffnung 7a für den Durchtritt der Laserstrahlung auf. Die n-dotierte Seite des Bauelements wird üblicherweise über eine am Sub­ strat 6 kontaktierte zweite Metallisierungsschicht 8 elek­ trisch angeschlossen.
Die obere Bragg-Reflektor-Schichtenfolge 4 enthält in dem Ausführungsbeispiel ein Spiegelpaar, welches eine sogenannte Stromapertur 41 enthält. Der Stromapertur 41 sorgt für eine laterale Strombegrenzung und definiert damit den eigentlichen aktiven gepumpten Bereich in dem lichtemittierenden Abschnitt des pn-Übergangs 3. Der Stromfluß wird auf den Öffnungsbe­ reich der Stromapertur 41 beschränkt. Wie durch das Strompro­ fil 9 angedeutet ist, kann somit der aktive gepumpte Bereich auf einen sehr kleinen Abschnitt 3a des pn-Übergangs begrenzt werden. Somit liegt der gepumpte Bereich im wesentlichen di­ rekt unterhalb dieses Öffnungsbereichs in dem pn-Übergang 3. Die Stromapertur 41 kann in bekannter Weise durch partielle Oxidation der AlGaAs-Schichten des betreffenden Spiegelpaares oder durch Ionen- oder Protonenimplantation hergestellt wer­ den. Es können auch gewünschtenfalls mehrere Stromaperturen angeordnet werden.
Der lichtemittierende Abschnitt 10 des Bauelements ist in Form einer Mesa-Struktur oberhalb des pn-Übergangs 3 struktu­ riert. Das bedeutet, daß durch vertikale Ätzprozesse bis zu einer Tiefe knapp oberhalb des pn-Übergangs 3 eine bestimmte Größe und Struktur des lichtemittierenden Abschnitts 10 auf der darunterliegenden Halbleiterschichtstruktur erzeugt wird. Nach diesen Ätzprozessen kann die mindestens eine Stromaper­ tur 41 durch Oxidation der AlGaAs-Schichten gebildet werden. Im Anschluß daran werden die geätzten Bereiche durch einen Isolator, wie eine geeignete Passivierungsschicht 11, aufge­ füllt.
Ein isolierender Abschnitt 15 dieser Passivierungsschicht 11 trennt den lichtemittierenden Abschnitt 10 von dem Schutz­ diodenabschnitt 20 des Halbleiterbauelements. Dieser geht aus derselben Halbleiterschichtstruktur hervor wie der lichtemit­ tierende Abschnitt 10. Er besteht ebenfalls aus einer mesa­ förmigen Struktur, die zugleich mit der Herstellung der mesa­ förmigen Struktur des lichtemittierenden Abschnitts 10 herge­ stellt wird. Die Mesa-Struktur des Schutzdiodenabschnitts 20 weist eine bedeutend größere laterale Ausdehnung auf als die Mesa-Struktur des lichtemittierenden Abschnitts 10. Ebenso wie der lichtemittierende Abschnitt 10 enthält auch der Schutzdiodenabschnitt 20 den pn-Übergang 3, der sich über die gesamte Breite des Halbleiterbauelements erstreckt. Dieser hat jedoch in dem Schutzdiodenabschnitt 20 nicht die Funktion einer Lichtemission, sondern nur eine elektrische Funktion. Zusätzlich weist der Schutzdiodenabschnitt 20 noch eine Schottky-Diode 71 auf, die durch den Kontakt zwischen der oberen Metallisierungsschicht 7 mit der obersten Halbleiter­ schicht des Schutzdiodenabschnitts 20 erzeugt wird. Die Schottky-Diode 71 wird folgendermaßen hergestellt. Bei dem Wachstumsprozeß der Halbleiterschichtstruktur wird als letzte Schicht eine stark p-dotierte GaAs-Schicht abgeschieden, da­ mit die nachfolgende Abscheidung der oberen Metallisierungs­ schicht 7 in dem lichtemittierenden Abschnitt 10 einen ohm­ schen Kontakt zwischen der Metallisierung und dem Halbleiter hervorruft. Vor der Abscheidung der oberen Metallisierungs­ schicht 7 wird jedoch in dem Schutzdiodenabschnitt 20 die hochdotierte GaAs-Schicht abgeätzt, so daß in diesem Bereich die Metallisierungsschicht 7 auf den schwachdotierten Halb­ leiterschichten einen Schottky-Kontakt bildet. Der Schottky- Kontakt besitzt eine diodenartige Kennlinie. Erst ab einer gewissen Flußspannung fließt ein nennenswerter Strom über diesen Übergang.
