WO1996037000A1 - Light-emitting semiconductor component - Google Patents

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WO1996037000A1
WO1996037000A1 PCT/DE1996/000761 DE9600761W WO9637000A1 WO 1996037000 A1 WO1996037000 A1 WO 1996037000A1 DE 9600761 W DE9600761 W DE 9600761W WO 9637000 A1 WO9637000 A1 WO 9637000A1
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active zone
mesa
radiation
cladding
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PCT/DE1996/000761
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Jochen Heinen
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • HELECTRICITY
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    • H01L33/105Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector with a resonant cavity structure

Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting semiconductor diode with short rise and fall times of the radiation generation and high external efficiency of the radiation.
  • Efficient optocouplers with a high limit frequency require infrared diodes (or light-emitting diodes) with short rise and fall times of the radiation and high external efficiency of the radiation.
  • the possibility of quickly changing the radiation generation is achieved, among other things, by doping the active zone, by making the volume of the active zone as small as possible, by ensuring a high current density of the injected current, and by using low parasitic capacitances and inductors are present.
  • a high external efficiency, i. H. high radiation outward is achieved when the radiation generated in the semiconductor crystal and emitted in all directions strikes the interface between the semiconductor material and the environment at an angle at which no total reflection takes place, so that the radiation emits can leak the crystal.
  • DE AS 1 297 230 describes a light-emitting semiconductor diode which consists of a cylindrical disk made of n-type GaAs with a diameter of approximately 2 mm and a thickness of approximately 250 ⁇ m. A p-type active zone is produced in this disk by the diffusion of zinc atoms. This active zone is arranged circularly and concentrically to the disk and has a diameter of approximately 0.5 mm and a depth of approximately 10 ⁇ m. The ratio of the radii of the active zone and the cylindrical disc is chosen so that the emitted light on the jacket of the the disc-formed cylinder does not experience total internal reflection.
  • GB 2 280 061 A describes an LED in which the light emerges on the top and a Bragg reflector is provided for reflection of the radiation in this direction on the side of the active layer opposite the exit surface.
  • EP 0 582 078 A1 describes an LED provided for superluminescence, in which the light incident laterally on oblique end faces, the active layer, is first reflected at right angles to a Bragg reflector arranged parallel to this layer and then is reflected vertically upwards from this reflector.
  • DE 42 31 007 AI describes an LED in which a front side provided for the light exit, including the almost flat side surfaces, with the exception of an area covered with a contact, is covered with a reflection-reducing layer which improves the coupling-out of the radiation.
  • the object of the present invention is to provide a radiation-generating semiconductor component with a high external radiation efficiency and a rapid possibility of controlling the radiation intensity.
  • a cylindrical active zone made of semiconductor material and intended for generating radiation is located inside a cylindrical mesa and is arranged coaxially to this mesa.
  • the ratio of the radii of the cladding of the cylinders of this active zone and this mesa is determined in such a way that in all directions of the radiation emitted by the active zone there is no total reflection on the cladding of the cylinder formed by the mesa.
  • Bragg reflectors act below and above the active zone.
  • Figure 1 shows the dimensions of the mesa and the active zone in supervision.
  • FIGS 2 and 3 show embodiments of the diode according to the invention in cross section.
  • the diode is preferably made up of epitaxially grown layers.
  • the active zone a drawn in FIG. 2 preferably consists of MQW layers (multiple quantum well), which guarantee a small volume of the active regions producing the radiation with short lifetimes of the charge carriers and thus great speed and also a low absorption for them penetrating radiation.
  • the layer or MQW layer structure containing the active zone is arranged between cladding layers (p, n) arranged vertically with respect to the layer plane and transparent to the radiation. These cladding layers can have a thickness of up to a few ⁇ m and are doped on different sides of the active zone for electrical conduction to opposite conductivity types.
  • these cladding layers p, n can each comprise layers or layer sequences which cause reflection of the incident radiation to the lateral boundary surface of the mesa at an angle suitable for the exit of the radiation from the mesa.
  • the cladding layers can be made essentially of AlGaAs with an Al content of z. B. 10% to 15%, and for total reflection of the radiation guided in the cladding layers to the side surface of the mesa down layers of AlGaAs with an Al content of z. B. 70% to 100% available his.
  • layer sequences acting as Bragg reflectors can be present, which consist of a sequence of layers with alternately higher and lower refractive index.
  • These layers are such that these layer sequences act as Bragg reflectors B for the radiation impinging on them from the active zone, which reflect the radiation to the lateral boundary surfaces of the mesa.
  • the radiation is therefore essentially in the region held between these Bragg reflectors B, so that a contact K provided for current injection can be applied to the top of the cylindrical mesa containing the active zone and the cladding layers, without thereby covering an area provided for light exit with a material that absorbs or reflects radiation.
  • the active zone a is provided in a layer which consists of a semiconductor material suitable for generating radiation and comprises the entire lateral extent of the mesa
  • the area in which radiation is generated can be directed onto the cylindrical active zone provided in the middle of the Mesa can be limited by only injecting electricity into this area.
