DE19963550B4 - Bipolar illumination source from a self-bundling semiconductor body contacted on one side - Google Patents

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Abstract

Bipolare Beleuchtungsquelle aus einem einseitig kontaktierten, selbstbündelnden Halbleiterkörper, dessen für die Lumineszenzwellen transparentes Substrat mit einer Struktur aus Schichten ternärer und binärer III-V-Verbindungen verbunden ist und der für einen pseudo-lateralen Betrieb eingerichtet ist, mit einer mechanischen Brücke aus einer optischen Platte (20, 30, 35, 102) aus einem für die Lumineszenz einheitlich transparenten Halbleiterkörper, mit der mindestens zwei lumineszenzfähige und genau ein zugeordneter nichtlumineszenzfähiger Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) nebeneinander in einem gewünschten Abstand gehalten sind,
wobei die lumineszenzfähigen Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) einen Schichtaufbau und eine lumineszenzaktive Schicht (45, 75, 95, 106) aufweisen und mit einem kleineren Querschnitt als der nicht lumineszenzfähige Pfeiler (34, 40, 43, 72, 91) gebildet sind,
alle Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) auf der Unterseite in gleicher Ebene in einer ebenen Montagefläche enden,
die Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40,...
Bipolar illumination source made of a self-bundling semiconductor body contacted on one side, the substrate of which is transparent to the luminescence waves and connected to a structure of layers of ternary and binary III-V connections and which is set up for pseudo-lateral operation, with a mechanical bridge made of an optical plate (20, 30, 35, 102) made of a semiconductor body that is uniformly transparent for luminescence, with which at least two luminescent pillars and exactly one assigned non-luminescent pillar (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) are held next to one another at a desired distance,
the luminescent pillars (31-33, 36-39, 73-74, 98) having a layer structure and a luminescence-active layer (45, 75, 95, 106) and having a smaller cross section than the non-luminescent pillar (34, 40, 43, 72, 91) are formed,
all pillars (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) on the underside end in the same plane in a flat mounting surface,
the pillars (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, ...

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Description

Die Erfindung betrifft eine bipolare Beleuchtungsquelle aus einem einseitig kontaktierten, selbstbündelnden Halbleiterkörper, dessen für die Lumineszenzwellen transparentes Substrat mit einer Struktur aus Schichten binärer oder ternärer III-V-Verbindungen verbunden und für einen pseudo-lateralen Betrieb eingerichtet ist.The invention relates to a bipolar Illumination source from a self-bundling contact made on one side Semiconductor body, its for the luminescent waves transparent substrate with a structure from layers of binary or ternary III-V compounds connected and for pseudo-lateral operation is set up.

Die Beleuchtungsquelle soll in Service-, Schutz-, Sicherheits- und Alarmeinrichtungen wie

  • (a) Fernbedienungsanwendngen und Lichtschranken, sowie
  • (b) der stationären oder mobilen, impulsartigen oder kontinuierlichen Beleuchtung eines zu überwachenden Geländes, Raumes oder Fahrzeugs zum Zweck der Zugangs-, Anwesenheits- oder Bewegungskontrolle oder
  • (c) der Kurzstrecken-Datenübertragung und
  • (d) der Informationsdarstellung auf einer Anzeige

eingesetzt werden.The lighting source should be used in service, protection, security and alarm systems such as
  • (a) remote control applications and light barriers, as well
  • (b) the stationary or mobile, pulse-like or continuous lighting of a site, room or vehicle to be monitored for the purpose of access, presence or movement control or
  • (c) short-range data transmission and
  • (d) the presentation of information on a display

be used.

Dem Schutz- und Sicherheitsbedürfnis kommen andere Absperr- und Besitzschutzanlagen, wie Mauern, Gitter u.a. Zugangsblockaden nur mit massivem Aufwand entgegen.The need for protection and security come other barrier and property protection systems, such as walls, grids, etc. Access blocks only with massive effort.

Mit Hilfe von Überwachungsanlagen und neuen Beleuchtungsquellen kann diesem Bedürfnis besser entsprochen werden. Einen besonderen Akzent setzen hier Beleuchtungsquellen, die vom Menschen nicht wahrgenommen werden können. Bis dahin wurde vorzugsweise der Einsatz von Bewegungsmeldern gepflegt, die als passive Detektoren auf Wärmequellen wie Vögel, und Haustiere genauso ansprachen, wie auf menschliche Eindringlinge. Durch eine Tarnung der Wärmequellen mit Hilfe einer entsprechenden Maskierung waren diese Melder jedoch zu überlisten. Lichtschranken mit einem oder mehreren Paaren aus Lumineszenzdiode und Fototransistor sind schon schwerer zu täuschen, sprechen aber auch bei harmlosen Unterbrechungen an.With the help of surveillance systems and new ones Lighting sources can better meet this need. A special accent here are lighting sources from the People cannot be noticed. Until then, preferred the use of motion detectors maintained as passive detectors heat sources like birds, and responded to pets as much as to human intruders. By a camouflage of the heat sources with the help of appropriate masking, however, these detectors were to outsmart. Light barriers with one or more pairs of luminescent diodes and photo transistor are harder to deceive, but they also speak with harmless interruptions.

Auch Schall- und Ultraschallsignale wurden in zu überwachende Räume übertragen und auf die Änderungen der reflektierten Signale hin überprüft. Vom Wind bewegte Flora oder auch harmlose Tiere konnten Eindringlinge vortäuschen.Also sound and ultrasound signals have been monitored Transfer rooms and on the changes of the reflected signals checked. from Wind-moving flora or harmless animals could invaders to pretend.

Radar- und mikrowellengestützte Überwachungen von Lufträumen und Gewässern sind seit Jahrzehnten gebräuchlich, aber für die meisten Nutzer viel zu aufwendig.Radar and microwave based surveillance of air spaces and waters have been in use for decades, but for most users far too expensive.

Mit Hilfe einer stationären oder rotierenden Infrarot-Laserdiode ließen sich von bewegten Objekten reflektierte Strahlen auf geeigneten Empfängern schon etwas kostengünstiger feststellen. Unabhängig von dem Aufwand bei der Bildauswertung mit IR-Fotoempfängern, behindern die relativ teuren IR-Laser die Ausweitung der Anwendung in weitere Einsatzgebiete.With the help of a stationary or rotating infrared laser diode could rays reflected from moving objects on suitable ones Recipients already something cheaper determine. Independently from the effort involved in image evaluation with IR photo receivers the relatively expensive IR laser extended the application to other areas of application.

Beleuchtungsquellen, deren Leistungsvermögen an Laser heranreicht, bei denen aber Herstellungs- und Einsatzkosten deutlich hinter diesen zurückbleiben, sind ebenfalls bekannt. Die Erfindung zielt für derartige Beleuchtungsquellen sowohl auf eine Verbesserung der Ausbeute bei der betriebssicheren ökologischen Fertigung, als auch eine kostengünstigere Umwandlung elektrischer in optische Energie unabhängig von der Betriebsdauer.Illumination sources, their performance at lasers approached, but at which manufacturing and operating costs are significant lag behind, are also known. The invention aims for such lighting sources both on an improvement in the yield of reliable ecological Manufacturing, as well as a cheaper Conversion of electrical to optical energy independent of the operating time.

Als Konstruktionsmöglichkeit für Lumineszenzdioden ist die Formung und Anordnung der Kontakte auf der gleichen Oberflächenseite, die unbehinderte Lichtabstrahlung von einer freien Oberfläche und der Übergang vom Vertikal- zum Lateralbetrieb bekannt.As a construction option for luminescent diodes is the formation and arrangement of the contacts on the same surface side, the unobstructed light emission from a free surface and the transition from vertical to Lateral operation known.

Zur Unterdrückung von Verlusten durch strahlungslose Rekombination an der Oberfläche von einseitig kontaktierten GaAsP-GaP oder GaP-Planar-Diffusionsdioden wurde in DE 27 12 412 A1 vorgeschlagen, die Ströme der Minoritätsladungsträger durch Feldplatteneffekt in tiefer liegende Bereiche zu verdrängen. Die Majoritätsträger sollten in die n-leitende lumineszenzfähige Epitaxieschicht über ein hoch dotiertes n-leitendes Anschlussgebiet in eine höher n-leitende Schicht eingeführt werden. Dieser Schichtaufbau und die Realisierung von gleichartigen Diffusionszonen gelingt bei AlGaAs-DH-Strukturen nicht in gleicher Weise.To suppress losses due to radiationless recombination on the surface of GaAsP-GaP or GaP-Planar diffusion diodes contacted on one side, in DE 27 12 412 A1 proposed to displace the currents of the minority charge carriers into deeper lying areas by means of a field plate effect. The majority carriers should be introduced into the n-type luminescent epitaxial layer via a highly doped n-type connection region in a higher n-type layer. This layer structure and the realization of similar diffusion zones do not work in the same way with AlGaAs-DH structures.

In GB 2,019,643 A wird eine Lumineszenzdiode mit einer Schichtfolge aus Ga1–xAlxAs auf einem GaAs-Substrat vorgeschlagen, in der eine erhöhte äußere Quantenausbeute und eine reduzierte innere Absorption verwirklicht werden können. Zu diesem Zweck wird eine aktive n-Lumineszenzschicht aus Ga0.90Al0.10As: Te (5.1017 cm–3) mit einem mit Kompensationsgrad ND/NA von 10 und der Dicke von einer Absorptionslänge z.B. 3μm von zwei Mantelschichten aus p- Ga0.70Al0.30As : Zn (5.1017 cm –3) und n-Ga0.70Al0.30As (5.1016 cm–3) umhüllt. Eine p+-leitende Ringzone, dotiert mit Zn (1019 cm–3) umfängt die aktive Lumineszenzschicht außen und schafft Anschluss zur tiefer liegenden p+-leitenden Mantelschicht. Der p+-leitende Ring ist mit einem p-Kontakt aus Au-Be oder Au-Zn und die n-leitende Mantelschicht mit einem n-Kontakt coplanar auf der gleichen Oberfläche versehen. Die Besonderheiten der aktiven Lumineszenzschicht (Dicke relativ zur Absorptionslänge, Kompensationsgrad und Dotierung) sorgen für ein Photonenrecycling der in die Lumineszenzzone durch Mehrfachreflexion zurück gekehrten Photonen. Die Photonen werden wieder in strahlend rekombinierbare Ladungsträgerpaare zurück verwandelt und können dann als neue Photonen den Halbleiter eventuell mit einem günstigeren Winkel zur Austrittsfläche doch verlassen.In GB 2,019,643 A proposed a luminescent diode with a layer sequence of Ga 1-x Al x As on a GaAs substrate, in which an increased external quantum efficiency and a reduced internal absorption can be realized. For this purpose, an active n-luminescent layer made of Ga 0.90 Al 0.10 As: Te (5.10 17 cm -3 ) with a degree of compensation ND / NA of 10 and the thickness of an absorption length, for example 3 μm, of two cladding layers made of p-Ga 0.70 Al 0.30 As: Zn (5.10 17 cm -3 ) and n-Ga 0.70 Al 0.30 As (5.10 16 cm -3 ) coated. A p + -conducting ring zone, doped with Zn (10 19 cm -3 ) surrounds the active luminescent layer on the outside and creates a connection to the lower lying p + -conducting cladding layer. The p + -conducting ring is provided with a p-contact made of Au-Be or Au-Zn and the n-conductive cladding layer with an n-contact coplanar on the same surface. The peculiarities of the active luminescent layer (thickness relative to the absorption length, degree of compensation and doping) ensure photon recycling of the photons that have returned to the luminescent zone through multiple reflection. The photons are converted back into radiation-recombinable charge carrier pairs and can then leave the semiconductor as new photons with a more favorable angle to the exit surface.

In EP 0 720 241 A2 ist eine LED-Gebildestruktur für die Lichtleiter-Nachrichtentechnik angegeben worden, mit der die Emission im Nahfeldbereich eines präzise ausgerichteten Lichtemitters aus InGaAsP auf einem InP- Substrat genau gerichtet in eine Faser eingekoppelt werden kann. Die Struktur zielt darauf ab, Schwierigkeiten bei der Massenproduktion, besonders bei der Justierung zu überwinden und Drahtbondtechniken zu vermeiden. Um dieses Ziel zu erreichen, wird, wie in 2 gezeigt, ein LED-Chip 1 aus einer n-leitenden Schicht 2 und einer p-leitenden Schicht 3 gebildet. Eine Grube 4 durchtrennt aufwärts von der Oberfläche 5 der Unterseite der p-leitenden Schicht 3 ausgehend diese p-leitende Schicht 3. Die Grube 4 reicht bis zur n-leitenden Schicht 2 und hat beiderseits des Bodens 4c eine erste Seitenwand 4a und eine zweite Seitenwand 4b. Sie dient als Abstandselement zwischen einer dicken p-leitenden Bondinsel 13 zum p-Kontakt 7 und einer dicken n-leitenden metallischen Bondinsel 14 zum n-Kontakt 6. Die Bondinseln befinden sich auf dünnen Metallflächen 12a und 12b. Der n-Kontakt 6 besteht aus Au/Sb/Au und zieht sich von der Oberfläche 5 über die erste Seitenwand 4a der Grube 4 bis zum Boden 4c der Grube 4 und kontaktiert am Boden 4c der Grube 4 die n-leitende Schicht 2. Eine Maske 8 aus dielektrischem Material wie Si3N4, SiO2 oder Photolack mit einer Dicke von 200nm begrenzt den n-Kontakt 6. In Richtung der Projektion des p-Kontaktes 7 hinter dem pn-Übergang hinaus befindet sich zur Verbesserung der Einkopplung der Emission in eine Faser eine Linse 9. Die Linse 9 ist in eine Aushöhlung ähnlich wie bei der Burrus-Struktur eingesetzt. Die Kontaktierung wird nun mit Lothügeln vorgenommen, wobei ein dielektrischer Film die Ausbreitung des Lotes über die metallischen Bondinseln 13 und 14 hinaus unterbindet. Die Größenverhältnisse von 2 : 100 zwischen der Kontaktfläche des p-Kontakts 7 und der pn-Übergangsfläche 11 deuten an, daß nur ein kleiner Teil der DH-Struktur in der p-leitenden Zone für die direkte Bedienung der Faser hinter der Linse 9 benötigt und auf eine Aufweitung des Stromes kein Wert gelegt wird.In EP 0 720 241 A2 an LED structure for fiber optic communication technology has been specified with which the emission in the near field a precisely aligned light emitter made of InGaAsP on an InP substrate can be coupled into a fiber in a precisely directed manner. The structure aims to overcome difficulties in mass production, especially adjustment, and to avoid wire bonding techniques. To achieve this goal, as in 2 shown an LED chip 1 from an n-type layer 2 and a p-type layer 3 educated. A pit 4 severed upward from the surface 5 the bottom of the p-type layer 3 starting from this p-type layer 3 , The pit 4 extends to the n-type layer 2 and has on both sides of the floor 4c a first side wall 4a and a second side wall 4b , It serves as a spacer between a thick p-type bond pad 13 to p contact 7 and a thick n-type metallic bond pad 14 to the n contact 6 , The bond islands are on thin metal surfaces 12a and 12b , The n contact 6 consists of Au / Sb / Au and extends from the surface 5 over the first side wall 4a the pit 4 to the ground 4c the pit 4 and contacted on the ground 4c the pit 4 the n-type layer 2 , A mask 8th made of dielectric material such as Si 3 N 4 , SiO 2 or photoresist with a thickness of 200 nm limits the n-contact 6 , Towards the projection of the p-contact 7 A lens is located behind the pn junction to improve the coupling of the emission into a fiber 9 , The Lens 9 is inserted into a cavity similar to the Burrus structure. The contact is now made with solder bumps, with a dielectric film spreading the solder over the metallic bonding pads 13 and 14 prevents beyond. The size ratios of 2: 100 between the contact area of the p-contact 7 and the pn junction area 11 indicate that only a small part of the DH structure in the p-type zone for direct operation of the fiber behind the lens 9 needed and no value is placed on expanding the current.