Anstelle der Mesaätzung und der Auffüllung der geätzten Be­ reiche mit einer Passivierungsschicht 11 kann der isolierende Abschnitt auch durch eine Ionen- oder Protonenimplantation hergestellt werden.
Wie dargestellt, kann auch der Schutzdiodenabschnitt 20 mit einer Stromapertur versehen sein.
In Fig. 2a ist ein elektrisches Ersatzschaltbild des Halblei­ terbauelements der Fig. 1 dargestellt. Die Schottky-Diode 71 ist mit dem im Schutzdiodenabschnitt 20 befindlichen Ab­ schnitt des pn-Übergangs 3 in Reihe geschaltet und beide ge­ nannten Bauelemente sind mit dem lichtemittierenden Abschnitt 10 parallel geschaltet. Die gesamte Anordnung wird mit einer Spannungsquelle 30 verbunden. Die Serienschaltung des pn- Übergangs 3 und der Schottky-Diode 71 in dem Schutzdiodenab­ schnitt 20 soll nach Möglichkeit eine elektrische Strom- Spannungs-Kennlinie ergeben, wie sie in Fig. 2b als Schutz­ dioden-Kennlinie dargestellt ist. Die Kennlinie des VCSEL- Halbleiterlasers ist ebenfalls dargestellt. Für den normalen Betrieb des Halbleiterbauelements wird ein Arbeitspunkt, d. h. eine Spannung der Spannungsquelle 30 eingestellt, die unter­ halb der Durchbruchsspannung der Schutzdioden-Kennlinie liegt. In diesem Fall fließt nur ein sehr geringer Strom durch den Schutzdiodenabschnitt 20 und der weitaus größte An­ teil des Stroms fließt durch die VCSEL-Halbleiterlaserdiode und führt zu der gewünschten Lichtemission. Die Spannung kann gewünschtenfalls über den normalen Arbeitspunkt hinaus bis zur Durchbruchsspannung der Schutzdioden-Kennlinie erhöht werden. Wenn jetzt eine Spannungspitze oder eine ESD-Span­ nungsbelastung stattfindet, die weit oberhalb des normalen Arbeitspunktes liegt, so führt dies dazu, daß ein Großteil des elektrischen Stromes über den Schutzdiodenabschnitt 20 fließt und nicht über die VCSEL-Halbleiterlaserdiode.
Somit wird die Laserdiode wirksam vor hohen ESD-Spannungs­ belastungen geschützt, ohne daß Einbußen im normalen Betrieb hingenommen werden müssen.
Die gezeigte Halbleiterschichtstruktur des Bauelements kann in verschiedener Weise variiert werden. So kann beispielswei­ se die Dotierungsfolge der Halbleiterschichten geändert wer­ den, um eine Diode mit einem n-dotierten oberen Bragg-Reflek­ tor zu erzeugen. Auch der Schottky-Übergang kann anders aus­ gebildet werden. Die oberste Halbleiterschicht kann z. B. auch undotiert oder n-dotiert sein. Im Bereich der großflächigen Schutzdiode ergibt sich damit ein zumindest teilweise sper­ render Übergang mit einer Dioden-Charakteristik, so daß ein Abätzen der obersten Halbleiterschicht nicht erforderlich ist. Im Bereich der VCSEL-Halbleiterlaserdiode wird ein ohm­ scher Widerstand dann entweder durch Abätzen der obersten Halbleiterschichten bis auf die p-dotierten Schichten er­ zeugt, oder es wird eine Diffusion eines p-Dotierstoffes, wie Zn, durchgeführt, um den Metallkontakt an die p-dotierten Bragg-Reflektor-Schichten anzuschließen.
Anstelle einer VCSEL-Halbleiterlaserdiode kann auch eine an­ dere Halbleiterlaserdiode, wie eine kantenemittierende Laser­ diode, oder eine Lumineszenzdiode (LED) verwendet werden.
Es kann auch vorgesehen sein, daß der pn-Übergang 3 sich nicht über die gesamte Breite des Halbleiterbauelements er­ streckt, somit nicht Teil des Schutzdiodenabschnitts 20 ist. Stattdessen kann Vorgesehen sein, den Schutzdiodenabschnitt 20 in einem eigenen Wachstumsverfahren mit einem gesonderten pn-Übergang zu versehen. Dies erlaubt die maßgeschneiderte Herstellung einer Schutzdiode mit einer gewünschten Kennli­ nie.
Insbesondere ist es insofern auch nicht zwingend erforder­ lich, den Schutzdiodenabschnitt 20 - wie im Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 vorgesehen - mit erheblich größerer latera­ ler Ausdehnung im Vergleich mit dem lichtemittierenden Ab­ schnitt auszubilden, da der Schutzdiodenabschnitt mit anderen Materialien und/oder Dotierungen versehen sein kann, um den geforderten niedrigen elektrischen Widerstand im durchge­ schalteten Zustand zu halten.