  • the contact K is only applied in the area F of the projection of the active zone perpendicular to the layer plane on the upper cladding layer p and in the outer ring-shaped area by an insulator layer I from the semi-conductor Term material electrically insulated.
  • the mesa is located on a substrate which is electrically conductively doped and which is provided with a second connection contact K on its rear side opposite the mesa.
  • the material system of GaAs can be used.
  • Ternary layers are then e.g. B. from AlGaAs, quaternary layers from AlInGaAs.
  • the material system from InP can also be used for this diode.
  • the contact provided for current injection is on the top of the mesa only in the ring-shaped outer area around the projection of the active zone perpendicular to the layer plane.
  • the contact has a round opening in this example, which is provided as a window for the exit of the radiation, above the active zone.
  • e.g. B. only the upper Bragg reflector can be omitted.
  • This layer sequence is z. B. formed in that a layer doped for electrical conduction of the opposite conductivity type is grown in the upper cladding layer.
  • this oppositely doped layer is redoped in the upper cladding layer, so that there are no pn or np junctions in the area above the active zone.
  • the region D provided with diffused dopant is indicated in FIG. 3 by the dashed line.
  • An anti-reflective layer AR is applied to the jacket of the cylinder formed by the mesa in order to reduce the partial reflection.
  • the mesa forms a cylinder with the radius R (see FIG. 1).
  • the active zone in the interior of this mesa is preferably also cylindrical with the radius r.
  • the active zone can either be formed by a cylindrical layer of semiconductor material suitable for generating radiation or by the described arrangement of the contact provided for current injection in the form provided.
  • the ratio of the radii of these cylinders is chosen so that all laterally emitted rays from radiation sources in the active zone hit the surface of the shell of the cylinder formed by the mesa at an angle ⁇ to the vertical (surface normal) that is smaller than that Critical angle for the total flexion between crystal semiconductor 'and the surrounding Medi ⁇ order.
  • the beam path for three different exit directions of the radiation is shown with arrows as an example.
  • the radiation strikes the outer surface of the mesa vertically and leaves the mesa in a straight line.
  • the radiation emitted by the edge areas of the active zone strikes the lateral surface at an angle ⁇ to the normal and is refracted in the direction of the arrow drawn in a continuous line or the arrow drawn in dashed lines.
  • the thickness of the cladding layers between the Bragg reflectors or the height of the mesa is such that, together with the ratio of the radii R, r shown in FIG Radiation takes place.
  • the active zone can therefore be smaller for a given dimension of the mesa than would correspond to this limit. If the diode is embedded in an amorphous solid body that is transparent to the radiation, larger values result for the quotient r / R. If the diode z. B. is embedded in casting resin with a refractive index of about 1.5, then the limit for the quotient r / R is about 0.44 at the specified refractive index for the semiconductor material. Because of the required rapid response of the diode to changes in the applied voltage, the volume of the active zone, that is to say the radius r, is chosen to be quite small. A value for r between 20 ⁇ m and 40 ⁇ m is favorable.
  • the angle between the radiation direction in the mesa and the perpendicular the lateral surface of the mesa from which the radiation emerges, at the point at which the radiation emerges, is also referred to below as ⁇ .
  • This angle assumes a maximum value for a radiation direction which, starting from a point at the edge of the active zone, is directed to a point on the jacket of the cylinder formed by the mesa, which lies on the side facing the radiation generation point. It is therefore only necessary to take into account points of radiation generation on the edge of the active zone.
  • denotes the angle which is included by the radius directed in the plane of the radiation generation from the center of the active zone to this point of the radiation generation and by the projection of the plane perpendicular to the layer planes Center of the active zone to the point at which the radiation emerges from the mesa into the plane of the radiation generation.
  • the view shown in FIG. 1 results with the point of radiation generation A on the edge of the active zone and the point of exit of radiation B from the mesa, the points directed at these points from the center of the active zone outgoing rays projected into the plane of radiation generation include the angle ⁇ .
  • point B of the radiation exit is offset upwards or downwards perpendicular to the plane of the drawing; point A lies in the plane of the drawing (level of radiation generation).
  • the angle ⁇ is measured in the plane of the drawing.
  • point B must be projected into the drawing plane perpendicular to the drawing plane.
  • angle ⁇ is now to be regarded as a spatial angle that lies between the perpendicular to the surface of the cylinder formed by the mesa at point B and the connecting path between the point ten A and B is formed.
  • the following equation is obtained for this angle, in which the distance of point B from the drawing plane perpendicular to the drawing plane is again denoted by h:
  • the angle ⁇ is maximum if:
  • the maximum angle to the standard on the cylinder jacket of the mesa thus results for the radiation which, starting from the edge of the active zone, reaches the upper or lower edge of the mesa, specifically in the radiation direction which is perpendicular to the connection route between point A of the radiation generation and the projection of the center of the active zone perpendicular to the layer plane into the plane of the radiation exit from the mesa, which plane is coplanar with the layer plane (ie approximately the upper or lower base area of the surface of the mesa) ⁇ formed cylinders).