Die geometrische Form des Halbleiterkörpers im vereinzelten Plättchen und die Individualisierung der lumineszenzaktiven Zone vor der Zerlegung der Scheiben hängt direkt von der Entscheidung für eine der beiden Hauptvarianten, den Kanten- oder den Flächenstrahler, ab. Während die Kantenabstrahlung überwiegend bei Laserdioden genutzt wird, greift man bei Lumineszenzdioden vorzugsweise auf Flächenstrahler zurück. Laserdioden verdanken ihre Effizienz der Anbringung von Spaltflächen an der Austrittsfläche der Emission. Bei Lumineszenzdioden wird der Chipkörper durch einen Trennprozess mit Hilfe der Ritz- und Brechtechnik, durch einen Sägeprozess mit Hilfe von Diamantscheiben bzw. Drähten oder einen Trennätzprozess im Anschluss an eine selektive Maskierung einer oder beider Hauptoberflächen geformt.The geometric shape of the semiconductor body in the scattered tiles and the individualization of the luminescence active zone before the decomposition of the Discs hangs right from opting for one of the two main variants, the edge or surface emitters, from. While the edge radiation predominantly is used for laser diodes, luminescent diodes are preferred on surface spotlights back. Laser diodes owe their efficiency to the application of gap areas the exit surface the emission. In the case of luminescent diodes, the chip body is passed through a separation process with the help of scoring and breaking technology, by one sawing with the help of diamond discs or wires or a separation etching process molded after selective masking of one or both major surfaces.

Die Quader- oder Säulenform der Chips ist dank ihrer einfachen Herstellung sehr verbreitet.The cuboid or columnar shape the chips are very common thanks to their simple manufacture.

Es gehört zu einer lange gepflegten Montagepraxis, derartige oder ähnliche Lumineszenzdiodenchips in Gehäusereflektoren einzufügen oder daneben anzuordnen.It is part of a long-maintained Assembly practice, such or similar Luminescent diode chips in housing reflectors insert or arrange next to it.

Die Vielzahl der übrigen Geometrie-Varianten der Lumineszenzdiodenchips konnte der Ökonomie des Materialeinsatzes nicht in gleicher Weise Rechnung tragen.The multitude of the other geometry variants the luminescent diode chips could economize on the use of materials do not take into account in the same way.

Die für die Lichtleiter-Nachrichtentechnik entwickelte Burrus-Struktur ist durch einen DH-AlGaAs-Halbleiterchip mit einer zweiseitigen Kontaktierung und einem ausgehöhltem GaAs-Substratteil direkt unter der optisch aktiven Zone gekennzeichnet. Die Oberfläche mit der lumineszenzaktiven Schicht trägt einen 50μm großen Stromkontakt.The developed for fiber optic communication technology Burrus structure is through a DH-AlGaAs semiconductor chip with a two-sided Contacting and a hollowed out GaAs substrate part marked directly under the optically active zone. The surface with the luminescence active layer carries a 50μm current contact.

Nach der DE 25 42 072 A1 wurde der großflächige direkte Kontakt einer Seite der Burrus-Struktur zugunsten der Bildung eines Mesas mit abgeschrägten Randflächen aufgegeben. Die parallel zum Übergang sich ausbreitende Strahlung wird nach der Reflexion im wesentlichen. senkrecht zur pn-Übergangsebene umgelenkt. Um die für eine maximale Abstrahlung benötigte 45°-Neigung der Kante der Randfläche zu erreichen, wurde ein für das GaxAl1–xAs-GaAs-System günstiges diffusionsbegrenzt arbeitendes Ätzmittel eingesetzt.After DE 25 42 072 A1 the large-area direct contact of one side of the burrus structure was abandoned in favor of the formation of a mesa with bevelled edge surfaces. The radiation that propagates parallel to the transition essentially becomes after the reflection. deflected perpendicular to the pn junction plane. In order to achieve the 45 ° inclination of the edge of the edge surface required for maximum radiation, a diffusion-limited etchant, which is favorable for the Ga x Al 1-x As-GaAs system, was used.

An Stelle der Mesa-Form kann zur Lichtsammlung auch eine V-förmige Grube, die gemäß der JP-A 62-25472A ringförmig um eine pn-Übergangsfläche gelegt ist und ebenfalls einen Winkel von 45° mit dem Lichtemissionsbereich bildet, genutzt werden. Das Licht kann dadurch leichter am rückseitigen Kontakt vorbeigelenkt werden. Hier ist die Vielfältigkeit der Auskopplungsvarianten der Lichtstrahlen bei relativ kleinen Grubentiefen angedeutet, bei weitem aber nicht vollständig dargestellt oder gar genutzt.In place of the mesa shape, a V-shaped pit can also be used to collect light, which according to the JP-A 62-25472A is placed in a ring around a pn transition surface and also forms an angle of 45 ° with the light emission area. This makes it easier to direct the light past the rear contact. The diversity of the coupling-out variants of the light beams at relatively small pit depths is indicated here, but is far from being fully illustrated or even used.

Sphärisch polierte Chipkörper mit einer aktiven Zone im Brennpunkt eines halbleitenden Linsenformkörpers nach der DE 28 25 387 C2 oder US 4,017,881 sichern eine gute Auskopplung über die Linsenoberfläche. Sie bedienen unterschiedlich große Raumwinkel in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Linsenkappe und der Emissionsebene. Nur wenn es gelingt, die Lichtemission über die aktive Fläche des np-Überganges auch wirklich gleichmäßig zu halten, kann hier der Einsatz in der optischen Nachrichtentechnik bzw. einer hochpräzisen Entfernungsmessung ohne Schwierigkeiten erfolgen. Um die Stromdichte und mit dieser die Lichtemission zu vergleichmäßigen, wird zwischen das Substrat und den np-Übergang eine einzelne Schicht mit geringem spezifischen Widerstand und adaptierter Dicke oder eine gleichstarke Doppelschicht mit einer dünnen gut leitenden und einer dicken hochohmigeren Schicht eingeschaltet.Spherically polished chip body with an active zone in the focal point of a semiconducting lens body after the DE 28 25 387 C2 or US 4,017,881 ensure good decoupling over the lens surface. They operate at different solid angles depending on the distance between the lens cap and the emission plane. Only if the light emission over the active area of the np junction can be kept really uniform can it be used in optical communication technology or high-precision distance measurement without difficulty. In order to even out the current density and with it the light emission, a single layer with low specific resistance and adapted thickness or a double layer of equal strength with a thin, highly conductive and a thick, high-resistance layer is connected between the substrate and the np junction.

Soll dieses Halbleiterelement beide Elektroden auf der der Linse gegenüberliegenden Oberfläche erhalten, muss der n+p-Übergang zunächst durch einen ringförmigen Einschnitt auf eine Teiloberfläche begrenzt werden. Restriktion dabei jedoch ist, dass außerhalb des Einschnittes zur Beseitigung der Sperrwirkung des n+p-Übergang dortselbst die n+Schicht komplett umdotiert und in die gleiche Leitart gebracht wird, wie in der zusätzlich eingeschalteten Schicht unter der Linse. So entsteht ein p+p-Übergang, der einen niedrigen Kontaktwiderstand zum Kontaktmetall ermöglicht.If this semiconductor element is to receive both electrodes on the surface opposite the lens, the n + p transition must first be limited to a partial surface by an annular incision. Restriction is however that outside the incision to remove the blocking effect of the n + p junction, the n + layer is completely redoped there and brought into the same type of guidance as in the additionally switched on layer under the lens. This creates a p + p transition, which enables a low contact resistance to the contact metal.

Der Einschnitt muss nicht unbedingt bis in die gut leitende Kristallschicht hinein, sondern nur nahe an sie heranreichen.The incision does not necessarily have to be right into the highly conductive crystal layer, but only close to reach them.

Höhere Strahlstärken oder größere Helligkeit in Quellen für Beleuchtungszwecke lassen sich allein durch Mittel der besseren Leitfähigkeit, neue Abstände zwischen der Linse und der Emissionsebene oder andere Einschnittmaße nicht herbeiführen.higher beam strengths or greater brightness in Sources for Lighting purposes can only be achieved by means of the better Conductivity, new distances between the lens and the emission plane or other incision dimensions cause.

Trotzdem erfordern derartige zentralsymmetrische Gebildestrukturen bei ihrer Herausarbeitung aber einen hohen individuellen Aufwand pro Chip.Nevertheless require such centrally symmetrical Structural structures in their elaboration but a high individual Effort per chip.

Ein einheitlicher GaP-Halbleiterkörper erhielt nach der JP 52-124885 A eine platte, transparente Elektrode auf einer ersten und einen epitaxialen pn-Übergang auf einer zweiten Oberfläche. Durch Ätzung werden auf der letztgenannten Oberfläche zwei MESA-Strukturen gebildet. Die transparente Elektrode steht mit der Verdrahtung auf einer Trägerplatte in galvanischem Kontakt.A uniform GaP semiconductor body was obtained after JP 52-124885 A a flat, transparent electrode on a first surface and an epitaxial pn junction on a second surface. Two MESA structures are formed on the latter surface by etching. The transparent electrode is in galvanic contact with the wiring on a carrier plate.

Die Restdicke der transparenten Elektrode zwischen den beiden MESA-Strukturen ist weitaus kleiner, als die Höhe der MESA. So entsteht eine mechanisch sehr empfindliche Stelzenstruktur mit geringer Montagefestigkeit aber gewissen optischen Vorteilen. Aufgrund des Sprunges des Brechungsindex beim Übergang zur Luft tritt bei GaP an allen Oberflächen des MESA-Körpers bei einem relativ kleinen Winkel innere Totalreflexion ein. Dieser Effekt wird hier zur halbleiterinternen Lenkung der Lichtstahlung genutzt. Der lange MESA führt das Licht gemäß seiner Höhe fast wie in einer Lichtleitfaser zur Lichtaustrittsstelle an der transparenten Elektrode. Nicht die gesamte isotrop um die Emissionsebene verteilte Lichtmenge kann den MESA als paralleles Licht verlassen, aber die lokale Leuchtdichte ist merklich erhöht. Ungleichmäßigkeiten entlang der transparenten Elektrode werden dadurch allerdings nicht beseitigt.The remaining thickness of the transparent electrode between the two MESA structures is much smaller than the height of the MESA. This creates a mechanically very sensitive stilt structure low assembly strength but certain optical advantages. by virtue of of the jump in the refractive index at the transition to air occurs GaP on all surfaces of the MESA body total internal reflection at a relatively small angle. This effect is used here for the internal control of the light radiation. The long MESA leads the light according to his Height almost as in an optical fiber to the light exit point on the transparent Electrode. Not the total amount of light distributed isotropically around the emission plane can leave the MESA as parallel light, but the local luminance is noticeably increased. irregularities this does not, however, result in the transparent electrode eliminated.

Nach der JP 06-318731 A wird der Emissionswirkungsgrad der Lichtemitteranordnung durch Einfügen einer Grube zwischen zwei streifenförmige MESA, ähnlich der EP 0 720 241 A2 , erreicht, wobei der emittierende Mesastreifen auf beiden Streifenseiten eine bereits erwähnte schräge Böschung besitzt.After JP 06-318731 A is the emission efficiency of the light emitter arrangement by inserting a pit between two strip-shaped MESA, similar to that EP 0 720 241 A2 , reached, with the emitting mesa stripe having an oblique slope already mentioned on both sides of the stripe.

Konusförmige Chipkörper mit quer zum Konus liegender Emissionszone und umlenkenden Mantelflächen tragen nach Franklin-A-R et al. und der Veröffentlichung in Journal of Applied Physics 35 (1964), S. 1153-1155 in GaAs zur Ausnutzung der Primärreflexion bei. Nach DE 198 07 758 A1 kann zur Ausnutzung auch der Sekundärreflexionen die Seitenfläche in lichtemittierenden Elementen einem invertierten Pyramidenstumpf ähnlich gestaltet und mit einem einheitlichen stumpfen Winkel (β + 90°) mit β zwischen 20 und 50° versehen werden. Hierbei handelt es sich um eine von großen Flächenverlusten begleitete Chipstruktur. Um diese Materialverluste zu mindern müßten die Böschungslängen erheblich verkürzt werden, ohne die Erfassung der Primär- und Sekundärstrahlen zu vermindern.According to Franklin-AR et al., Conical chip bodies with an emission zone lying transversely to the cone and deflecting lateral surfaces. and the publication in Journal of Applied Physics 35 (1964), pp. 1153-1155 in GaAs for utilizing primary reflection. To DE 198 07 758 A1 To take advantage of secondary reflections, the side surface in light-emitting elements can be designed similar to an inverted truncated pyramid and provided with a uniform obtuse angle (β + 90 °) with β between 20 and 50 °. This is a chip structure accompanied by large area losses. In order to reduce these material losses, the embankment lengths would have to be shortened considerably without reducing the detection of the primary and secondary rays.

Zur Absenkung der Kosten werden anstelle von chipinternen Linsen häufig auch chipexterne Linsen und weitere Abbildungselemente eingesetzt. Dabei entstehen jedoch bereits Verluste beim Austritt aus dem Chip und bei der Abbildung in äußere optische Komponenten. Erhabene, über die allgemeine Chipfläche reichende und mesaartige Lumineszenzzonen wurden sehr früh zur Erleichterung der justierten Befestigung von abbildenden Perlen für die Verbesserung der Einkopplung in Fasern verwendet.To reduce costs, instead of on-chip lenses often lenses external to the chip and other imaging elements are also used. However, there are already losses when exiting the chip and when imaging in outer optical Components. Sublime, over the general chip area Reaching and mesa-like luminescent zones became a relief very early the adjusted mounting of imaging beads for improvement coupling into fibers.

