DE2755433A1

DE2755433A1 - Strahlungsemittierende halbleiterdiode

Info

Publication number: DE2755433A1
Application number: DE19772755433
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Dr Schairer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1977-12-13
Publication date: 1979-06-21
Also published as: US4214251A; DE2755433C2

Description

Strahlungsemittierende Halbleiterdiode «-#*v«»%jw

Die Erfindung betrifft eine strahlungsemittierende Halbleiterdiode mit einem pn-übergang, der parallel zur einen Hauptfläche des Halbleiterkörpers verläuft.

Strahlungsemittierende Dioden hoher Strahlungsdichte und/oder kurzer Schaltzeiten, wie sie beispielsweise für die optische Nachrichtenübertragung durch Glasfasern oder Luft benötigt werden, erfordern eine hohe Stromdichte und eine geringe Sperrschichtkapazität. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine strahlungseraittierende Halbleiterdiode anzugeben, die diese Bedingungen erfüllt und die sich gleichzeitig in einfacher Weise kontaktieren läßt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Halbleiterdiode der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der pn-übergang durch einen Graben begrenzt ist, der an einer Stelle durch einen Steg unterbrochen ist für eine Leitbahn, die auf dem Steg verläuft und die eine Verbindung herstellt zwischen einer Elektrode, die sich innerhalb des vom Graben umschlossenen Bereichs der Halbleiteroberfläche befindet, und einer Anschlußfläche, die sich außerhalb des vom Graben umschlossenen Bereichs der

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Halbleiteroberflache befindet.

Der Graben hat außer der Begrenzung des pn-überganges die vorteilhafte Wirkung, Strahlung, die in einer Richtung in der Ebene des pn-überganges emittiert wird, zu reflektieren und in eine Richtung näherungsweise senkrecht zur Halbleiteroberfläche umzulenken.

Die Halbleiterdiode nach der Erfindung ist vorzugsweise mit einer Isolierschicht zur Passivierung der Halbleiterfläche versehen, auf der die Leitbahn verläuft, die die Elektrode mit der Anschlußfläche bzw. dem Anschlußflecken unter Benutzung des dazwischen befindlichen Steges verbindet. Die Elektrode, die vom Graben umschlossen ist, ist vorzugsweise ringförmig oder kreisscheibenformig ausgebildet.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt eine Halbleiterdiode nach der Erfindung in der Draufsicht, die Figur 2 zeigt dieselbe Diode in einer Schnittdarstellung und die Figur 3 zeigt dieselbe Diode in einer perspektivischen Darstellung.

Die Strahlungsemittierende Halbleiterdiode der Figuren 1 bis 3 besteht aus einem Halbleiterkörper 1 vom ersten Leitungstyp, in dessen eine Seite eine Halbleiterzone 2 vom zweiten Leitungstyp eingebracht ist. Die Herstellung

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der Halbleiterzone 2 erfolgt vorzugsweise durch Flüssigphasen- oder Gasphasenepitaxie, kann aber auch durch Diffusion oder durch Ionenimplantation hergestellt werden.

Zur Begrenzung der sich im Ausführungsbeispiel durch den gesamten Halbleiterkörper 1 erstreckenden Halbleiterzone 2 ist ein Graben 3 vorgesehen, der die Halbleiterzone 2 seitlich begrenzt, so daß durch die Grabenbegrenzung eine bestimmte Emissionsfläche bzw. Emissionsbegrenzung erzielt wird. Der Graben 3 wird beispielsweise durch Ätzen hergestellt.