Abstract

An LED with a cylindrical active region (a) arranged coaxially inside a cylindrical mesa of semiconductor material between covering layers (p, n) of opposite polarity, in which the radii of the cylinders of the active region and the mesa, and the height of the mesa, are such that there is no total reflection of the radiation emitted from the active region on the lateral surfaces of the mesa.

Description

Beschreibungdescription
Lichtemittierendes HalbleiterbauelementLight emitting semiconductor device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Halbleiterdiode mit kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten der Strahlungserzeugung sowie hohem externem Wirkungsgrad der Ab- strahlung.The present invention relates to a light-emitting semiconductor diode with short rise and fall times of the radiation generation and high external efficiency of the radiation.
Effiziente Optokoppler mit hoher Grenzfreguenz benötigen In¬ frarotdioden (oder Leuchtdioden) mit kurzen Anstiegs- und Ab¬ fallzeiten der Strahlung sowie hohem externem Wirkungsgrad der Abstrahlung. Schnelle Änderungsmöglichkeit der Strah- lungserzeugung wird unter anderem dadurch erreicht, daß die aktive Zone dotiert wird, daß das Volumen der aktiven Zone möglichst klein gemacht wird, daß für eine hohe Stromdichte des injizierten Stromes gesorgt wird, und dadurch, daß gerin¬ ge parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten vorhanden sind. Ein hoher externer Wirkungsgrad, d. h. hohe Strahlungsausbeu¬ te nach außen, wird erreicht, wenn die im Halbleiterkristall erzeugte und in alle Richtungen abgestrahlte Strahlung mög¬ lichst unter einem Winkel auf die Grenzfläche zwischen dem Halbleitermaterial und der Umgebung trifft, bei dem noch keine Totalreflexion stattfindet, so daß die Strahlung aus dem Kristall austreten kann.Efficient optocouplers with a high limit frequency require infrared diodes (or light-emitting diodes) with short rise and fall times of the radiation and high external efficiency of the radiation. The possibility of quickly changing the radiation generation is achieved, among other things, by doping the active zone, by making the volume of the active zone as small as possible, by ensuring a high current density of the injected current, and by using low parasitic capacitances and inductors are present. A high external efficiency, i. H. high radiation outward is achieved when the radiation generated in the semiconductor crystal and emitted in all directions strikes the interface between the semiconductor material and the environment at an angle at which no total reflection takes place, so that the radiation emits can leak the crystal.
In der DE AS 1 297 230 ist eine lichtemittierende Halbleiter¬ diode beschrieben, die aus einer zylindrischen Scheibe aus n- leitendem GaAs mit einem Durchmesser von etwa 2 mm und mit einer Dicke von etwa 250 um besteht. In dieser Scheibe ist eine p-leitende aktive Zone durch Eindiffusion von Zinkatomen hergestellt. Diese aktive Zone ist kreisflächig und konzen¬ trisch zur Scheibe angeordnet und hat einen Durchmesser von etwa 0,5 mm und eine Tiefe von etwa 10 um. Das Verhältnis der Radien der aktiven Zone und der zylindrischen Scheibe ist so gewählt, daß das ausgesandte Licht an dem Mantel des durch die Scheibe gebildeten Zylinders keine Totalreflexion (total internal reflection) erf hrt. In der GB 2 280 061 A ist eine LED beschrieben, bei der das Licht auf der Oberseite austritt und für eine Reflexion der Strahlung in diese Richtung auf der der Austrittsfläche gegenüberliegenden Seite der aktiven Schicht ein Bragg-Reflektor vorgesehen ist. In der EP 0 582 078 AI ist eine für Superlumineszenz vorgesehene LED be¬ schrieben, bei der das seitlich auf schräge Endflächen, der aktiven Schicht auftreffende Licht zunächst im rechten Winkel auf einen parallel zu dieser Schicht angeordneten Bragg-Re¬ flektor reflektiert wird und dann senkrecht von diesem Re¬ flektor nach oben reflektiert wird. In der DE 42 31 007 AI ist eine LED beschrieben, bei der eine für den Lichtaustritt vorgesehene Vorderseite einschließlich der nahezu ebenen Sei- tenflächen mit Ausnahme eines mit einem Kontakt bedeckten Be¬ reiches mit einer die Auskopplung der Strahlung verbessernden reflexionsmindernden Schicht bedeckt ist.DE AS 1 297 230 describes a light-emitting semiconductor diode which consists of a cylindrical disk made of n-type GaAs with a diameter of approximately 2 mm and a thickness of approximately 250 μm. A p-type active zone is produced in this disk by the diffusion of zinc atoms. This active zone is arranged circularly and concentrically to the disk and has a diameter of approximately 0.5 mm and a depth of approximately 10 μm. The ratio of the radii of the active zone and the cylindrical disc is chosen so that the emitted light on the jacket of the the disc-formed cylinder does not experience total internal reflection. GB 2 280 061 A describes an LED in which the light emerges on the top and a Bragg reflector is provided for reflection of the radiation in this direction on the side of the active layer opposite the exit surface. EP 0 582 078 A1 describes an LED provided for superluminescence, in which the light incident laterally on oblique end faces, the active layer, is first reflected at right angles to a Bragg reflector arranged parallel to this layer and then is reflected vertically upwards from this reflector. DE 42 31 007 AI describes an LED in which a front side provided for the light exit, including the almost flat side surfaces, with the exception of an area covered with a contact, is covered with a reflection-reducing layer which improves the coupling-out of the radiation.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein strahlungser- zeugendes Halbleiterbauelement mit hohem externem Wirkungs¬ grad der Abstrahlung und schneller Steuerungsmöglichkeit der Strahlungsintensität anzugeben.The object of the present invention is to provide a radiation-generating semiconductor component with a high external radiation efficiency and a rapid possibility of controlling the radiation intensity.