Eine chipinterne Lenkung der Lumineszenz gelingt mit der Mesa-Struktur nach US 4,742,378 , wo senkrecht auf ein Chipplättchen eine Säule aufgesetzt ist, in die hinein sich ein mantelförmig kontaktierter pn-Übergang fortsetzt. Die Lumineszenz wird in Richtung der optischen Achse der Säule geleitet und aus einem rohrförmigen pn-Übergang abgestrahlt. Die metallische Mantelelektrode verschattet die Stirnfläche der Säule nicht, so dass die Lumineszenz leicht in Lichtleitfasern übernommen werden kann. Einer einseitigen Kontaktierung und einer einfachen Herstellungstechnologie ist diese Mesastruktur der Laser- oder Lumineszenzdioden jedoch nicht zugänglich.The mesa structure can be used to control the luminescence within the chip US 4,742,378 , where a column is placed vertically on a chip plate into which a pn junction contacted in the form of a jacket continues. The luminescence is directed in the direction of the optical axis of the column and emitted from a tubular pn junction. The metallic jacket electrode does not shade the end face of the column, so that the luminescence can easily be taken over in optical fibers. However, this mesa structure of the laser or luminescent diodes is not accessible to one-sided contacting and simple manufacturing technology.

Mit dem Übergang zur einseitigen Kontaktierung leistungsstarker Beleuchtungsquellen entstehen gegenüber der zweiseitigen Quelle die Erfordernisse der ausreichenden elektrischen Versorgung der aktiven lumineszierenden Schicht mit Ladungsträgern beider Arten von einer Oberfläche, der substratorientierten Lenkung und einseitigen Auskopplung der Photonenemission und der Kontrolle und Abführung der thermischen Verluste der elektro-optischen Wandlung.With the transition to one-sided contacting powerful lighting sources arise compared to bilateral source the requirements of sufficient electrical Supply of the active luminescent layer with charge carriers of both Types of a surface the substrate-oriented steering and unilateral decoupling of the Photon emission and control and dissipation of thermal losses the electro-optical conversion.

Eine zusätzliche, unter der lumineszenzaktiven Zone vergrabene Verteilerschicht hat für die Zuführung einer ersten Ladungsträgerart zu sorgen.An additional, under the luminescence active Zone buried distribution layer has to supply a first type of charge to care.

Von der gleichen, bereits einmal kontaktierten Oberfläche aus, ist die Versorgung mit der zweiten Ladungsträgerart gleichmäßig und ohne punktuelle Überlastung vorzunehmen.From the same, already once contacted surface off, the supply with the second charge carrier type is even and without selective overload make.

Unabhängig davon ist die zunächst isotrop emittierte Lumineszenz aus der aktiven Zone richtungsorientiert zu bündeln. Dabei besteht das Problem, dass die Verteilerschicht lichtableitend in Erscheinung tritt und die gerichtete Extraktion optischer Energie mindert.The luminescence emitted isotropically is independent of this to bundle directionally from the active zone. The problem is that the distribution layer appears light-diverting and the directional extraction of optical energy reduces.

Die Gefahr der gleichzeitig erfolgenden Ableitung der Photonen aus der aktiven Zone in eine nicht für die Bündelung und Auskopplung geeignete Richtung ist zu beseitigen.The danger of happening simultaneously Deriving the photons from the active zone into one not for bundling and decoupling suitable direction is to be eliminated.

Es ist nicht mehr zulässig, dass der gewünschte Flächenstrahler in seiner Emissonsfläche allein durch die Chip-Kantenlänge definiert wird. Es muss eine Einschränkung auf einen Teil der Chipfläche vorgenommen werden. Die isotrope Emissionsverteilung muss dennoch chipintern und vollständig auf eine einzige Oberfläche hin umgelenkt und in einen gegebenen Raumwinkel gebündelt werden.It is no longer permissible that the desired surface emitter is in its emissive area is defined solely by the chip edge length. A restriction to part of the chip area must be made. The isotropic emission distribution must nevertheless be completely redirected to a single surface within the chip and bundled into a given solid angle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bipolare Gebildestruktur zu schaffen, in der die Individualisierung der lumineszenzaktiven Zone und deren spätere elektronische Versorgung in jedem Halbleiterplättchen so gestaltet ist, dass eine möglichst hohe optische Ausgangsleistung pro Plättchen erzielt werden kann, aber dennoch das Halbleitermaterial wirtschaftlich genutzt und keine aufwendigen Formgebungszyklen erforderlich sind.The invention has for its object a to create bipolar structure in which the individualization the luminescence active zone and its subsequent electronic supply in every semiconductor die is designed so that one is possible high optical output power per plate can be achieved but nevertheless the semiconductor material is used economically and none complex molding cycles are required.

Die Struktur soll die Versorgung mit Ladungsträgern beider Arten zeitlich und örtlich gleichmäßig und bis zu höchsten Strompegeln sichern, eine gute Flächenausnutzung und Bruchstabilität gewährleisten und bei einer möglichst einfachen Fügetechnologie der Kontaktelektroden eine wirkungsvolle Abführung der thermischen Verluste der elektro-optischen Wandlung zulassen.The structure is supposed to be the supply with load carriers both types temporally and locally evenly and up to the highest Ensure current levels, ensure good use of space and breakage stability and if possible simple joining technology the contact electrodes effectively dissipate the thermal losses allow the electro-optical conversion.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is due to the characteristics of claim 1 solved. Appropriate configurations are the subject of the subclaims.

Das den Patentansprüchen zugrunde liegende Gebildeprinzip beruht auf der Unterordnung der optischen Erfordernisse unter die Trassengestaltung der Zuführung und Verteilung der elektrischen Ladungsträger beider Ladungsarten und der Annäherung an einen barrierefreien Mechanismuswechsel der Wärmeleitfähigkeit beim Übergang von dem phononengestützten zum elektronengestützten Prozess am Kontakt über dem pn-Übergang.That is the basis of the patent claims lying structure principle is based on the subordination of the optical Requirements under the route design of the feed and Distribution of the electrical charge carriers of both types of charge and of rapprochement a barrier-free mechanism change of thermal conductivity during the transition from the phonon-based for electron-assisted Process on contact via the pn junction.

Leitgedanke ist dabei die Verkleinerung der lateralen Dimension der Emissionszone durch die Segmentierung der lumineszenzaktiven Fläche, die Reduzierung der Dicke des optisch genutzten Schichtpaketes und die Senkung des wärmestauenden Charakters der Schichten zwischen dem pn-Übergang und dem Metallkontakt durch Graduierung der Schichtkomposition in der Vorkontaktzone.The main idea here is downsizing the lateral dimension of the emission zone through the segmentation the luminescence active area, the reduction in the thickness of the optically used layer package and lowering the heat build-up Character of the layers between the pn junction and the metal contact by grading the layer composition in the pre-contact zone.

Es wird eine Plättchenstruktur geschaffen, bei der die relevanten Erzeugnisfunktionen wie die Zuführung und Verteilung der elektrischen Energie, ihre Wandlung und Auskopplung als optische Energie und die Ableitung der thermischen Verluste mit hohem Effekt im und am Plättchen ablaufen und kaum noch einer Unterstützung durch zusätzliche, äußere Elemente bedürfen.A platelet structure is created at of the relevant product functions such as feeding and Distribution of electrical energy, its conversion and decoupling as optical energy and the derivation of thermal losses with a high effect in and on the plate expire and hardly any support from additional, external elements require.

Bei der Verwirklichung des Leitgedankens wird von der räumlichen Begrenzung der lateralen Ausdehnung des optisch-elektronischen Schichtpaketes in der optischen Sektion auf die Form von Pfeilern ausgegangen. Eine konusförmige Erweiterung der Querschnittsmaße der Pfeiler in Richtung auf eine die Pfeiler verbindende optische Platte ausreichender Bruchfestigkeit wird zweckgemäß angewendet.In realizing the guiding principle from the spatial Limitation of the lateral extent of the optical-electronic layer package assumed the shape of pillars in the optical section. A cone-shaped Extension of the cross-sectional dimensions the pillar in the direction of an optical connecting the pillars A plate of sufficient breaking strength is used as intended.

Das wichtigste Merkmal der Erfindung ist die Aufteilung der lumineszenzfähigen Pfeilerart in zwei oder mehrere Pfeiler mit kleineren Querschnittmaßen. Mit diesem Merkmal sind nicht nur Vorteile bei den Herstellungskosten, sondern auch bei den optoelektronischen Eigenschaften des Enderzeugnisses verbunden.The most important feature of the invention is the division of the luminescent pillar type into two or several pillars with smaller cross-sectional dimensions. Are with this characteristic not only advantages in manufacturing costs, but also in the optoelectronic properties of the end product.

Die Pfeiler können sowohl als Pyramidenstumpf mit gleichseitigen oder rechteckigen Grundflächen, als Kegelstumpf mit runden, elliptischen oder sichelförmigen Grundflächen bzw. als trapezförmige Ringe ausgeführt sein.The pillars can be used as truncated pyramids with equilateral or rectangular bases, as a truncated cone with round, elliptical or crescent-shaped base areas or as a trapezoidal Executed rings his.

Die Höhe der Pfeiler muss der größten in den Pfeiler einzeichenbaren geraden, lateralen Verbindung (im folgenden als Diagonale des Pfeilers bezeichnet) Rechnung tragen. Größere Diagonalen erfordern größere Pfeilerhöhen. Die optisch nutzbare Pfeilerhöhe kann durch eine erhabene Stufung im Oberflächenprofil des Substrats erhöht werden.The height of the pillar must be the largest in straight, lateral connection, which can be drawn on the pillar (in the following referred to as the diagonal of the pillar). Larger diagonals require larger pillar heights. The visually usable pillar height can be increased by a raised step in the surface profile of the substrate.

Durch einen vorher geschaffenen Vorsprung auf der optischen Platte, über den dann das gesamte Schichtpaket samt der Verteilerschicht für negative Ladungsträger gezogen wird, gelingt die Unterbindung der Ableitung und die gerichtete Umlenkung des sich in der Schichtebene seitlich ausbreitenden Teils der isotropen Lumineszenzverteilung.Through a previously created lead the optical disc, over then the entire layer package including the distribution layer for negative charge carriers is drawn the derivation and the directed one succeeds Redirection of the part that spreads laterally in the layer plane the isotropic luminescence distribution.

Die Anordnung einer Abbildungslinse aus Halbleitermaterial mit erhöhter Brennweite, oder von Lichtleitfasern mit adaptiertem Faserdurchmesser auf der optischen Platte in der optischen Sektion des Chips erhöhen den Bündelungseffekt im Fernbereich.The arrangement of an imaging lens made of semiconductor material with increased Focal length, or of optical fibers with adapted fiber diameter the optical plate in the optical section of the chip increase the bunching effect in the far range.

Die Lumineszenzdiodenchips werden zur einfachen Kontaktierung mit ihrer Montageebene auf einer Leiterplatte aus Silizium befestigt. Diese Leiterplatte kann zweckmäßig als Montagewanne ausgebildet sein.The LED chips are for easy contacting with their mounting level on a printed circuit board attached from silicon. This circuit board can be useful as Assembly tub be formed.

Für die selbsttätige Kontrolle der Lumineszenzintensität der Beleuchtungsquelle hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn einer der als Gleichrichter nutzbaren DH-Schichtstrukturen als Photodiode in Sperrichtung betrieben wird und der gemessene Fotostrom zum Bewertungsmaßstab für die Beibehaltung oder Korrektur im Regelkreis des Injektionsstromes gemacht wird.For the automatic Control of the luminescence intensity of the lighting source It turned out to be very advantageous if one of the rectifiers usable DH layer structures operated as a photodiode in the reverse direction and the measured photocurrent becomes the evaluation standard for the retention or correction is made in the control loop of the injection current.

Schließlich kann eine spezielle rahmenförmige Pfeilerform, die alle übrigen Pfeiler eines Chips zusammenhängend umschließt, zum Aufbau einer automatischen Hermetisierung der optoelektronisch aktiven Bereiche des Chips genutzt werden. Dann kann sogar eine zusätzliche Verkappung des Chip-Chipträger-Systems entfallen. Wird dabei auf eine Anpassung der Dimensionen der lumineszierenden Pfeiler an die Abmessungen von Silberpolstern in Vertiefungen der Chipträgerplatte geachtet, läßt sich der Wärmewiderstand der gesamten Beleuchtungsquelle sehr vorteilhaft senken.Finally, a special frame-shaped pillar shape, the others Pillar of a chip connected encloses to build an automatic hermeticization of the optoelectronic active Areas of the chip are used. Then even an additional one The chip-chip carrier system is not capped. Doing so will adjust the dimensions of the luminescent Pillar to the dimensions of silver cushions in depressions of the Chip carrier plate respected, can the thermal resistance of the entire lighting source very advantageously.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus den nachfolgenden, anhand der Zeichnungen erklärten Ausführungsbeispielen hervor. In den Zeichnungen zeigen:Other advantages and details The invention will become apparent from the following, based on the drawings declared embodiments out. The drawings show:

1 eine Beleuchtungsquelle mit zwei Funktionssektionen und Zerlegung der optischen Sektion in mehrere Teildioden
(a) einfache Lumineszenzdiode (nach 2)
(b) mehrere parallel geschaltete pn-Übergänge gegen eine gemeinsame Kathode,
(c) Chip-Layout mit In-Linie-Anordnung der pn-Übergänge
(d) Anordnung der Chipelemente im Scheibenverband,
1 a lighting source with two functional sections and splitting the optical section into several sub-diodes
(A) simple luminescent diode (after 2 )
(B) several pn junctions connected in parallel against a common cathode,
(C) Chip layout with in-line arrangement of the pn junctions
(D) Arrangement of the chip elements in the disc assembly,

2 eine Ausführungsform der Burrus-Struktur nach Dautartes (Stand der Technik), 2 an embodiment of the Burrus structure according to Dautartes (prior art),

3 andere Varianten für das Chip-Layout in der Durchsicht
(a) quadratische Chipkontur mit Eckplazierung von drei pn-Übergängen
(b) zentralsymmetrische Platzierung von vier pn-Übergängen der optischen Sektion innerhalb eines geschlossenen, ringförmigen Pfeilers,
(c) einen Schnitt entlang der Linie A-A'
3 other variants for the chip layout in the review
(A) square chip contour with corner placement of three pn junctions
(B) central symmetrical placement of four pn junctions of the optical section within a closed, circular pillar,
(C) a section along the line A-A '

4 eine Beleuchtungsquelle mit
(a) unvollständiger und
(b) mit vollständiger Auskopplung der Lumineszenz aus der optischen Sektion in die gewünschte Richtung,
4 a lighting source with
(A) incomplete and
(B) with complete decoupling of the luminescence from the optical section in the desired direction,