Der Graben 3, der im Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet ist» ist an einer Stelle unterbrochen, damit ein Steg 4 aus Halbleitermaterial für die Leitbahn 5 entsteht, die eine Verbindung zwischen der Elektrode 6 und der Anschlußfläche bzw. dem Anschlußflecken 7 herstellt. Die Leitbahn 5 verläuft nicht unmittelbar auf dem Steg 4, sondern auf einer Isolierschicht 8, die sich auf der Halbleiteroberfläche befindet. In dem vom Graben umschlossenen Gebiet ist die Isolierschicht 8 unter der Elektrode teilweise geöffnet, um den Stromfluß durch den vom Graben begrenzten p-n-übergang zu ermöglichen. Die Isolierschicht 8 besteht beispielsweise aus Siliziumdioxid oder aus Siliziumnitrid. Die Elektrode 6, die vom Graben 3 umschlossen ist, ist im Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet, während die Anschlußfläche 7 eine Recht-

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eckform aufweist.

Die Herstellung der strahlungsemittierenden Halbleiterdiode der Figuren 1 bis 3 erfolgt beispielsweise dadurch, daß die eine Oberflächenseite des Halbleiterkörpers 1 vom ersten Leitungstyp ganzflächig mit einer Epitaxieschicht bewachsen wird, die ganz oder teilweise dem zweiten Leitungstyp angehört. Vorteilhaft können auch mehrere Epitaxieschichten aufgewachsen werden, so daß die bekannten Strukturen des Hetero- und des Doppelhetero-Überganges oder des Emitters mit erhöhtem Bandabstand entstehen.

Anschließend wird die mit dem p-n-übergang versehene Oberflächenseite des Halbleiterkörpers mit einer Isolierschicht 8 bedeckt. Die Herstellung der Isolierschicht erfolgt z. B. durch pyrolithische Abscheidung von S.0-. Nach der Herstellung der Isolierschicht 8 werden in die Isolierschicht öffnungen für die Elektrode eingeätzt.

Die Herstellung der Elektrode 6 und der Anschlußfläche 7 erfolgt beispielsweise durch Aufdampfen und anschließendes Ätzen der vorgesehenen Leitbahnform. Als Metall für die Elektrode 6 und die Anschlußfläche 7 eignet sich im Falle eines Halbleiterkörpers aus GaAs z. B. Al odeir Au: Zn für eine p-leitende Oberfläche, bzw. Au:Ge oder Sn für eine η-leitende Oberfläche.

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Abschließend wird der Graben 3 in den Halbleiterkörper eingeätzt, und zwar derart, daß der ursprünglich sich durch den gesamten Halbleiterkörper erstrekkende pn-übergang in zwei Bereiche aufgeteilt wird, die nur durch den Steg 4 für die Leitbahn 5 verbunden sind. Der Graben 3 muß bis in die Nähe des pn-überganges 9, oder sogar darüberhinaus geätzt werden, um den Stromfluß effektiv zu begrenzen. Die Reflexion der in der Ebene des pn-überganges emittierten Strahlung wird günstig beeinflußt, wenn die Ätztiefe über den pn-übergang hinausreicht und der Böschungswinkel etwa 45 Grad beträgt.

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Claims

Licentie. Patant-Verwaltur.gs-GmbH Theodor-Stera-KaL 1, 500O ITrankfxirt/M.

Heilbronn, den 01.12.77 SE2-HN/La-ln - HN Π/22

Patentansprüche

(1)yStrahlungsemittierende Halbleiterdiode mit einem pnübergang, der parallel zur einen Hauptfläche des Halbleiter körpers verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der pn-übergang durch einen Graben begrenzt ist, der an einer Stelle durch einen Steg unterbrochen ist für eine Leitbahn, die auf dem Steg verläuft und die eine Verbindung herstellt zwischen einer Elektrode, die sicSi innerhalb des vom Graben umschlossenen Bereichs der Halbleiteroberfläche befindet, und einer Anschlußfläche, die sich außerhalb des vom Graben umschlossenen Bereichs der Halbleiteroberfläche befindet.
2) Halbleiterdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie passiviert ist und daß die Leitbahn über eine Isolierschicht auf dem Steg verläuft.

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3) Halbleiterdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die innerhalb des vom Graben umschlossenen Bereichs befindliche Elektrode ringförmig oder kreisscheibenförig ausgebildet ist.
4) Halbleiterdiode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Böschungswinkel des Grabens näherungs— weise 45 Grad beträgt.

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