Diese Aufgabe wird mit der Halbleiterdiode mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the semiconductor diode with the features of claim 1. Further configurations result from the dependent claims.
Bei der erfindungsgemäßen Leuchtdiode befindet sich eine für Strahlungserzeugung vorgesehene zylindrische aktive Zone aus Halbleitermaterial im Inneren einer zylindrischen Mesa und koaxial zu dieser Mesa angeordnet. Das Verhältnis der Radien der Mäntel der Zylinder dieser aktiven Zone und dieser Mesa ist so bestimmt, daß in allen Richtungen der von der aktiven Zone ausgesandten Strahlung an dem Mantel des von der Mesa gebildeten Zylinders keine Totalreflexion stattfindet. Bei einer vorzugsweisen Ausgestaltung dieser Diode befinden sich unter und über der aktiven Zone als Bragg-Reflektoren wirken- de Schichtfolgen aus Schichten von abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex, die die Strahlung zur lateralen Be¬ grenzungsfläche der Mesa, d. h. zum Mantel des von der Mesa gebildeten Zylinders, reflektieren.In the light-emitting diode according to the invention, a cylindrical active zone made of semiconductor material and intended for generating radiation is located inside a cylindrical mesa and is arranged coaxially to this mesa. The ratio of the radii of the cladding of the cylinders of this active zone and this mesa is determined in such a way that in all directions of the radiation emitted by the active zone there is no total reflection on the cladding of the cylinder formed by the mesa. In a preferred embodiment of this diode, Bragg reflectors act below and above the active zone. de Layer sequences of layers of alternately high and low refractive index, which reflect the radiation to the lateral boundary surface of the mesa, ie to the jacket of the cylinder formed by the mesa.
Es folgt eine genauere Beschreibung bevorzugter Ausführungs- formen dieser Diode anhand der Figuren 1 bis 3.A more detailed description of preferred embodiments of this diode follows with the aid of FIGS. 1 to 3.
Figur 1 zeigt die Abmessungen der Mesa und der aktiven Zone in Aufsicht.Figure 1 shows the dimensions of the mesa and the active zone in supervision.
Figuren 2 und 3 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemä¬ ßen Diode im Querschnitt.Figures 2 and 3 show embodiments of the diode according to the invention in cross section.
Die Diode ist vorzugsweise aus epitaktisch aufgewachsenen Schichten aufgebaut. Die in Figur 2 eingezeichnete aktive Zo¬ ne a besteht vorzugsweise aus MQW-Schichten (Multiple Quantum Well), die ein geringes Volumen der die Strahlung erzeugenden aktiven Bereiche mit kurzen Lebensdauern der Ladungsträger und somit große Schnelligkeit garantieren und außerdem eine geringe Absorption für die sie durchdringende Strahlung be¬ sitzen. Die die aktive Zone enthaltende Schicht oder MQW- Schichtstruktur ist zwischen vertikal bezüglich der Schicht- ebene dazu angeordnete und für die Strahlung transparente Mantelschichten (p, n) angeordnet. Diese Mantelschichten kön- nen bis zu einigen μm Dicke aufweisen und sind auf verschie¬ denen Seiten der aktiven Zone für elektrische Leitung zuein¬ ander entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen dotiert. Diese Mantelschichten p, n können jeweils Schichten oder Schicht¬ folgen umfassen, die eine Reflexion auftreffender Strahlung zur lateralen Begrenzungsfläche der Mesa hin unter einem für den Austritt der Strahlung aus der Mesa geeigneten Winkel be¬ wirken. Wenn die Diode z. B. im Materialsystem von GaAs rea¬ lisiert ist, können die Mantelschichten im wesentlichen aus AlGaAs mit einem AI-Anteil von z. B. 10% bis 15% bestehen, und für Totalreflexion der in den Mantelschichten geführten Strahlung zur Seitenfläche der Mesa hin können Schichten aus AlGaAs mit einem AI-Anteil von z. B. 70% bis 100% vorhanden sein. Statt dessen können als Bragg-Reflektoren wirkende Schichtfolge vorhanden sein, die aus einer Folge von Schich¬ ten mit abwechselnd höherem und niedrigerem Brechungsindex bestehen. Die Dicke dieser Schichten ist so bemessen, daß diese Schichtfolgen für die darauf aus der aktiven Zone auf¬ treffende Strahlung als Bragg-Reflektoren B wirken, die die Strahlung zu den seitlichen Grenzflächen der Mesa reflektie¬ ren. Die Strahlung wird also im wesentlichen im Bereich zwi¬ schen diesen Bragg-Reflektoren B gehalten, so daß auf der Oberseite der die aktive Zone und die Mantelschichten enthal¬ tenden zylindrischen Mesa ein für Strominjektion