5 eine Beleuchtungsquelle
(a) mit verbesserter Integration der Verteilerschicht in die optische Sektion und
(b) einer optimierten Auskopplungsfläche,
5 a source of illumination
(A) with improved integration of the distribution layer in the optical section and
(B) an optimized coupling area,

6 eine Montagestruktur der Beleuchtungsquelle, 6 a mounting structure of the lighting source,

7 ein Schnittbild einer Beleuchtungsquelle mit chipinterner Umlenkung und Bündelung, 7 2 shows a sectional view of a lighting source with deflection and bundling within the chip,

8 zwei erweiterte, anfügbare transparente Fenster mit unterschiedlichen optischen Elementen
(a) mit Linsenelementen
(b) mit Faserelementen,
8th two extended, attachable transparent windows with different optical elements
(A) with lens elements
(B) with fiber elements,

9 Kennlinien der neuen Beleuchtungsquelle
(a) Flussstrom-Charakteristik und
(b) Strahlungsleistung aus Chips mit einem pn-Übergang und mit mehreren pn-Übergängen,
9 Characteristics of the new lighting source
(A) Flow current characteristics and
(B) Radiation power from chips with one pn junction and with several pn junctions,

10 ein Ersatzschaltbild einer selbstkontrollierten Beleuchtungsquelle und 10 an equivalent circuit diagram of a self-controlled lighting source and

11 eine Gebildestruktur einer Beleuchtungsquelle mit automatischer Hermetisierung der optoelektronisch aktiven Zone
(a) in Draufsicht
(b) als Schnittbild.
11 a structure of a lighting source with automatic hermeticization of the optoelectronically active zone
(A) in top view
(B) as a cross section.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

Der Forderung nach einer erhöhten optischen Leistung aus einer halbleitenden Beleuchtungsquelle kann mit dem Gebildekonzept segmentierter isotrop abstrahlender Emissionszonen am besten Rechnung getragen werden. Diese Form kann geschaffen werden, wenn die Definition der Größe der lumineszenzaktiven Zone in der optischen Sektion gleichzeitig mit der Integration von Umlenkeinheiten für die Lumineszenz aus dieser Zone verknüpft wird. Die Vielstufigkeit des Ätzprozesses zur Formung des konusartigen Pfeilerquerschnitts, insbesondere für große Pfeilerhöhen L, ist unerwünscht aufwendig. Im Einzelnen folgt die Pfeilerhöhe L bei festem kritischem Reflexionswinkel θkrit(n) der größten Distanz D zwischen zwei Punkten innerhalb der Lichtemissionsfläche bzw. der größten Diagonale des Pfeilers gemäß Gleichung (1). L = F(θkrit(n),D) = D tan θkrit/(1 + 2tan θkrit) (1) The demand for increased optical power from a semiconducting lighting source can best be met with the structure concept of segmented isotropically emitting emission zones. This shape can be created if the definition of the size of the luminescence-active zone in the optical section is simultaneously linked with the integration of deflection units for the luminescence from this zone. The multiple stages of the etching process for forming the cone-like pillar cross section, in particular for large pillar heights L, is undesirably complex. In detail, the pillar height L follows the greatest distance D between two points within the light emission surface or the largest diagonal of the pillar according to equation (1) at a fixed critical reflection angle θ crit (n ). L = F (θ crit (n) , D) = D tan θ crit / (1 + 2tan θ crit ) (1)

Eine Reduzierung der Pfeilerhöhe L gelingt nur, wenn die Distanz D der lumineszenzaktiven Schicht verkleinert wird. Bei einfachen Lumineszenzdioden gemäß 1(a) hängt die emittierte optische Leistung bei einheitlicher Leuchtdichte von der Größe der Emissionsfläche ab. Abstriche an der Fläche sind deshalb kaum zulässig. Eine gleichstarke Emissionsquelle kann jedoch gemäß 1(b) aus mehreren Teildioden mit kleineren Teilflächen, aber gleicher Gesamtfläche gebildet werden. 1(c) zeigt ein dazugehöriges Chiplayout. Bei ihm sind auf einer optischen Platte 20 drei lumineszenzaktive pn-Übergänge 21, 22 und 23 und dazugehörige Anodenkontakte 24, 25 und 26 neben einem für alle zuständigen kathodisch gepolten Kontakt 28 an einer n-leitenden Verteilerschicht 27 angeordnet. Die Anodenkontakte 24, 25 und 26 liegen nebeneinander auf gleicher Ebene und befinden sich auf pyramidenstumpfähnlichen Formkörpern oder Pfeilern. Durch die Dreiteilung der Fläche reduziert sich die erforderliche Pfeilerhöhe L auf weniger als 60% seiner ursprünglichen Höhe.The pillar height L can only be reduced if the distance D of the luminescence-active layer is reduced. According to simple luminescent diodes 1 (a) the emitted optical power with uniform luminance depends on the size of the emission area. Smears on the surface are therefore hardly permissible. However, an equally strong emission source can 1 (b) are formed from several partial diodes with smaller partial areas, but the same total area. 1 (c) shows an associated chip layout. With him are on an optical disc 20 three luminescence-active pn junctions 21 . 22 and 23 and associated anode contacts 24 . 25 and 26 in addition to a cathodically polarized contact responsible for all 28 on an n-type distribution layer 27 arranged. The anode contacts 24 . 25 and 26 lie next to each other on the same level and are located on truncated pyramid-shaped bodies or pillars. By dividing the area into three, the required pillar height L is reduced to less than 60% of its original height.

Bei der Herstellung einer derartigen bipolaren Beleuchtungsquelle wird auf einer (100)-orientierten, n-leitenden, mechanischen AlxGa1–xAs-Brücke als optische Platte 20 mit einem x-Wert von 0,27 ± 0,12 und einer Dotierung von < 3.1017 cm–3 eine n-leitende Verteilerschicht 27 mit einer deutlich höheren Dotierung von (1 ± 0,3).1018 cm–3, einer Schichtkomposition von AlxGa1–xAs mit einem x-Wert von 0,2 ± 0,08 und einer Schichtdicke von 30 μm abgeschieden. Daran schließt sich der AlxGa1– xAs-DH-Schichtaufbau mit einer lumineszenzaktiven GaAs-Schicht, die von einer n- und einer p-leitenden ternären Schicht mit einem x-Wert oberhalb 0,11 umhüllt wird. Der DH-Schichtaufbau besitzt eine Gesamtdicke von 30 μm.In the production of such a bipolar illumination source, a (100) -oriented, n-conducting, mechanical Al x Ga 1-x As bridge is used as the optical plate 20 with an x-value of 0.27 ± 0.12 and a doping of <3.10 17 cm -3 an n-type distribution layer 27 deposited with a significantly higher doping of (1 ± 0.3) .10 18 cm -3 , a layer composition of Al x Ga 1-x As with an x value of 0.2 ± 0.08 and a layer thickness of 30 μm , This is followed by the Al x Ga 1- x As-DH layer structure with a luminescence-active GaAs layer, which is enveloped by an n- and a p-conducting ternary layer with an x value above 0.11. The DH layer structure has a total thickness of 30 μm.

Die Definition der lateralen Größe der lumineszenzaktiven Schichtteile und der pn-Übergänge 21, 22 und 23 und ihre Verknüpfung in Umlenkelemente in den dazugehörigen pyramidenstumpfartigen Pfeilern unter der optischen Platte 20 erfolgt durch gezieltes Ätzen. Um drei konusförmige Pfeiler zu erhalten, wird von der Zunahme der Ätzgeschwindigkeit mit abnehmendem Al-Gehalt in AlxGa1–xAs Gebrauch gemacht. Demzufolge wird in dem DH-Schichtaufbau in jeder Schicht ein x-Wertgradient aufgebaut. Nahe der späteren Montageebene und unter den später metallischen Anodenkontakten 24, 25 und 26, wo der größte laterale Ätzabtrag gewünscht wird, ist ein kleiner x-Wert einzuhalten. In Richtung auf die optische Platte 20 steigt der x-Wert linear mit dem Abstand von der Montageebene an. Der Spielraum für die Ausnutzung dieses Effektes für kristallografisches Ätzen ist jedoch im wesentlichen auf den x-Wertebereich zwischen 0,01 und 0,12 beschränkt. Aus diesem Grund wird bei der Verwendung größerer x-Werte für die Schichten ergänzend eine zusätzliche Unterstützung der Schrägätzung eingeführt. Die optische Platte 20 wird auf der Oberflächenseite der DH-Schichtfolge mit Fotopositivlack beschichtet und zu einer ersten Ätzmaske ausgebildet. Die erste Maske ermöglicht einen Ätzabtrag nur eines schmalen Streifens rund um die Anodenkontakte 24, 25 und 26. Die so entstandene Pyramide wird durch glättendes einebnendes Ätzen in die gewünschte Pfeilerform mit zur optischen Platte 20 hin erweitertem Querschnitt gebracht. Die Dicke der verbliebenen Verteilerschicht 27 beträgt mindestens 13μm. Jeder Pfeiler mit den lumineszenzaktiven pn-Übergängen 21, 22 und 23 und auch der nicht lumineszenzfähige Pfeiler mit dem Kontakt 28 besitzt am Ende des Ätzprozesses eine Höhe L von 35 μm über der ebenen Montagefläche. Erst jetzt erfolgt die Auftragung der Metallbelegung für die Anodenkontakte 2426 und Kontakt 28 sowie den Anschluss an die Verteilerschicht 27 durch Aufdampfung einer Au-Ge-Legierung. Die Vereinzelung der vollständigen, fertigen Scheibe in einzelne Plättchen für die Beleuchtungsquellen kann durch geeignetes Sägen mit Drähten oder Diamantscheiben bzw. durch Einritzen und Brechen von der freien Oberflächenseite der optischen Platte 20 erfolgen. Dabei sind im Bedarfsfall die beiden Oberflächenflächen durch Abdeckfolien zu schützen.The definition of the lateral size of the luminescence-active layer parts and the pn junctions 21 . 22 and 23 and their connection in deflection elements in the associated truncated pyramids towards pillars under the optical plate 20 is done by targeted etching. In order to obtain three conical pillars, use is made of the increase in the etching speed with decreasing Al content in Al x Ga 1-x As. As a result, an x-value gradient is built up in the DH layer structure in each layer. Near the later assembly level and under the later metallic anode contacts 24 . 25 and 26 Where the greatest lateral etching removal is desired, a small x value must be observed. Towards the optical disc 20 the x-value increases linearly with the distance from the assembly level. However, the scope for using this effect for crystallographic etching is essentially limited to the x value range between 0.01 and 0.12. For this reason, additional support for the oblique etching is additionally introduced when using larger x values for the layers. The optical disc 20 is coated on the surface side of the DH layer sequence with photo-positive lacquer and formed into a first etching mask. The first mask enables etching removal of only a narrow strip around the anode contacts 24 . 25 and 26 , The resulting pyramid is smoothed and etched into the desired pillar shape to form an optical plate 20 brought expanded cross-section. The thickness of the remaining distribution layer 27 is at least 13μm. Each pillar with the luminescent pn junctions 21 . 22 and 23 and also the non-luminescent pillar with the contact 28 has a height L of 35 μm above the flat mounting surface at the end of the etching process. Only now is the metal assignment for the anode contacts applied 24 - 26 and contact 28 as well as the connection to the distribution layer 27 by vapor deposition of an Au-Ge alloy. The complete, finished pane can be separated into individual plates for the illumination sources by suitable sawing with wires or diamond plates or by scratching and breaking from the free surface side of the optical plate 20 respectively. If necessary, the two surface areas must be protected with cover foils.

1(d) zeigt ein Scheibenlayout mit der Anordnung der Chipelemente im Scheibenverband und die gespiegelte Disposition der Elemente der benachbarten Zeilen. Diese Disposition ist für die abschließende Vereinzelung der Chips vorteilhaft, da die Trennfuge zwischen den kathodisch gepolten Kontakten 28 zweier benachbarter Chips keinen Anforderungen nach konusartiger Ausweitung unterliegt und demzufolge platzsparend ausgeführt werden kann. Zur Erleichterung des Trennens sind die Chipzeilen parallel und orthogonal zu einer kristallographisch orientierten Fase 29 angeordnet. 1 (d) shows a disc layout with the arrangement of the chip elements in the disc association and the mirrored disposition of the elements of the adjacent lines. This disposition is advantageous for the final separation of the chips, since the parting line between the cathodically polarized contacts 28 two adjacent chips are not subject to any requirements for cone-like expansion and can therefore be carried out in a space-saving manner. To facilitate the separation, the chip lines are parallel and orthogonal to a crystallographically oriented chamfer 29 arranged.

Eine Abweichung von der In-Linie-Anordnung der anodisch gepolten Pfeiler ist im Chiplayout nach 3(a) gezeigt. So kann auch die Rückkehr zu quadratischen Chipkonturen ermöglicht werden. Jeder der drei anodisch gepolten Pfeiler 31, 32 und 33 besetzt eine Ecke auf der optischen Platte 30. Ein kathodisch gepolter Pfeiler 34 nimmt den Platz in der letzten Ecke ein. Außer den eckigen sind auch runde oder sichelförmige Pfeilerkonturen herstellbar.The chip layout shows a deviation from the in-line arrangement of the anodically poled pillars 3 (a) shown. This also enables the return to square chip contours. Each of the three anodically poled pillars 31 . 32 and 33 occupies a corner on the optical disc 30 , A cathodic pole 34 takes the place in the last corner. In addition to the square ones, round or sickle-shaped pillar contours can also be produced.

Wird die Emissionsfläche im Chiplayout nach 3(b) in vier gleiche Teilflächen 36, 37, 38 und 39 aufgeteilt, ist für diese Pfeiler auf einer optischen Platte 35 wegen der kleineren Distanz D nur noch die Hälfte der sonst erforderlichen Pfeilerhöhe L nötig. Das Layout zeigt ferner einen geschlossenen, ringförmigen kathodisch polbaren Umfassungspfeiler 40, der wie unten weiter ausgeführt, vorteilhaft in der Endmontage genutzt werden kann.Will the emission area in the chip layout after 3 (b) in four equal sub-areas 36 . 37 . 38 and 39 is divided for these pillars on an optical disc 35 because of the smaller distance D only half of the otherwise required pillar height L is necessary. The layout also shows a closed, ring-shaped cathodically polishable surrounding pillar 40 , which can be used advantageously in final assembly as explained below.

3(c) zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A', wobei die konische Art der Pfeiler nicht gezeigt wird. 3 (c) shows a section along the line A-A ', the conical type of the pillar is not shown.