Bezugszeichenliste
2
Bragg-Reflektor-Schichtenfolge
3
pn-Übergang
4
Bragg-Reflektor-Schichtenfolge
6
Substrat
7
Kontaktmetallisierung
7
a Lichtdurchtrittsöffnung
8
Kontaktmetallisierung
9
Stromprofil
10
lichtemittierender Abschnitt
11
isolierendes Material
15
isolierender Abschnitt
20
Schutzdiodenabschnitt
30
Spannungsquelle
41
Stromapertur
71
Schottky-Kontakt

Claims (15)

1. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement, mit
  • - einem Halbleitersubstrat (6) und
  • - einer auf dem Halbleitersubstrat aufgebrachten Halbleiter­ schichtenfolge,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Halbleiterschichtenfolge einen einen lichtemittierenden pn-Übergang (3) enthaltenden lichtemittierenden Abschnitt (10) und einen eine Schutzdiode (3b, 71) enthaltenden Schutzdiodenabschnitt (20) aufweist, die zusammenhängend nebeneinander ausgebildet sind,
  • - eine erste Kontaktmetallisierung (8) auf der Substratober­ fläche aufgebracht ist und eine zweite Kontaktmetallisie­ rung (7) auf der der Substratoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist,
  • - ein sich von der zweiten Kontaktmetallisierung (7) bis in eine bestimmte Tiefe des Bauelements erstreckender, den lichtemittierenden Abschnitt (10) und den Schutzdiodenab­ schnitt (20) elektrisch voneinander isolierender Abschnitt (15) ausgebildet ist, und
  • - der Schutzdiodenabschnitt (20) und die Schutzdiode (3b, 71) derart ausgebildet sind, daß der Schutzdiodenabschnitt (20) eine höhere Flußspannung als der lichtemittierende Ab­ schnitt (10) aufweist, und bei einer zwischen den Kontakt­ metallisierungen (7, 8) an das Bauelement angelegten Span­ nung, die höher als die Flußspannung des Schutzdiodenab­ schnitts (20) ist, einen geringeren elektrischen Widerstand als der lichtemittierende Abschnitt (10) aufweist.
2. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der lichtemittierende pn-Übergang (3a) ein Teil eines sich über den lichtemittierenden Abschnitt (10) und den Schutz­ diodenabschnitt (20) erstreckenden pn-Übergangs (3) ist,
  • - der isolierende Abschnitt (15) sich bis vor den pn-Übergang (3) erstreckt, und
  • - die Schutzdiode (3b, 71) aus dem anderen Teil des pn-Über­ gangs (3) und einer weiteren Diode gebildet ist.
3. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Schutzdiode (3b, 71) durch eine Reihenschaltung von ei­ nem zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung (7) und der Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge des Schutzdiodenab­ schnitts (20) gebildeten Schottky-Kontakt (71) und dem sich über den Schutzdiodenabschnitt (20) erstreckenden Teil (3b) des pn-Übergangs (3) gebildet ist.
4. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Schutzdiodenabschnitt (20) eine erheblich größere late­ rale Ausdehnung als der lichtemittierende Abschnitt (10) aufweist, so daß insbesondere
  • - der andere Teil (3b) des pn-Übergangs (3) eine erheblich größere Fläche aufweist als der eine Teil (3a) des pn- Übergangs (3).
5. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der An­ sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der lichtemittierende Abschnitt (10) und der Schutzdioden­ abschnitt (20) als freistehende oder mesaförmige Strukturen oberhalb des pn-Übergangs (3) ausgebildet sind, und
  • - die den Seitenwänden der Strukturen benachbarten Abschnit­ te, insbesondere der isolierende Abschnitt (15), mit einem isolierenden Material (11) aufgefüllt sind.
6. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der isolierende Abschnitt (15) durch Ionen- oder Proto­ nenimplantation hergestellt ist.
7. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der lichtemittierende Abschnitt (10) durch eine Vertikalre­ sonator-Laserdiode (VCSEL) gebildet ist, bei der
  • - der pn-Übergang (3a) zwischen einer ersten Bragg-Reflektor- Schichtenfolge (2) und einer zweiten Bragg-Reflektor- Schichtenfolge (4), von denen jede eine Mehrzahl von Spie­ gelpaaren aufweist, angeordnet ist,
  • - die beiden Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen (2, 4) einen Laser-Resonator bilden,
  • - eine (4) der beiden Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen (2, 4) für die in dem pn-Übergang (3a) erzeugte Laserstrahlung teildurchlässig ist.
8. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in einer (4) der beiden Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen (2, 4) mindestens eine Stromapertur (41) zur Begrenzung des ge­ pumpten aktiven Bereiches des pn-Übergangs (3) durch Bünde­ lung des im Betrieb der Vertikalresonator-Laserdiode durch den pn-Übergang (3a) fließenden Betriebsstrom vorgesehen ist.
9. Lichtemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die zweite Kontaktmetallisierung (7) die Oberfläche des lichtemittierenden Abschnitts (10) derart teilweise be­ deckt, daß ein unbedeckter Bereich als Lichtdurchtrittsöff­ nung (7a) verbleibt.
10. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Halb­ leiterbauelements, mit den Verfahrensschritten
  • a) Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (6);
  • b) Aufwachsen einer Halbleiterschichtenfolge enthaltend einen pn-Übergang (3);
  • c) Durchführung von Ätzschritten zur Erzeugung eines mesaförmigen, lichtemittierenden Abschnitts (10) und ei­ nes mesaförmigen Schutzdiodenabschnitts (20), welche oberhalb des pn-Übergangs (3) ausgebildet sind;
  • d) Auffüllen der den mesaförmigen Strukturen benachbarten Abschnitte, insbesondere des zwischen den mesaförmigen Strukturen liegenden Abschnitts (15) mit einem isolie­ renden Material (11);
  • e) Aufbringen einer ersten Kontaktmetallisierung (8) auf der Substratoberfläche;
  • f) Aufbringen einer zweiten Kontaktmetallisierung (7) auf den der Substratoberfläche gegenüberliegenden Oberflä­ chen der mesaförmigen Strukturen, wobei im Bereich des lichtemittierenden Abschnitts (10) ein ohmscher Kontakt und im Bereich des Schutzdiodenabschnitts (20) ein Schottky-Kontakt (71) erzeugt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Verfahrensschritt (b) eine oberste relativ stark dotier­ te Halbleiterschicht aufgebracht wird; und
  • - im Verfahrensschritt f) vor dem Aufbringen der zweiten Kon­ taktmetallisierung (7) die oberste Schicht im Bereich des Schutzdiodenabschnitts (20) abgeätzt wird, so daß zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung (7) und der unter der ab­ geätzten Schicht befindlichen Halbleiterschicht ein Schott­ ky-Kontakt (71) und im Bereich des lichtemittierenden Ab­ schnitts (10) zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung (7) und der relativ stark dotierten Halbleiterschicht ein ohmscher Kontakt gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die oberste Schicht eine GaAs-Schicht und die nachfolgende Schicht eine AlGaAs-Schicht ist und infolge einer relativ hohen Aluminiumkonzentration als Ätzstoppschicht wirkt.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Verfahrensschritt b) die oberste Schicht nominell undo­ tiert ist oder einen zu dem in diesem Bereich des pn-Über­ gangs (3) vorgesehenen Dotierungstyp entgegengesetzten Do­ tierungstyp aufweist,
  • - und im Verfahrensschritt f) die oberste Schicht im Bereich des lichtemittierenden Abschnitts (10) abgeätzt wird, so daß zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung (7) und der unter der abgeätzten Schicht befindlichen Halbleiterschicht ein ohmscher Kontakt und im Bereich des Schutzdiodenab­ schnitts (20) zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung (7) zwischen der zweiten Kontaktmetallisierung (7) und der obersten Schicht ein Schottky-Kontakt (71) gebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Verfahrensschritt b) die oberste Schicht nominell undo­ tiert ist oder einen zu dem in diesem Bereich des pn-Über­ gangs (3) vorgesehenen Dotierungstyp entgegengesetzten Do­ tierungstyp aufweist, und
  • - im Verfahrensschritt f) die oberste Schicht im Bereich des lichtemittierenden Abschnitts (10) mit einem Dotierstoff dotiert wird, dessen Dotierungstyp in diesem Bereich des pn-Übergangs (3) vorgesehen ist.
15. Verfahren einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Verfahrensschritt b) die Halbleiterschichtenfolge im wesentlichen nachfolgend aus einer ersten Bragg-Reflektor- Schichtenfolge (2), dem pn-Übergang (3) und einer zweiten Bragg-Reflektor-Schichtenfolge (4) zusammengesetzt ist, wobei
  • - die Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen (2, 4) jeweils eine Mehrzahl von Spiegelpaaren aufweisen,
  • - die beiden Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen (2, 4) einen Laser-Resonator bilden, und
  • - eine (4) der beiden Bragg-Reflektor-Schichtenfolgen (2, 4) für die in dem pn-Übergang (3) erzeugte Laserstrahlung teildurchlässig ist.
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