vorgesehener Kontakt K aufgebracht sein kann, ohne daß dadurch ein für Lichtaustritt vorgesehener Bereich mit einem Material bedeckt würde, das Strahlung absorbiert oder reflektiert. Falls die aktive Zone a in einer Schicht vorgesehen ist, die aus einem für Strählungserzeugung geeigneten Halbleitermaterial besteht und die gesamte seitliche Ausdehnung der Mesa umfaßt, kann der Bereich, in dem Strahlung erzeugt wird, auf die vor¬ gesehene zylindrische aktive Zone in der Mitte der Mesa be- grenzt werden, indem die Strominjektion nur in diesen Bereich erfolgt. Zu diesem Zweck ist, wie in Figur 2 eingezeichnet, der Kontakt K nur im Bereich F der bezüglich der Schichtebene senkrechten Projektion der aktiven Zone auf der oberen Mantelschicht p aufgebracht und in dem dazu äußeren ringför- migen Bereich durch eine Isolatorschicht I von dem Halblei¬ termaterial elektrisch isoliert. In diesem Ausführungsbei- spiel befindet sich die Mesa auf einem Substrat, das elek¬ trisch leitend dotiert ist und das auf seiner der Mesa gegen¬ überliegenden Rückseite mit einem zweiten Anschlußkontakt K versehen ist. Für die Schichtfolge der Halbleitermaterialien der Mesa kann z. B. das Materialsystem von GaAs verwendet werden. Ternäre Schichten sind dann z. B. aus AlGaAs, quater- näre Schichten aus AlInGaAs. Ebenso ist das Materialsystem von InP für diese Diode verwendbar.The diode is preferably made up of epitaxially grown layers. The active zone a drawn in FIG. 2 preferably consists of MQW layers (multiple quantum well), which guarantee a small volume of the active regions producing the radiation with short lifetimes of the charge carriers and thus great speed and also a low absorption for them penetrating radiation. The layer or MQW layer structure containing the active zone is arranged between cladding layers (p, n) arranged vertically with respect to the layer plane and transparent to the radiation. These cladding layers can have a thickness of up to a few μm and are doped on different sides of the active zone for electrical conduction to opposite conductivity types. These cladding layers p, n can each comprise layers or layer sequences which cause reflection of the incident radiation to the lateral boundary surface of the mesa at an angle suitable for the exit of the radiation from the mesa. If the diode z. B. is realized in the material system of GaAs, the cladding layers can be made essentially of AlGaAs with an Al content of z. B. 10% to 15%, and for total reflection of the radiation guided in the cladding layers to the side surface of the mesa down layers of AlGaAs with an Al content of z. B. 70% to 100% available his. Instead, layer sequences acting as Bragg reflectors can be present, which consist of a sequence of layers with alternately higher and lower refractive index. The thickness of these layers is such that these layer sequences act as Bragg reflectors B for the radiation impinging on them from the active zone, which reflect the radiation to the lateral boundary surfaces of the mesa. The radiation is therefore essentially in the region held between these Bragg reflectors B, so that a contact K provided for current injection can be applied to the top of the cylindrical mesa containing the active zone and the cladding layers, without thereby covering an area provided for light exit with a material that absorbs or reflects radiation. If the active zone a is provided in a layer which consists of a semiconductor material suitable for generating radiation and comprises the entire lateral extent of the mesa, the area in which radiation is generated can be directed onto the cylindrical active zone provided in the middle of the Mesa can be limited by only injecting electricity into this area. For this purpose, as shown in FIG. 2, the contact K is only applied in the area F of the projection of the active zone perpendicular to the layer plane on the upper cladding layer p and in the outer ring-shaped area by an insulator layer I from the semi-conductor Term material electrically insulated. In this exemplary embodiment, the mesa is located on a substrate which is electrically conductively doped and which is provided with a second connection contact K on its rear side opposite the mesa. For the layer sequence of the semiconductor materials of the mesa z. B. the material system of GaAs can be used. Ternary layers are then e.g. B. from AlGaAs, quaternary layers from AlInGaAs. The material system from InP can also be used for this diode.