In der 4 ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäß gestalteten Beleuchtungsquelle unter Berücksichtigung der Auskopplung der Lumineszenz aus der optischen Sektion in Richtung der transparenten optischen Platte wiedergegeben. Die perspektivische Ansicht einer unvollkommenen Chipstruktur 51 in 4(a) zeigt einen kathodisch gepolten Pfeiler 52 und zwei anodisch gepolte Pfeiler 53, 54. Eine lumineszenzaktive Schicht 55 liegt in sehr großer Nähe der Unterkante der optischen Platte der Chipstruktur 51. Die Pfeilerhöhe L ist hier zu gering. Demzufolge läuft ein von einem angenommenen Aufpunkt 57 ausgehender Strahl 59 voll gegen die konusartige Wand des Pfeilers 54 und wird von dort zur optischen Platte hin umgelenkt. Gleiches gilt noch für den Grenzfall eines Strahls 58. In einem Halbkegel 60 ist die umgelenkte Lumineszenz repräsentiert. Die nicht umgelenkte Lumineszenz ist z.B. durch einen Halbkegel 61 vertreten, in dem sich Strahlen 62 ad oder durch Lichtleiteffekt in der Verteilerschicht 56 fortgeleitete Strahlen 63 befinden. Die Strahlung in dem Halbkegel 61 ist für die Nutzung als Beleuchtungsquelle verloren und schmälert den externen optischen Wirkungsgrad.In the 4 the mode of operation of the illumination source designed according to the invention is shown, taking into account the coupling out of the luminescence from the optical section in the direction of the transparent optical plate. The perspective view of an imperfect chip structure 51 in 4 (a) shows a cathodically polarized pillar 52 and two anodically poled pillars 53 . 54 , A luminescent layer 55 is very close to the lower edge of the optical plate of the chip structure 51 , The pillar height L is too low here. As a result, an assumed starting point runs 57 outgoing beam 59 fully against the cone-like wall of the pillar 54 and is redirected from there to the optical disc. The same applies to the limit case of a beam 58 , In a half cone 60 the redirected luminescence is represented. The undeflected luminescence is, for example, due to a semi-cone 61 represented in which rays 62 a - d or by light guide effect in the distribution layer 56 transmitted rays 63 are located. The radiation in the semi-cone 61 is lost for use as a lighting source and reduces the external optical efficiency.

Vorteilhafter ist demgegenüber eine wie in 4(b) gezeigte Chipstruktur 71, in der die konusartige Pfeilerstruktur tiefer in die optische Platte hinein reicht und die Pfeilerstruktur und Pfeilerhöhe L der Situation besser angemessen ist. Dadurch ist gewährleistet, dass eine lumineszenzaktive Schicht 75 in anodisch gepolten Pfeilern 73 und 74 eine mittlere Ebene einnimmt und Teile einer Verteilerschicht 76 zu einem Wandelement der anodisch gepolten Pfeiler 73, 74 geworden sind. Ein von einem Aufpunkt 77 ausgehender Strahlungskegel 80 mit den Randstrahlen 78 und 79 wird jetzt voll von der Konuswand der Pfeiler 73, 74 erfasst und in die gewünschte Richtung gelenkt.In contrast, one as in is more advantageous 4 (b) shown chip structure 71 , in which the cone-like pillar structure extends deeper into the optical plate and the pillar structure and pillar height L are more appropriate to the situation. This ensures that a luminescence-active layer 75 in anodically poled pillars 73 and 74 occupies a middle level and parts of a distribution layer 76 to a wall element of the anodically poled pillars 73 . 74 became. One from a starting point 77 outgoing radiation cone 80 with the marginal rays 78 and 79 is now full of the cone wall of the pillars 73 . 74 detected and directed in the desired direction.

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

Eine zweite Möglichkeit zur Gestaltung der Pfeilerstruktur ist aus 5(a) ersichtlich. Auf der optischen Platte 20 aus AlxGa1–xAs wird auf einer Oberflächenseite eine kolonnenförmige Anordnung trapezartiger Vorsprünge 41 angebracht. Sie werden durch nasschemische Ätzung nach photolithographischer Maskierung gebildet und springen 30 μm von der Fläche ab. Die Flächenmaße der Vorsprünge 41 für die lumineszenzfähigen und die nichtlumineszenzfähigen Pfeiler und die Abstände voneinander werden den Bedürfnissen des Chiplayout, z.B. gemäß 1(c) angepasst. Über diese neugestaltete optische Platte 20 wird nun zunächst eine 25 μm dicke Verteilerschicht 42 und dann das AlxGa1–xAs-Schichtpaket der DH-Struktur mit dem pn-Übergang gezogen. Die Schichtregion über den Vorsprüngen 41 wird mit einer Ätzmaske abgedeckt. Anschließend werden die Schichtteile der DH-Struktur um die lumineszenzfähigen Pfeiler herum und bis an die nichtlumineszenzfähigen Pfeiler 43 heran durch Ätzung bis zur Verteilerschicht 42 wieder entfernt. Eine aufgedampfte Kontaktschicht bildet einen Kathodenkontakt 44, die Metallbelegung für eine Leitbahntrasse 44a und schafft den Anschluss des Kontaktes auf dem kathodisch gepolten Pfeiler 43 zu einem Kragen 44b an der Verteilerschicht 42 nahe einer lumineszenzaktiven Schicht 45. Die optische Sektion So dieses Gebildes ist nun durch die Einbindung der ungeschmälerten Verteilerschicht 42 in die Pfeilerstruktur bezüglich der Stromversorgung und der wirkungsvollen Umlenkung der Lumineszenz deutlich verbessert. Die Pfeilerhöhe L zwischen der Unterkante der Verteilerschicht 42 und der ebenen Montagefläche jedes Pfeilers beträgt hier 50μm. Die Anodenkontakte 46 am Fuß der lumineszenzfähigen Schicht 45 und der Kathodenkontakt 44 am Fuß des nichtlumineszenzfähigen Pfeilers 43 münden auf einer Ebene.A second way of designing the pillar structure is from 5 (a) seen. At the op table plate 20 Al x Ga 1-x As becomes a columnar arrangement of trapezoidal projections on one surface side 41 appropriate. They are formed by wet chemical etching after photolithographic masking and jump 30 μm from the surface. The area dimensions of the projections 41 for the luminescent and non-luminescent pillars and the distances from one another are tailored to the needs of the chip layout, for example 1 (c) customized. About this redesigned optical disc 20 is now a 25 μm thick distribution layer 42 and then pulled the Al x Ga 1-x As layer package of the DH structure with the pn junction. The layer region over the ledges 41 is covered with an etching mask. The layer parts of the DH structure are then around the luminescent pillars and up to the non-luminescent pillars 43 approach by etching to the distributor layer 42 removed again. A vapor-deposited contact layer forms a cathode contact 44 who have favourited Metal Coverage for a Route 44a and creates the connection of the contact on the cathodically polarized pillar 43 to a collar 44b at the distribution layer 42 near a luminescent active layer 45 , The optical section of this structure is now due to the inclusion of the undiminished distribution layer 42 significantly improved in the pillar structure with regard to the power supply and the effective deflection of the luminescence. The pillar height L between the lower edge of the distribution layer 42 and the flat mounting surface of each pillar is 50μm. The anode contacts 46 at the foot of the luminescent layer 45 and the cathode contact 44 at the foot of the non-luminescent pillar 43 flow on one level.

3. Ausführungsbeispiel:3rd embodiment:

Im dritten Ausführungsbeispiel ist die Optimierung der Halbleiteraußenflächen der Beleuchtungsquelle beschrieben, siehe 5(b). In der optischen Sektion So ist die optische Platte 20 auf den trapezförmigen Vorsprüngen 41 mit mindestens zwei anodisch gepolten Pfeilern 98 besetzt. Eine gleichmäßig dicke, n-leitende Verteilerschicht 92 wird von einem Kathodenkontakt 93 eines Pfeilers 91 über eine Leitbahntrasse 94 mit Ladungsträgern versorgt. Eine lumineszenzaktive Schicht 95 emittiert im Betrieb bei 810 nm. Eine über der lumineszenzaktiven Schicht 95 im Pfeiler 98 liegende Mantelschicht 96 wird durch einen p-leitenden Bragg-Reflektor 97 von einem Anodenkontakt 99 getrennt. Um ein Durchlegieren des Bragg-Reflektors 97 durch das Au-Ge-Kontaktmetall des Anodenkontaktes 99 zu vermeiden, wird der Bragg-Reflektor 97 mit einer hochdotierten GaAs-Schicht vor Aufdampfung der Metallegierung überzogen. Derartige Reflektoren werden nach van der Ziel-J-P und Ilegems-M, wie 1975 in der Zeitschrift Applied Optics Vol. 14, Heft 11, S. 2627-2630, veröffentlicht, aus einem Stapel von Schichtpaaren aus GaAs-AlxGa1–xAs gebildet, wobei der x-Wert zwischen zwei festen Werten 0 und 0,38 hin und her springt. Die Anzahl der Schichtpaare und Schichtdicke der einzelnen Schichten wird der Wellenlänge der Reflexionsbande und dem angestrebten Reflexionsgrad angepasst. Im Photonen-Energiebereich von 1,53 ± 0,019 eV beträgt die Brechungsindexdifferenz Δn 0,25 zwischen den beiden Schichtpartnern. Die Dicke der binären Schicht d1 liegt bei 55 nm und die der ternären Schicht d2 bei 60 nm. Mit einem Schichtstapel von 25 Schichtpaaren wird ein Reflexionsgrad von über 85% bei der gewählten Lumineszenzbande erreicht.The optimization of the semiconductor outer surfaces of the illumination source is described in the third exemplary embodiment, see 5 (b) , In the optical section S o is the optical disk 20 on the trapezoidal projections 41 with at least two anodically poled pillars 98 occupied. A uniformly thick, n-type distribution layer 92 is from a cathode contact 93 a pillar 91 via a main line 94 supplied with load carriers. A luminescent layer 95 emits in operation at 810 nm. One over the luminescence active layer 95 in the pillar 98 lying cladding layer 96 by a p-type Bragg reflector 97 from an anode contact 99 Cut. To alloy the Bragg reflector 97 through the Au-Ge contact metal of the anode contact 99 to avoid the Bragg reflector 97 coated with a highly doped GaAs layer before vapor deposition of the metal alloy. Such reflectors are according to van der Ziel-JP and Ilegems-M, as published in 1975 in the magazine Applied Optics Vol. 14, Issue 11, pp. 2627-2630, from a stack of pairs of layers made of GaAs-Al x Ga 1-x As formed, the x value jumping between two fixed values 0 and 0.38. The number of layer pairs and layer thickness of the individual layers is adapted to the wavelength of the reflection band and the desired degree of reflection. In the photon energy range of 1.53 ± 0.019 eV, the refractive index difference Δn is 0.25 between the two layer partners. The thickness of the binary layer d1 is 55 nm and that of the ternary layer d2 is 60 nm. With a layer stack of 25 layer pairs, a degree of reflection of over 85% is achieved with the selected luminescence band.

Diese Bragg-Reflektoren 97 lassen sich durch Molekularstrahlepitaxie (MBE), durch Atomschichtepitaxie (ALE), durch Epitaxie mit phasenweisem Wechsel der Abscheidung und Unterbrechung (Phase-locked Epitaxy) aber auch durch chemische Dampfabscheidung mit Hilfe metallorganischer Verbindungen (MOCVD) herstellen.These Bragg reflectors 97 can be produced by molecular beam epitaxy (MBE), by atomic layer epitaxy (ALE), by epitaxy with phase-changing alternation of the deposition and interruption (phase-locked epitaxy) but also by chemical vapor deposition with the help of organometallic compounds (MOCVD).

Zur Erleichterung der Auskopplung der durch die Formgebung der Pfeiler 91, 98 und die Bragg-Reflektoren 97 umgelenkten Lumineszenz wird die Austrittsseite der optischen Platte 20 mit einer Antireflexionsschicht 100 überzogen. Die Antireflexionsschicht 100 besteht aus Aluminiumoxid. Wahlweise kann auch Siliziumoxid verwendet werden.To facilitate the decoupling of the shape of the pillars 91 . 98 and the Bragg reflectors 97 deflected luminescence becomes the exit side of the optical plate 20 with an anti-reflective layer 100 overdrawn. The anti-reflective layer 100 consists of aluminum oxide. Optionally, silicon oxide can also be used.

In 6 ist eine Gehäusestruktur für die Endmontage der Beleuchtungsquelle dargestellt. Hierbei wird z.B. der in 5(b) dargestellte Chip mit der optischen Platte 20 nach oben und den Kathoden- und Anodenkontakten 93 und 99 nach unten in ein vorgefertigtes Siliziumgehäuse 133 eingelegt. In einer Montagewanne 134 des Siliziumgehäuses 133 stellt eine Lötverbindung 131 eine Zuleitung zum Kathodenkontakt 93 und eine Lötverbindung 132 einen Anschluss zu den Anodenkontakten 99 her. Die Lötverbindungen 131 und 132 benetzen auf der anderen Seite Leiterzüge 136 und 137. Über individuelle Durchkontaktierungen 138 bekommen die Leiterzüge 136 und 137 eine Verknüpfung mit Außenanschlüssen 139 und 140 an der Unterseite des Siliziumgehäuses 133. Die optische Platte 20 wird auf der ebenen Oberfläche mit der Antireflexionsschicht 100 mit einer für Lumineszenzlicht durchlässigen Dichtungsplatte 141 formschlüssig abgedeckt. Die Dichtungsplatte 141 ist mit einer Innenwand 135 der Montagewanne 134 hermetisch verbunden. Über den anodisch gepolten Pfeilern befindet sich in der Dichtungsplatte 141 eine abbildende Wölbung 142.In 6 a housing structure for the final assembly of the lighting source is shown. Here, for example, the in 5 (b) illustrated chip with the optical disc 20 upwards and the cathode and anode contacts 93 and 99 down into a prefabricated silicon housing 133 inserted. In an assembly tub 134 of the silicon housing 133 provides a solder joint 131 a lead to the cathode contact 93 and a solder joint 132 a connection to the anode contacts 99 ago. The solder connections 131 and 132 on the other hand, wet conductor tracks 136 and 137 , Via individual vias 138 get the ladder tracks 136 and 137 a link with external connections 139 and 140 at the bottom of the silicon case 133 , The optical disc 20 is on the flat surface with the anti-reflective layer 100 with a sealing plate that is permeable to luminescent light 141 positively covered. The sealing plate 141 is with an inner wall 135 the assembly tub 134 hermetically connected. Is located in the sealing plate above the anodically poled pillars 141 an imaging curvature 142 ,

4. Ausführungsbeispiel4th embodiment

In 7 soll eine Beleuchtungsquelle mit verbesserter Reichweite dargestellt werden. Um einen Fernfeldchip 101 gemäß 7 zu schaffen, wird eine optische Platte 102 hinsichtlich ihrer Plattenstärke erhöht. Die Montageebene kathodischer und anodischer Kontakte 103, 104, 105 bleibt erhalten. Auch eine lumineszenzaktive Schicht 106 behält ihre Position in den anodisch gepolten Pfeilern. Infolge der vorgesehenen und ausgeführten Dickenzunahme der optischen Platte 102 erhöht sich die Distanz 111 zwischen der lumineszenzaktiven Schicht 106 und der Austrittsfläche der Strahlung aus dem Chipkörper. Zur Erhöhung der Bündelung der Strahlung wird mit der Vergrößerung der Distanz 111 auch der Krümmungsradius der Linsenform auf der Austrittsseite vergrößert. Auf diese Weise kann die Winkelverteilung der Lumineszenz schrittweise von einer breiten Keule 108 zu einer schmaleren Keule 109 bis zu einer spitzen Keule 110 fokussiert werden.In 7 an illumination source with an improved range is to be represented. To a far field chip 101 according to 7 to create an optical disc 102 increased in terms of their plate thickness. The mounting level of cathodic and anodic contacts 103 . 104 . 105 remains intact. Also a luminescent active layer 106 maintains its position in the anodically poled pillars. As a result of the envisaged and implemented increase in thickness of the optical disk 102 the distance increases 111 between the luminescent active layer 106 and the exit surface of the radiation from the chip body. To increase the concentration of radiation, the distance increases 111 the radius of curvature of the lens shape on the exit side also increased. In this way, the angular distribution of the luminescence can gradually increase from a wide lobe 108 to a narrower club 109 up to a pointed club 110 be focused.

Stützt man sich bei der Vergrößerung der Dicke der optischen Platte 102 allein auf epitaxiale Beschichtungsprozesse, wächst der Aufwand für die Herstellung der Ausgangsmaterialien für die Fernfeldchips 101 zu schnell. Es wird deshalb nach 8(a) und (b) vorgeschlagen, eine erfindungsgemäß gestaltete optische Platte 121 mit einem Pfeilerrelief 122 auf einer freien erweiterbaren Ausbauebene 123 mit einer optischen Ergänzung zu versehen. Werden dabei Halbleiter-Ergänzungsscheiben 124 mit deutlich abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten eingesetzt, dann ist eine Fügeebene 125 auf der Ergänzungsscheibe 124 außerhalb der optischen Sektion mit sacklochförmigen Aussparungen 126 zu versehen. Beim Fügeprozess des bekannten Scheibenbondens werden so die Verspannungen und Wölbungen der Scheiben reduziert und der technologische Fertigungsprozess nicht behindert. Auf der Ergänzungsscheibe 124 befinden sich bereits gewölbte Vorsprünge, die als Konzentratoren 127 zur Bündelung beitragen.Assists in increasing the thickness of the optical disc 102 solely on epitaxial coating processes, the effort for the production of the starting materials for the far field chips increases 101 too fast. It is therefore after 8 (a) and (B) proposed an optical disk designed according to the invention 121 with a pillar relief 122 on a free expandable expansion level 123 to be provided with an optical supplement. In doing so, become semiconductor supplementary wafers 124 with significantly different coefficients of thermal expansion, then there is a joining plane 125 on the supplementary disc 124 outside the optical section with blind holes 126 to provide. In the joining process of the known pane bond, the tension and curvature of the pane are reduced and the technological manufacturing process is not hindered. On the supplementary disc 124 there are already arched protrusions that act as concentrators 127 contribute to the bundling.

Nach der 8(b) kann die Ergänzungsscheibe 124 auch mit bündelnden Lichtleitfasern 128 bestückt sein.After 8 (b) can the supplementary disc 124 also with bundled optical fibers 128 be equipped.

Die Kenndaten einer Beleuchtungs quelle mit einem einzelnen lumineszenzfähigen Pfeiler und einer lumineszensaktiven Schicht aus AlxGa1-xAs mit einem x-Wert von 0,29 ± 0,02 und einer Emissionswellenlänge von 880 nm wurden in Abhängigkeit von extern aufgeprägten Versorgungsbedingungen untersucht. Der Durchlassgleichstrom IF wächst nach der Überschreitung der Diffusionsspannung von ca. 1,2 V gemäß 9a kräftig an. Trotz des gegenüber Silizium oder anderen Verbindungshalbleitern relativ breitbandigen Einsatzmaterials und der lateralen Anordnung der Kontakte entsteht eine überraschend steile IF-UF-Kennlinie: Der niedrige, aus dem Anstieg ablesbare Widerstand von unter 2 Ohm ist der funktionell angepassten, hochleitfähigen Verteilerschicht der Ladungsträger erster Art zu verdanken.The characteristics of an illumination source with a single luminescent pillar and a luminescent active layer made of Al x Ga 1-x As with an x value of 0.29 ± 0.02 and an emission wavelength of 880 nm were examined depending on externally applied supply conditions. The forward DC current I F increases after the diffusion voltage of about 1.2 V is exceeded in accordance with 9a strong. Despite the relatively broadband input material compared to silicon or other compound semiconductors and the lateral arrangement of the contacts, a surprisingly steep I F -U F characteristic curve arises: the low resistance of less than 2 ohms, which can be read from the increase, is the functionally adapted, highly conductive distribution layer of the charge carriers Kind of thanks.

Die bei Raumtemperatur aufgenommene Beziehung der Strahlungsleistung Popt(IF) vom Flussstrom wurde für zwei verschieden weit fortgeschrittene Ausformungsstufen des lumineszenzfähigen Pfeilers ermittelt und in 9b dargestellt. Bei annähernd gleichem Durchmesser des anodisch gepolten Pfeilers von D ≈ 250 μm wurde die Pfeilerhöhe L variiert. Einmal wurde L nur bis zum Beginn der Verteilerschicht ausgedehnt. Im zweiten Fall wurde die Pfeilerhöhe L noch um 250 μm vergrößert, indem die Verteilerschicht mit der oben beschriebenen Abstufung versehen wurde. Bei einem festen Durchlassstrom von IF = 250 mA erreicht die über dem einseitig kontaktierten Chip gemessene ausgekoppelte Strahlungsleistung des Chips mit der abgestuften Verteilerschicht im Mittel einen Wert von 50 mW innerhalb der Kurve 151. Endet der lumineszenzaktive Pfeiler bereits am Beginn der Verteilerschicht, dann kommt die gemessene Strahlungsleistung innerhalb der Kurve 150 bei gleichem Flussstrom nur auf 40 mW.The relationship between the radiation power P opt (I F ) and the flux current recorded at room temperature was determined for two differently advanced stages of the formation of the luminescent pillar and in 9b shown. With approximately the same diameter of the anodically poled pillar of D ≈ 250 μm, the pillar height L was varied. One time, L was only extended to the beginning of the distribution layer. In the second case, the pillar height L was increased by 250 μm by providing the distribution layer with the gradation described above. With a fixed forward current of I F = 250 mA, the outcoupled radiation power of the chip, measured via the chip contacted on one side, with the graded distribution layer reaches an average value of 50 mW within the curve 151 , If the luminescence-active pillar ends at the beginning of the distribution layer, then the measured radiation power comes within the curve 150 with the same flow current only to 40 mW.

Die für diese Messung benutzten Chips lassen sich noch vorteilhaft für eine später im Ausführungsbeispiel 6 erläuterte Endmontage verwenden und ermöglichen so erhöhte thermische Belastungen.The chips used for this measurement can still be beneficial for one later in the embodiment 6 explained Use and enable final assembly so increased thermal loads.

5. Ausführungsbeispiel5th embodiment

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Möglichkeit der selbsttätigen Kontrolle des Betriebes der Beleuchtungsquelle beschrieben. Zu diesem Zweck wird bei ähnlichem Chiplayout die elektrische Beschaltung der verschiedenen Pfeiler modifiziert und mit individuell zugeschnittenen Betriebspotentialen belegt. 10 zeigt, dass die drei Dioden 163, 165 und 167 bildende Pfeiler, die alle wie jede Diode einen pn-Übergang enthalten, z.B. auf der p-leitenden Seite des pn-Übergangs individuelle Zuleitungen besitzen. Im ersten Pfeiler (Diode 163) ist der pn-Übergang z.B. durch einen kleinen Überbrückungswiderstand 162 kurzgeschlossen. Die Überbrückung schafft chipintern durch eine aufgedampfte Metallschicht den Anschluss an eine n-leitende Verteilerschicht 164. Das Massepotential 161 kann so oder über einen direkten niederohmigen Anschluss an die Verteilerschicht 164 und die übrigen Dioden 165 und 167 gelangen. Die DH-Struktur der Diode 165 erhält über einen individuellen Kontakt 166 eine impulsförmige oder anhaltend gleich große Versorgungsspannung in Durchlassrichtung. Der dabei fließende Injektionsstrom ruft, wie beschrieben, die Lumineszenz in der lumineszenzaktiven Schicht der Diode 165 hervor. Die Lumineszenz wird durch die Umlenkung an der Mantelfläche und der Kontaktfläche des Pfeilers im wesentlichen in Richtung auf die Austrittsfläche geführt.In this exemplary embodiment, the possibility of automatically checking the operation of the lighting source is described. For this purpose, the electrical wiring of the different pillars is modified with a similar chip layout and assigned with individually tailored operating potentials. 10 shows that the three diodes 163 . 165 and 167 forming pillars, which, like every diode, all contain a pn junction, for example have individual leads on the p-conducting side of the pn junction. In the first pillar (diode 163 ) is the pn junction, for example due to a small bridging resistance 162 shorted. The bridging creates the connection to an n-type distribution layer inside the chip by means of a vapor-deposited metal layer 164 , The ground potential 161 can be so or via a direct low-resistance connection to the distribution layer 164 and the remaining diodes 165 and 167 reach. The DH structure of the diode 165 receives through an individual contact 166 a pulsed or continuously equal supply voltage in the forward direction. The injection current flowing thereby, as described, calls the luminescence in the luminescence-active layer of the diode 165 out. The deflection on the lateral surface and the contact surface of the pillar leads the luminescence essentially in the direction of the exit surface.

Nach der Veröffentlichung von J.C. Campbell und A.G. Dentai in der Zeitschrift Applied Physics letters 41 (1982) 2 S. 192-3 läßt sich in InP/InGaAs Heteroübergangs-MESA-Phototransistoren das Licht aus einer benachbarten Homoübergangs-MESA-LED aus InP gut optisch einkoppeln. Dieses Licht beeinflusst hier eine Reihe von Arbeitsparametern des Phototransistors vorteilhaft.After the publication of J.C. Campbell and A.G. Dentai in Applied Physics letters 41 (1982) 2 pp. 192-3 can be in InP / InGaAs heterojunction MESA phototransistors the light from a neighboring homojunction MESA LED made of InP looks good inject. This light influences a number of working parameters of the Phototransistor advantageous.

Abweichend davon soll jetzt in 10 unter Beibehaltung aller konstruktiven Eigenschaften im Schichtaufbau der Schaltungsbestandteile lediglich durch Beauflagung mit unterschiedlichen Betriebspotentialen eine interne Überwachungsfunktion ausgeübt werden.Deviating from this is now said to be in 10 while maintaining all structural properties in the layer structure of the circuit components only an internal monitoring function can be exercised by assigning different operating potentials.

Wird die in der Nachbarschaft zur in Flussrichtung betrieben Diode 165 befindliche Diode 167 über einen Kontakt 168 mit einer negativen Vorspannung belegt, bleibt die lumineszenzaktive Schicht hinsichtlich der Emission passiv. Es baut sich eine photoempfindliche Raumladungszone auf.Will the diode operated in the vicinity of the flow direction 165 located diode 167 through a contact 168 With a negative bias, the luminescence-active layer remains passive with regard to the emission. A photosensitive space charge zone is built up.

Der direkte Übertritt der Lumineszenz aus der leuchtenden Diode 165 auf dem Luftweg in die photoempfindliche Zone der Diode 167 ist aufgrund der gewählten konusförmigen Pfeilerfiguren der Dioden nur äußerst gering.The direct transfer of the luminescence from the glowing diode 165 by air into the photosensitive zone of the diode 167 is only extremely small due to the selected conical pillar figures of the diodes.

Ein Teil der Lumineszenz trifft jedoch unter einem ungünstigen Winkel auf die Austrittsfläche und verbleibt infolge der Totalreflexion im Halbleiterkörper und kann sich über die optische Platte verteilen. Die von der benachbarten Diode 165 stammenden Photonen gelangen so zu der Diode 167. Sobald sie dort die Raumladungszone erreichen, werden sie absorbiert und in Elektronen-Loch-Paare gewandelt. Die vom Kontakt 168 ausgehende Polung in Sperrichtung erzeugt in der DH-Struktur ein elektrisches Feld, das die Ladungsträgerpaare trennt. Der dabei fließende Strom fließt als Sperrstrom durch den Kontakt 168 und hängt reproduzierbar und linear von der Intensität der chipinternen Lumineszenz ab. Selbst bei einem niedrigen Kopplungsfaktor zwischen der Lumineszenzintensität der lumineszenzaktiven Diode 165 und dem Photostrom der Diode 167 läßt sich dank des linearen Zusammenhanges zwischen Lumineszenz und Photostrom eine Führung oder Nachführung der Lumineszenzintensität der Beleuchtungsquelle realisieren. Dadurch kann die derartig gestaltete und betriebene Beleuchtungsquelle ganz einfach in einen üblichen elektrischen Regelkreis der Beleuchtungsintensität eingefügt werden.However, part of the luminescence strikes the exit surface at an unfavorable angle and remains in the semiconductor body as a result of the total reflection and can be distributed over the optical disk. That from the neighboring diode 165 originating photons reach the diode 167 , As soon as they reach the space charge zone there, they are absorbed and converted into electron-hole pairs. The contact 168 outgoing reverse polarity creates an electric field in the DH structure that separates the charge carrier pairs. The current flowing thereby flows through the contact as reverse current 168 and depends reproducibly and linearly on the intensity of the on-chip luminescence. Even with a low coupling factor between the luminescence intensity of the luminescence active diode 165 and the photocurrent of the diode 167 Thanks to the linear relationship between luminescence and photocurrent, the luminescence intensity of the illumination source can be guided or tracked. As a result, the lighting source designed and operated in this way can be easily inserted into a conventional electrical control loop of the lighting intensity.