Bei der Ausführungsform der Figur 3 befindet sich der für Strominjektion vorgesehene Kontakt auf der Oberseite der Mesa nur in dem ringförmigen äußeren Bereich um die zur Schicht- ebene senkrechte Projektion der aktiven Zone. Der Kontakt weist über der aktiven Zone eine in diesem Beispiel runde Öffnung auf, die als Fenster für den Austritt der Strahlung vorgesehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann z. B. nur der obere Bragg-Reflektor weggelassen sein. Um die Stromin¬ jektion auf die aktive Zone in der Mitte zu konzentrieren, befindet sich seitlich unter dem Kontakt eine Schichtfolge mit pnp-Übergängen oder npn-Obergängen. Diese Schichtfolge wird z. B. dadurch gebildet, daß in der oberen Mantelschicht eine für elektrische Leitung des dazu entgegengesetzten Leit¬ fähigkeitstyps dotierte Schicht aufgewachsen wird. Stromin¬ jektion in die aktive Zone wird dadurch ermöglicht, daß im Bereich der bezüglich der Schichtebenen senkrechten Projek- tion der aktiven Zone z. B. durch eine Implantation oder Dif¬ fusion von Dotierstoff diese entgegengesetzt dotierte Schicht in der oberen Mantelschicht umdotiert wird, so daß im Bereich über der aktiven Zone keine pn- oder np-Übergänge vorhanden sind. Der mit diffundiertem Dotierstoff versehene Bereich D ist in Figur 3 durch die gestrichelte Linie angedeutet. Auf dem Mantel des von der Mesa gebildeten Zylinders ist zum Herabsetzen der Teilreflexion eine Antireflexschicht AR auf¬ gebracht.In the embodiment of FIG. 3, the contact provided for current injection is on the top of the mesa only in the ring-shaped outer area around the projection of the active zone perpendicular to the layer plane. The contact has a round opening in this example, which is provided as a window for the exit of the radiation, above the active zone. In this embodiment, e.g. B. only the upper Bragg reflector can be omitted. In order to concentrate the current injection onto the active zone in the middle, there is a layer sequence with pnp transitions or npn transitions below the contact. This layer sequence is z. B. formed in that a layer doped for electrical conduction of the opposite conductivity type is grown in the upper cladding layer. Current injection into the active zone is made possible in that in the area of the projection of the active zone perpendicular to the layer planes, for. B. by implantation or diffusion of dopant, this oppositely doped layer is redoped in the upper cladding layer, so that there are no pn or np junctions in the area above the active zone. The region D provided with diffused dopant is indicated in FIG. 3 by the dashed line. An anti-reflective layer AR is applied to the jacket of the cylinder formed by the mesa in order to reduce the partial reflection.
Die Mesa bildet einen Zylinder mit dem Radius R (s. Figur 1) . Die aktive Zone im Innern dieser Mesa ist vorzugsweise eben¬ falls zylindrisch mit dem Radius r. Die aktive Zone kann ent¬ weder durch eine zylindrische Schicht aus für Strahlungser¬ zeugung geeignetem Halbleitermaterial gebildet sein oder durch die beschriebene Anordnung des für Strominjektion vor¬ gesehenen Kontaktes in der vorgesehenen Form ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis der Radien dieser Zylinder so gewählt, daß alle seitlich emittierten Strahlen von Strahlungsquellen in der aktiven Zone höchstens unter einem Winkel α zur Senkrechten (Flächennormalen) auf die Fläche des Mantels des von der Mesa gebildeten Zylinders treffen, der kleiner ist als der Grenzwinkel für die Totalre- flexion zwischen Halbleiter'kristall und dem umgebenden Medi¬ um. In Figur 1 ist als Beispiel der Strahlengang für drei verschiedene Austrittsrichtungen der Strahlung mit Pfeilen eingezeichnet. Vom Mittelpunkt der aktiven Zone ausgehend trifft die Strahlung senkrecht auf die Außenfläche der Mesa und verläßt geradlinig die Mesa. Die von den Randbereichen der aktiven Zone (z. B. vom Punkt A) ausgesandte Strahlung trifft unter dem Winkel α zur Normalen auf die Mantelfläche auf und wird in die Richtung des in durchgehender Linie ge- zeichneten Pfeiles bzw. des gestrichelt gezeichneten Pfeiles gebrochen. Die Dicke der Mantelschichten zwischen den Bragg- Reflektoren bzw. die Höhe der Mesa wird so bemessen, daß zu¬ sammen mit dem Verhältnis der in Figur 1 eingezeichneten Ra¬ dien R, r auch am unteren und oberen Rand des Zylindermantels der Mesa keine Totalreflexion der Strahlung stattfindet. Bei Halbleitermaterial mit Brechungsindex von etwa 3,4 und Luft als die Mesa umgebendem Medium ergibt sich für sehr flache Mesas etwa ein Grenzwert von 0,3 für den Quotienten r/R. Dieser Grenzwert darf nicht überschritten werden, falls To- talreflexion vermieden werden soll. Die aktive Zone darf also bei gegebener Abmessung der Mesa kleiner sein, als diesem Grenzwert entspräche. Falls die Diode in einen für die Strah¬ lung transparenten amorphen Festkörper eingebettet ist, erge¬ ben sich größere Werte für den Quotienten r/R. Wenn die Diode z. B. in Gießharz mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 ein¬ gebettet ist, dann ist bei dem angegebenen Brechungsindex für das Halbleitermaterial der Grenzwert für den Quotienten r/R etwa 0,44. Wegen des geforderten schnellen Ansprechens der Diode auf Änderungen der angelegten Spannung wird das Volumen der aktiven Zone, also der Radius r recht klein gewählt. Günstig ist ein Wert für r zwischen 