6. Ausführungsbeispiel6th embodiment

Im letzten Ausführungsbeispiel wird eine selbsthermetisierende Beleuchtungsquelle auf der Basis einer bereits in 3(b) erläuterten Chipstruktur erläutert, die auf einem wärmeableitenden Chipträger montiert wird. Die Chipstruktur dort enthielt einen geschlossenen, ringförmigen Umfassungspfeiler 40 als Außenkontakt und vier quadratische Pfeiler in Form von Teilflächen 3639 im Zentralbereich. Die Kontakte der beiden Pfeilerarten enden in einer gemeinsamen Ebene und sind mit einer lötbaren Oberfläche bedeckt. Besonders die quadratischen Pfeiler sind mit konusförmigen Mantelflächen ausgestattet und dienen der Umlenkung der Lumineszenz in Richtung der kontaktfreien Oberfläche. Dieser Chip 200 wird auf eine wärmeleitende Montageunterlage 210 aus n-leitendem Silizium montiert, siehe 11(a). Weitere Einzelheiten zeigt der Schnitt entlang der Schnittlinie A-A' in 11(b). Zur Erleichterung der Montage ist die Montageunterlage 210 auf ihrer Rückseite 211 glatt und eben und auf ihrer Kontaktseite 212 mit Vertiefungen 213 nach Maßgabe der Größe des Zentralkontaktes versehen. Die profilierte Kontaktseite 212 ist mit einer hochleitfähigen, p-leitenden Schicht 214 überzogen. Während die p-leitende Schicht 214 in den Vertiefungen 213 frei kontaktierbar zugänglich ist, bedeckt eine isolierende dielektrische Schicht 215, z.B. aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, die ebenen Regionen der profilierten Oberflächenseite. Die freie Halbleiterfläche der p-leitenden Schicht 214 in der Vertiefung 213 ist mit massiven Metallpolstern 216 aus Silber belegt. Diese Metallpolster 216 lassen sich durch galvanische Abscheidungen, z.B. nach der DE 16 14 982 A schneller und haftfester als durch andere Verfahren herstellen. Ein dünnes Lotdepot 217 auf dem Metallpolster 216 schafft die Voraussetzungen für eine mechanische, elektrische und wärmeableitende Verbindung zwischen den zentralen Teilflächen 3639 und dem Metallpolster 216. Am äußeren Rand der Montageunterlage 210 ist die dielektrische Schicht 215 örtlich wieder entfernt und der Zugang zu der p-leitenden Schicht 214 freigelegt. Über eine Bondinsel 218 kann die p-leitende Schicht 214 mit der Betriebsspannung der Beleuchtungsquelle verbunden werden. Der zweite Anschluss erfolgt über einen auf der Isolierschicht niedergeschlagenen Streifenleiter 219. Auch er ist mit einem dünnen Lotdepot 217 belegt und stellt die Verbindung zum ringförmigen Umfassungspfeiler 40 des Lumineszenzchips her. Die Streifenleiter 219 für die Außenkontakte der selbsthermetisierenden Lumineszenzchips sind zeilenweise bis zum Rand der Montageunterlage 210 gezogen und bilden dort ein Anschlussfeld 220 für die zweite Anschlussklemme. Über die Anzahl der eingesetzten Lumineszenzchips auf der Montageunterlage 210 kann die erzielbare Gesamtintensität dem Bedarf in der Anwendungssituation angepasst werden. Die Lötverbindung zwischen den Außenkontakten der Einzelchips und den adäquat gestalteten ringförmigen Zonen der Streifenleiter 219 auf der Montageunterlage 210 trennt die Mikro-Atmosphäre um das Metallpolster 216 und die Mantelfläche des lumineszenzfähigen Pfeilers auf Dauer hermetisch dicht von der Außenatmosphäre. Die gesamte Beleuchtungsquelle nach 11(a) kann deshalb ohne weitere zusätzliche Verkappung benutzt werden. Beleuchtungsquellen, die in aggressiver Umgebung eingesetzt werden sollen, sind vorher chemisch zu imprägnieren.In the last exemplary embodiment, a self-hermetic lighting source based on an 3 (b) explained chip structure, which is mounted on a heat-dissipating chip carrier. The chip structure there contained a closed, ring-shaped surrounding pillar 40 as external contact and four square pillars in the form of partial areas 36 - 39 in the central area. The contacts of the two types of pillars end in a common plane and are covered with a solderable surface. The square pillars in particular are equipped with cone-shaped lateral surfaces and serve to deflect the luminescence in the direction of the non-contact surface. That chip 200 is placed on a thermally conductive mounting pad 210 made of n-type silicon, see 11 (a) , Further details are shown in the section along the section line AA 'in 11 (b) , The assembly pad is to facilitate assembly 210 on their back 211 smooth and even and on their contact side 212 with recesses 213 provided according to the size of the central contact. The profiled contact page 212 is with a highly conductive, p-conductive layer 214 overdrawn. While the p-type layer 214 in the wells 213 is freely accessible, covers an insulating dielectric layer 215 , for example made of silicon oxide or silicon nitride, the flat regions of the profiled surface side. The free semiconductor area of the p-type layer 214 in the recess 213 is with solid metal pads 216 made of silver. These metal pads 216 can be by electroplating, for example after the DE 16 14 982 A faster and more adhesive than other methods. A thin solder deposit 217 on the metal cushion 216 creates the conditions for a mechanical, electrical and heat-dissipating connection between the central sub-areas 36 - 39 and the metal cushion 216 , On the outer edge of the assembly pad 210 is the dielectric layer 215 locally removed again and access to the p-type layer 214 exposed. About a bond island 218 can the p-type layer 214 be connected to the operating voltage of the lighting source. The second connection is made via a strip conductor deposited on the insulating layer 219 , He is also with a thin solder deposit 217 occupies and establishes the connection to the ring-shaped surrounding pillar 40 of the luminescence chip. The stripline 219 for the external contacts of the self-hermetic luminescence chips are line by line up to the edge of the mounting pad 210 pulled and form a connection field there 220 for the second connection terminal. About the number of luminescence chips used on the assembly pad 210 the achievable overall intensity can be adapted to the needs in the application situation. The solder connection between the external contacts of the individual chips and the adequately designed annular zones of the strip conductors 219 on the assembly pad 210 separates the micro atmosphere around the metal cushion 216 and the outer surface of the luminescent pillar is permanently hermetically sealed from the outside atmosphere. The entire lighting source after 11 (a) can therefore be used without additional capping. Lighting sources that are to be used in aggressive environments must be chemically impregnated beforehand.

Die Chips der Beleuchtungsquelle können elektrisch sowohl individuell X-Y-adressiert oder als geschlossenes Clusterfeld aktiviert werden.The chips of the lighting source can be electric both individually X-Y addressed or as a closed cluster field to be activated.

2 (Stand der Technik)

1
LED-Chip
2
n-leitende Schicht
3
p-leitende Schicht
4
Grube
4a
erste Seitenwand (der Grube)
4b
zweite Seitenwand (der Grube)
4c
Boden der Grube
5
Oberfläche (der p- Schicht)
6
n-Kontakt
7
p-Kontakt
8
Maske (aus Dielektrikum-Material)
9
Linse
10
Oberfläche der n- Schicht
11
pn-Übergangsfläche
12a, 12b
dünne Metallflächen
13, 14
Bondinsel
2 (State of the art)
1
LED chip
2
n-type layer
3
p-type layer
4
pit
4a
first side wall (the pit)
4b
second side wall (the pit)
4c
Bottom of the pit
5
Surface (of the p-layer)
6
n-contact
7
p-contact
8th
Mask (made of dielectric material)
9
lens
10
Surface of the n-layer
11
pn junction surface
12a, 12b
thin metal surfaces
13, 14
Bond island

11

2020
optische Platteoptical plate
2121
(lumineszenzaktive) pn-Übergänge(Lumineszenzaktive) pn junctions
2222
(lumineszenzaktive) pn-Übergänge(Lumineszenzaktive) pn junctions
2323
(lumineszenzaktive) pn-Übergänge(Lumineszenzaktive) pn junctions
2424
Anodenkontakteanode contacts
2525
Anodenkontakteanode contacts
2626
Anodenkontakteanode contacts
2727
n-leitende Verteilerschichtn-type distribution layer
2828
Kontakt (kathodisch gepolt)Contact (poled cathodically)
2929
kristallographisch orientierte Fasecrystallographically oriented bevel

3(b)3 (b)

3030
optische Platteoptical plate
3131
Pfeiler pier
(anodisch gepolt)(anodic poled)
3232
Pfeiler pier
(anodisch gepolt)(anodic poled)
3333
Pfeiler pier
(anodisch gepolt)(anodic poled)
3434
Pfeiler (kathodisch gepolt)pier (poled cathodically)

3 (b), (c)

35
optische Platte
36, 37, 38, 39
Teilflächen (der Emissionsfläche)
40
Umfassungspfeiler
(ringförmig, kathodisch polbar)
3 (b) . (C)
35
optical disc
36, 37, 38, 39
Partial areas (of the emission area)
40
Umfassungspfeiler
(ring-shaped, cathodically polarizable)

4 (a)4 (A)

5151
(unvollständige) Chipstruktur(incomplete) chip structure
52,52
Pfeilerpier
(kathodisch gepolt)(cathodic poled)
53, 5453 54
Pfeilerpier
(anodisch gepolt)(anodic poled)
5555
lumineszenzaktive Schichtlumineszenzaktive layer
5656
Verteilerschichtdistribution layer
5757
angenommener Aufpunktaccepted reference point
58, 5958 59
Strahlen (aus dem Halbkegel 60)Rays (from the semi-cone 60 )
60 60
Halbkegel, reflektiert an PfeilerböschungHalf-cones, reflects on embankment
6161
Halbkegel, unreflektiertHalf-cones, unthinkingly
62a-d62a-d
Strahlen (aus dem Halbkegel 61)Rays (from the semi-cone 61 )
6363
(fortgeleiteter) Strahl(Continued guided) beam

4 (b)4 (B)

7171
Chipstrukturchip structure
7272
Pfeiler (kathodisch gepolt)pier (poled cathodically)
73,7473.74
Pfeiler (anodisch gepolt)pier (anodically poled)
7575
lumineszenzaktive Schichtlumineszenzaktive layer
Verteilerschichtdistribution layer
7777
Aufpunktreference point
78,7978.79
Randstrahlenmarginal rays
8080
Strahlungskegelradiation cone

5 (a)5 (A)

4141
trapezförmiger Vorsprungtrapezoidal projection
4242
Verteilerschichtdistribution layer
4343
nichtlumineszenzfähiger Pfeilernon-luminescent pillar
4444
Kathodenkontaktcathode contact
44a44a
LeitbahntrasseLeitbahntrasse
44b44b
Kragencollar
4545
(lumineszenzfähige) Schicht(luminescent) layer
4646
Anodenkontaktanode contact

5 (b)5 (B)

9191
Pfeilerpier
(kathodisch gepolt)(cathodic poled)
9292
(n-leitende) Verteilerschicht(N-type) distribution layer
9393
Kathodenkontaktcathode contact
9494
LeitbahntrasseLeitbahntrasse
9595
lumineszenzaktive Schichtlumineszenzaktive layer
9696
p-leitende MantelschichtP-type cladding layer
9797
(p-leitender) Bragg-Reflektor(P-type) Bragg reflector
9898
Pfeiler (anodisch gepolt)pier (anodically poled)
9999
Anodenkontaktanode contact
100100
AntireflexionsschichtAntireflection coating

66

131,132131.132
Lötverbindungsolder
133133
Siliziumgehäusesilicon case
134134
Montagewanne mounting tray
135135
Innenwand (der Montagewanne)inner wall (the assembly tub)
136, 137136 137
Leiterzüge (zu Chipkontakten)Conductor tracks (to chip contacts)
138138
Durchkontaktierungvia
139139
Außenanschluss (der Anode)external connection (the anode)
140140
Außenanschluss (der Kathode)external connection (the cathode)
141141
Dichtungsplattesealing plate
142142
(abbildende) Wölbung(Imaging) bulge

77

101101
FernfeldchipFar-field chip
102102
optische Platteoptical plate
103103
(kathodischer) Kontakt(Cathodic) Contact
104104
anodischer Kontaktanodic Contact
105105
anodischer Kontaktanodic Contact
106106
lumineszenzaktive Schichtlumineszenzaktive layer
107107
konvexer Vorsprungconvex head Start
108, 109, 110108 109, 110
Keulemace
111111
Distanzdistance

8(a) und (b)

121
optische Platte
122
Pfeilerrelief
123
Erweiterbare Ausbauebene
124
Ergänzungsscheibe
125
Fügeebene
126
Aussparung
127
Konzentratoren
128
Lichtleitfaser
8 (a) and (B)
121
optical disc
122
pillars relief
123
Expandable expansion level
124
Supplementary disc
125
joining plane
126
recess
127
concentrators
128
optical fiber

9 b9 b

150150
Popt(IF) bei Raumtemperatur ohneP opt (I F ) at room temperature without
151151
Popt(IF) bei Raumtemperatur mitP opt (I F ) at room temperature with
segmentierter Emissionsflächesegmented emitting surface

1010

160160
Chipstrukturchip structure
161161
Massepotentialground potential
162162
Überbrückungswiderstandshunt resistor
163163
Diodediode
164164
Verteilerschichtdistribution layer
165165
Diodediode
166166
KontaktContact
167167
Diodediode
168168
KontaktContact

11(a) und (b)

200
Chip
210
Montageunterlage
211
Rückseite
212
Kontaktseite
213
Vertiefungen
214
p-leitende Schicht
215
dielektrische Schicht
216
Metallpolster
217
dünnes Lotdepot
218
Bondinsel
219
Streifenleiter
220
Anschlussfeld
L
Pfeilerhöhe
D
Distanz (Diagonale)
So
optische Sektion
11 (a) and (B)
200
chip
210
Mounting pad
211
back
212
Contact
213
wells
214
p-type layer
215
dielectric layer
216
metal pads
217
thin solder deposit
218
Bond island
219
stripline
220
connection panel
L
pier height
D
Distance (diagonal)
S o
optical section

Claims (14)