20 um und 40 μm.The mesa forms a cylinder with the radius R (see FIG. 1). The active zone in the interior of this mesa is preferably also cylindrical with the radius r. The active zone can either be formed by a cylindrical layer of semiconductor material suitable for generating radiation or by the described arrangement of the contact provided for current injection in the form provided. According to the invention, the ratio of the radii of these cylinders is chosen so that all laterally emitted rays from radiation sources in the active zone hit the surface of the shell of the cylinder formed by the mesa at an angle α to the vertical (surface normal) that is smaller than that Critical angle for the total flexion between crystal semiconductor 'and the surrounding Medi¬ order. In Figure 1, the beam path for three different exit directions of the radiation is shown with arrows as an example. Starting from the center of the active zone, the radiation strikes the outer surface of the mesa vertically and leaves the mesa in a straight line. The radiation emitted by the edge areas of the active zone (eg from point A) strikes the lateral surface at an angle α to the normal and is refracted in the direction of the arrow drawn in a continuous line or the arrow drawn in dashed lines. The thickness of the cladding layers between the Bragg reflectors or the height of the mesa is such that, together with the ratio of the radii R, r shown in FIG Radiation takes place. In the case of semiconductor material with a refractive index of approximately 3.4 and air as the medium surrounding the mesa, there is a limit of 0.3 for the quotient r / R for very flat mesas. This limit value must not be exceeded if total reflection is to be avoided. The active zone can therefore be smaller for a given dimension of the mesa than would correspond to this limit. If the diode is embedded in an amorphous solid body that is transparent to the radiation, larger values result for the quotient r / R. If the diode z. B. is embedded in casting resin with a refractive index of about 1.5, then the limit for the quotient r / R is about 0.44 at the specified refractive index for the semiconductor material. Because of the required rapid response of the diode to changes in the applied voltage, the volume of the active zone, that is to say the radius r, is chosen to be quite small. A value for r between 20 μm and 40 μm is favorable.
Bei einer genaueren Betrachtung muß auch berücksichtigt wer¬ den, daß der Punkt der Strahlungserzeugung und der Punkt, an dem die Strahlung die Mesa verläßt, nicht in derselben Ebene bezüglich der Schichtfolge liegen müssen. Der Winkel zwischen der Strahlungsrichtung in der Mesa und der Senkrechten auf die seitliche Oberfläche der Mesa, aus der die Strahlung aus¬ tritt, im Punkt des Strahlungsaustrittes wird im folgenden auch mit α bezeichnet. Einen maximalen Wert nimmt dieser Winkel für eine Strahlungsrichtung an, die von einem Punkt am Rand der aktiven Zone ausgehend auf einen Punkt auf dem Man¬ tel des von der Mesa gebildeten Zylinders gerichtet ist, der auf der diesem Punkt der Strahlungserzeugung zugewandten Seite liegt. Es brauchen also nur Punkte der Strahlungserzeu¬ gung auf dem Rand der aktiven Zone berücksichtigt zu werden. Der Abstand desjenigen Punktes, an dem die Strahlung die Mesa verläßt, von der zu der Schichtebene koplanaren Ebene, in der die Erzeugung des betreffenden Lichtstrahles erfolgt, wird im folgenden mit h bezeichnet. In dieser Ebene der Strahlungser¬ zeugung wird mit θ derjenige Winkel bezeichnet, der einge- schlössen wird von dem in der Ebene der Strahlungserzeugung von dem Mittelpunkt der aktiven Zone zu diesem Punkt der Strahlungserzeugung gerichteten Radius und von der bezüglich der Schichtebenen senkrechten Projektion der von dem Mittel¬ punkt der aktiven Zone zu dem Punkt des Austritts der Strah- lung aus der Mesa gerichteten Strecke in die Ebene der Strahlungserzeugung.When taking a closer look, it must also be taken into account that the point of radiation generation and the point at which the radiation leaves the mesa do not have to lie in the same plane with respect to the layer sequence. The angle between the radiation direction in the mesa and the perpendicular the lateral surface of the mesa from which the radiation emerges, at the point at which the radiation emerges, is also referred to below as α. This angle assumes a maximum value for a radiation direction which, starting from a point at the edge of the active zone, is directed to a point on the jacket of the cylinder formed by the mesa, which lies on the side facing the radiation generation point. It is therefore only necessary to take into account points of radiation generation on the edge of the active zone. The distance of the point at which the radiation leaves the mesa from the plane which is coplanar with the layer plane and in which the light beam in question is generated is hereinafter referred to as h. In this plane of radiation generation, θ denotes the angle which is included by the radius directed in the plane of the radiation generation from the center of the active zone to this point of the radiation generation and by the projection of the plane perpendicular to the layer planes Center of the active zone to the point at which the radiation emerges from the mesa into the plane of the radiation generation.