Bipolare Beleuchtungsquelle aus einem einseitig kontaktierten, selbstbündelnden Halbleiterkörper, dessen für die Lumineszenzwellen transparentes Substrat mit einer Struktur aus Schichten ternärer und binärer III-V-Verbindungen verbunden ist und der für einen pseudo-lateralen Betrieb eingerichtet ist, mit einer mechanischen Brücke aus einer optischen Platte (20, 30, 35, 102) aus einem für die Lumineszenz einheitlich transparenten Halbleiterkörper, mit der mindestens zwei lumineszenzfähige und genau ein zugeordneter nichtlumineszenzfähiger Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) nebeneinander in einem gewünschten Abstand gehalten sind, wobei die lumineszenzfähigen Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) einen Schichtaufbau und eine lumineszenzaktive Schicht (45, 75, 95, 106) aufweisen und mit einem kleineren Querschnitt als der nicht lumineszenzfähige Pfeiler (34, 40, 43, 72, 91) gebildet sind, alle Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) auf der Unterseite in gleicher Ebene in einer ebenen Montagefläche enden, die Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98; 34, 40, 43, 72, 91) sich zur optischen Platte (20, 30, 35, 102) hin bezüglich ihres Querschnitts stetig konusartig erweitern und in eine durchgängige, transparente, einheitlich leitende, hoch leitfähige Verteilerschicht (27, 42, 76, 92) zur Versorgung der lumineszenzaktiven Schicht (45, 75, 95, 106) mit Ladungsträgern einer ersten Art aus einer ersten Elektrode (24-26, 46, 99) übergehen und diese Verteilerschicht (27, 42, 76, 92) über eine metallische Leitbahn (44a, 94) entlang der Neigung der Mantelfläche des nicht lumineszenzfähigen Pfeilers (34, 40, 43, 72, 91) mit dessen Kontakt (28, 44, 93) auf der Montagefläche verbunden ist, jeder lumineszenzaktive Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) auf seiner zugeordneten Montagefläche mit einer entgegengesetzt gepolten Kontaktelektrode (24-26, 46, 99) zur Versorgung mit Ladungsträgern einer zweiten Art versehen ist, und die benachbarten Montageflächen mit gleichartiger Metallbelegung für eine gleichzeitige und identische Einfügung in eine Versorgungs- oder Ansteuerschaltung versehen sind.Bipolar illumination source made of a self-bundling semiconductor body contacted on one side, the substrate of which is transparent to the luminescence waves and connected to a structure of layers of ternary and binary III-V connections and which is set up for pseudo-lateral operation, with a mechanical bridge made of an optical plate ( 20 . 30 . 35 . 102 ) from a semiconductor body uniformly transparent for luminescence, with which at least two luminescent pillars and exactly one assigned non-luminescent pillar ( 31-33 . 36-39 . 73-74 . 98 ; 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) are kept next to each other at a desired distance, the luminescent pillars ( 31-33 . 36-39 . 73-74 . 98 ) a layer structure and a luminescence-active layer ( 45 . 75 . 95 . 106 ) and with a smaller cross-section than the non-luminescent pillar ( 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) are formed, all pillars ( 31-33 . 36-39 . 73-74 . 98 ; 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) end on the underside in the same level in a flat mounting surface, the pillars ( 31-33 . 36-39 . 73-74 . 98 ; 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) towards the optical disc ( 20 . 30 . 35 . 102 ) continuously expand conically in terms of their cross-section and into a continuous, transparent, uniformly conductive, highly conductive distributor layer ( 27 . 42 . 76 . 92 ) to supply the luminescence-active layer ( 45 . 75 . 95 . 106 ) with charge carriers of a first type from a first electrode ( 24-26 . 46 . 99 ) pass over and this distribution layer ( 27 . 42 . 76 . 92 ) via a metallic interconnect ( 44a . 94 ) along the slope of the lateral surface of the non-luminescent pillar ( 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) with his contact ( 28 . 44 . 93 ) is connected to the mounting surface, each luminescent pillar ( 31-33 . 36-39 . 73-74 . 98 ) on its assigned mounting surface with an oppositely polarized contact electrode ( 24-26 . 46 . 99 ) for the supply of load carriers second type is provided, and the adjacent mounting surfaces are provided with the same metal coating for simultaneous and identical insertion into a supply or control circuit. Bipolare Beleuchtungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszenzfähigen Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) in einer Linie, in den Ecken oder zentralsymmetrisch im Zentrum auf der optischen Platte (20, 30, 35, 102) angeordnet sind und einen eckigen, runden oder sichelförmigen Pfeilerquerschnitt besitzen.Bipolar illumination source according to claim 1, characterized in that the luminescent pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) in a line, in the corners or centrally symmetrical in the center on the optical plate ( 20 . 30 . 35 . 102 ) are arranged and have an angular, round or crescent-shaped pillar cross-section. Bipolare Beleuchtungsquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht lumineszenzfähige Pfeiler (34, 40, 43, 72, 91) als ausgedehnter Balken, als Quadrat in einer Ecke oder in Ring- bzw. Rahmenform neben und um die lumineszenzfähigen Pfeiler (31-33, 36 -39, 73-74, 98) herum auf der optischen Platte (20, 30, 35, 102) angeordnet ist.Bipolar illumination source according to claim 1 or 2, characterized in that the non-luminescent pillar ( 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) as an extended bar, as a square in a corner or in a ring or frame shape next to and around the luminescent pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) around on the optical disc ( 20 . 30 . 35 . 102 ) is arranged. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Lage der Verteilerschicht (42, 92) mit Abstufungen derart versehen ist, dass die Verteilerschicht (42, 92) mindestens über den lumineszenzfähigen Pfeilern (31-33, 36-39, 73 -74, 98) über trapezförmige Vorsprünge (41) ausgebreitet ist und eine gleichmäßige Schichtdicke von 5-25 μm, vorzugsweise 15 μm aufweist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal position of the distribution layer ( 42 . 92 ) is provided with gradations such that the distribution layer ( 42 . 92 ) at least over the luminescent pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) via trapezoidal projections ( 41 ) is spread out and has a uniform layer thickness of 5-25 μm, preferably 15 μm. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte lumineszenzaktive Fläche aus einer angemessenen Anzahl von lumineszenzfähigen Pfeilern (31-33, 36- 39, 73–74, 98) gebildet ist, wobei jeder dieser Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) dicht neben dem nicht lumineszenzfähigen Pfeiler (34, 40, 43, 72, 91) angeordnet ist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that the entire luminescence-active area consists of an appropriate number of luminescence-capable pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73-74 . 98 ) is formed, each of these pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) close to the non-luminescent pillar ( 34 . 40 . 43 . 72 . 91 ) is arranged. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfeilerdimensionierung in den lumineszenzfähigen Pfeilern (31-33, 36-39, 73 -74, 98) einer auf deren Diagonale D bezogenen Höhe L der Beziehung L = F(θkrit(n),D) = D tan θkrit/(1 + 2tan θkrit) (1)folgt sowie eine konusartige Formgebung zur Umlenkung der Lumineszenz genutzt ist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that the pillar dimensioning in the luminescent pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) a height L of the relationship based on their diagonal D. L = F (θ crit (n) , D) = D tan θ crit / (1 + 2tan θ crit ) (1) follows and a cone-like shape is used to deflect the luminescence. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Leiterbahn (44a, 94) auf der geneigten Mantelfläche des nicht lumineszenzfähigen Pfeilers (43, 91) mit einer Lötstoppmaske abgedeckt ist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic conductor track ( 44a . 94 ) on the inclined surface of the non-luminescent pillar ( 43 . 91 ) is covered with a solder mask. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der optischen Platte eine Anordnung von Abbildungselementen (107, 124, 142) zur Bündelung der Strahlung ausgebildet ist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that an arrangement of imaging elements ( 107 . 124 . 142 ) is designed to concentrate the radiation. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linsenplatte (124) unlösbar an die optische Platte (121) angefügt ist, die auch beim Vereinzelungs- und Montageprozess an jedem Einzelchip befestigt bleibt und die Bündelung der Strahlung aus den beteiligten lumineszenfähigen Pfeilern (31-33, 36-39, 73-74, 98) herbeiführt.Bipolar illumination source according to one of claims 1 to 7, characterized in that a lens plate ( 124 ) cannot be detached from the optical plate ( 121 ) is attached, which also remains attached to each individual chip during the separation and assembly process and the bundling of the radiation from the luminescent pillars involved ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) brings about. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die optische Platte (121) eine auf die Verteilung der lumineszenzfähigen Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) zugeschnittene Lichtleitfaserplatte (128) unlösbar angefügt ist, die die Strahlung bündelt.Bipolar illumination source according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the optical plate ( 121 ) one on the distribution of the luminescent pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) cut optical fiber plate ( 128 ) is permanently attached, which bundles the radiation. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der lumineszenzfähigen Pfeiler (31-33, 36-39, 73-74, 98) individuell kontaktiert und zeitweise oder ununterbrochen in Sperrichtung wie eine Photodiode (168) betreibbar ist und der am Kontakt dieses Pfeilers (31-33, 36-39, 73-74, 98) abnehmbare Photostrom zum Maßstab der Höhe des auf die übrigen Pfeiler (165) impulsartig oder dauernd aufzuprägenden elektrischen Flussstroms gemacht ist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that one of the luminescent pillars ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) contacted individually and temporarily or continuously in the reverse direction like a photodiode ( 168 ) is operable and that at the contact of this pillar ( 31 - 33 . 36 - 39 . 73 - 74 . 98 ) removable photocurrent to measure the height of the remaining pillars ( 165 ) is made impulsively or continuously to be impressed electrical flow current. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusammenhängende, ring- oder rahmenförmige Pfeilerstruktur (40), die die lumineszenzfähigen Pfeiler (36-39) umgibt, eine Dichtungszone für die hermetische Verbindung zwischen dem einzelnen Chip (200) und einer Montageunterlage (210) bildet, und durch ein Lot oder einen leitenden Kleber gleichzeitig eine dauerhafte mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Rahmenkontakt auf der Pfeilerstruktur (40) und der adäquaten Ringzonen eines Streifenleiters (219) der Montageunterlage (210) herbeigeführt ist.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that a coherent, ring-shaped or frame-shaped pillar structure ( 40 ) which are the luminescent pillars ( 36-39 ) surrounds a sealing zone for the hermetic connection between the individual chip ( 200 ) and an assembly document ( 210 ) forms a permanent mechanical and electrical connection between the frame contact on the pillar structure using a solder or a conductive adhesive ( 40 ) and the adequate ring zones of a stripline ( 219 ) the assembly document ( 210 ) is brought about. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Montageunterlage (210) an den Chipaufnahmestellen Vertiefungen (213) enthält, die mit massiven Silberpolstern (216) gefüllt sind und eine thermische und elektrische Verbindung zu den lumineszenzfähigen Pfeilern (3639) herstellen.Bipolar illumination source according to one of the preceding claims, characterized in that an assembly base ( 210 ) wells at the chip receiving points ( 213 ) with massive silver cushions ( 216 ) are filled and a thermal and electrical connection to the luminescent pillars ( 36 - 39 ) produce. Bipolare Beleuchtungsquelle nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageunterlage (210) aus n-leitendem Silizium besteht und auf der Kontaktseite von parallel angeordneten dem Oberflächenprofil des Siliziums folgenden p-leitenden Schichten (214) bedeckt ist, die an einer Bondinsel (218) mit der Betriebsspannung verbindbar ist.Bipolar illumination source according to one of claims 12 or 13, characterized in that the mounting base ( 210 ) consists of n-type silicon and on the contact side of parallel arranged p-type layers following the surface profile of the silicon ( 214 ) covered on a bond island ( 218 ) can be connected to the operating voltage.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3540792B1 (en) * 2012-09-03 2022-04-13 Facebook Technologies, LLC Optical device, array of such devices and method of making an optical device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005016592A1 (en) 2004-04-14 2005-11-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED chip
DE102004056705B4 (en) * 2004-09-30 2012-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Luminescence diode arrangement and method for monitoring LED chips
DE102007039291A1 (en) * 2007-08-20 2009-02-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor module and method for producing such
DE102008030819A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic device
DE102009042479A1 (en) 2009-09-24 2011-03-31 Msg Lithoglas Ag Method for producing an arrangement having a component on a carrier substrate and arrangement, and method for producing a semifinished product and semifinished product

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1614982A1 (en) * 1966-11-09 1971-02-25 Werk Fernsehelektronik Veb Method for contacting semiconductor arrangements
DE2542072A1 (en) * 1974-10-03 1976-04-08 Itt Ind Gmbh Deutsche LIGHT EMITTING SEMICONDUCTOR DIODE
US4017881A (en) * 1974-09-20 1977-04-12 Hitachi, Ltd. Light emitting semiconductor device and a method for making the same
DE2712412A1 (en) * 1976-05-19 1977-12-08 Werk Fernsehelektronik Veb Two pole light emitting semiconductor module - radiates light without obstruction by lateral arrangement of all contacts
GB2019643A (en) * 1978-04-21 1979-10-31 Philips Nv Electroluminescent semiconductor device
DE2825387C2 (en) * 1977-06-10 1984-03-01 Hitachi, Ltd., Tokyo Semiconductor light emitting element
US4742378A (en) * 1984-03-28 1988-05-03 Japan Represented By President Of Tohoku University Junction-type semiconductor light emitting device with mesa
EP0720241A2 (en) * 1994-12-27 1996-07-03 AT&T Corp. Structure of and method for manufacturing an LED
DE19807758A1 (en) * 1997-06-03 1998-12-10 Hewlett Packard Co Light emitting element with improved light extraction through chip molds and methods of manufacturing the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1614982A1 (en) * 1966-11-09 1971-02-25 Werk Fernsehelektronik Veb Method for contacting semiconductor arrangements
US4017881A (en) * 1974-09-20 1977-04-12 Hitachi, Ltd. Light emitting semiconductor device and a method for making the same
DE2542072A1 (en) * 1974-10-03 1976-04-08 Itt Ind Gmbh Deutsche LIGHT EMITTING SEMICONDUCTOR DIODE
DE2712412A1 (en) * 1976-05-19 1977-12-08 Werk Fernsehelektronik Veb Two pole light emitting semiconductor module - radiates light without obstruction by lateral arrangement of all contacts
DE2825387C2 (en) * 1977-06-10 1984-03-01 Hitachi, Ltd., Tokyo Semiconductor light emitting element
GB2019643A (en) * 1978-04-21 1979-10-31 Philips Nv Electroluminescent semiconductor device
US4742378A (en) * 1984-03-28 1988-05-03 Japan Represented By President Of Tohoku University Junction-type semiconductor light emitting device with mesa
EP0720241A2 (en) * 1994-12-27 1996-07-03 AT&T Corp. Structure of and method for manufacturing an LED
DE19807758A1 (en) * 1997-06-03 1998-12-10 Hewlett Packard Co Light emitting element with improved light extraction through chip molds and methods of manufacturing the same

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.R.Franklin et al., Journal of Applied Physics 35(1964), S. 1153-1155 *
CAMPBELL, J.C. and DENTAI, A.G.: InP/InGaAs hete- rojunction phototransistor with integrated light emitting diode. In: Appl.Phys.Lett., ISSN 0003- 6951, Vol. 41 (2), 1982, S. 192-193 *
J.P. van der Ziel und M. Ilegems, Applied Optics, Vol. 14, H. 11, S. 2627-2630 *
JP 06318731 A (abstract), JPO, 1994 *
JP 52124885 A (abstract) *
JP 62025472 A (abstract) Patents Abstracts of Japan, E-519, 1987, Vol. 11/No. 198 *
JP 62-25 472 A (abstract) Patents Abstracts of Japan, E-519, 1987, Vol. 11/No. 198
JP 6-318731 A (abstract), JPO, 1994
JP.52-124885 A (abstract)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3540792B1 (en) * 2012-09-03 2022-04-13 Facebook Technologies, LLC Optical device, array of such devices and method of making an optical device

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DE19963550A1 (en) 2001-07-05

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