In Aufsicht ergibt sich die in Figur 1 dargestellte Ansicht mit dem Punkt der Strahlungserzeugung A auf dem Rand der ak- tiven Zone und dem Punkt des Austritts der Strahlung B aus der Mesa, wobei die auf diese Punkte gerichteten, vom Mittel¬ punkt der aktiven Zone ausgehenden Strahlen in die Ebene der Strahlungserzeugung projiziert den Winkel θ einschließen. In diesem Fall ist allerdings der Punkt B des Strahlungsaus- tritts senkrecht zur Zeichenebene nach oben oder unten ver¬ setzt; der Punkt A liegt in der Zeichenebene (Ebene der Strahlungserzeugung) . Der Winkel θ wird aber in der Zeichen¬ ebene gemessen. Dazu ist der Punkt B senkrecht zur Zeichen¬ ebene in die Zeichenebene zu projizieren. Der Winkel α ist aber jetzt als räumlicher Winkel anzusehen, der zwischen der Senkrechten auf den Mantel des von der Mesa gebildeten Zylin¬ ders im Punkt B und der Verbindungsstrecke zwischen den Punk- ten A und B gebildet wird. Für diesen Winkel erhält man die folgende Gleichung, in der der zur Zeichenebene senkrechte Abstand des Punktes B von der Zeichenebene wieder mit h be¬ zeichnet ist:When viewed from above, the view shown in FIG. 1 results with the point of radiation generation A on the edge of the active zone and the point of exit of radiation B from the mesa, the points directed at these points from the center of the active zone outgoing rays projected into the plane of radiation generation include the angle θ. In this case, however, point B of the radiation exit is offset upwards or downwards perpendicular to the plane of the drawing; point A lies in the plane of the drawing (level of radiation generation). However, the angle θ is measured in the plane of the drawing. For this purpose, point B must be projected into the drawing plane perpendicular to the drawing plane. However, the angle α is now to be regarded as a spatial angle that lies between the perpendicular to the surface of the cylinder formed by the mesa at point B and the connecting path between the point ten A and B is formed. The following equation is obtained for this angle, in which the distance of point B from the drawing plane perpendicular to the drawing plane is again denoted by h:
cos α = (R - r cos θ) (R2 - 2Rr cos θ + r2 + h2)-1/2 cos α = (R - r cos θ) (R 2 - 2Rr cos θ + r 2 + h 2 ) -1 / 2
Der Winkel α ist maximal, wenn gilt:The angle α is maximum if:
cos θ = (r2 + h2)/(rR) oder θ = 0 im Fall h > (Rr - r2)1/2.cos θ = (r 2 + h 2) / (r R), or θ = 0 in the case of h> (Rr - r 2) from 1/2.
Für den Wert sin α, der maximal dem Quotienten der Bre¬ chungsindizes des äußeren Mediums und des Halbleitermateria- les der Mesa gleich sein darf, erhält man:For the value sin α, which may at most be equal to the quotient of the refractive indices of the outer medium and the semiconductor material of the mesa, one obtains:
sin α = (r2 + h2)1/2/R für h < = (Rr - r2)1/2 sin α = (r 2 + h 2) 1/2 / R h <= (Rr - r 2) 1/2
sin α = h( (R - r)2 + h2)-1/2 für h > = (Rr - r2)1/2.sin α = h ((Rr) 2 + h 2) -1 / 2 for h> = (Rr - r 2) from 1/2.
Bei den angegebenen Zahlenbeispielen von 0,3 bzw. 0,5 für r/R ist (Rr - r2)1/2 = 0,458 R bzw. = 0,5 R, d. h. bei einem sym¬ metrischen Schichtaufbau der Mesa ist die Höhe der Mesa fast gleich dem halben Durchmesser, was bei praktischen Ausfüh¬ rungsbeispielen kaum realisiert werden dürfte. Man kann also davon ausgehen, daß der maximale Wert von sin α gegeben ist durch den Term (r2 + h2)1/ /R. Der maximale Winkel zur Norma¬ len auf den Zylindermantel der Mesa ergibt sich also für die Strahlung, die ausgehend von dem Rand der aktiven Zone zu der oberen oder unteren Kante der Mesa gelangt, und zwar in der Strahlungsrichtung, die senkrecht steht auf der Verbindungs- strecke zwischen dem Punkt A der Strahlungserzeugung und der bezüglich der Schichtebene senkrechten Projektion des Mit¬ telpunktes der aktiven Zone in die zur Schichtebene koplana- ren Ebene des Austritts der Strahlung aus der Mesa (d. h. in etwa die obere oder untere Grundfläche des von der Mesa ge¬ bildeten Zylinders) . The figures given are examples of 0.3 and 0.5 for r / R is (Rr - r 2) 1/2 = 0.458 R = 0.5 and R, ie at a sym¬ metric layer structure of the mesa, the height the mesa is almost equal to half the diameter, which is unlikely to be realized in practical exemplary embodiments. It can therefore be assumed that the maximum value of sin α is given by the term (r 2 + h 2 ) 1 / / R. The maximum angle to the standard on the cylinder jacket of the mesa thus results for the radiation which, starting from the edge of the active zone, reaches the upper or lower edge of the mesa, specifically in the radiation direction which is perpendicular to the connection route between point A of the radiation generation and the projection of the center of the active zone perpendicular to the layer plane into the plane of the radiation exit from the mesa, which plane is coplanar with the layer plane (ie approximately the upper or lower base area of the surface of the mesa) ¬ formed cylinders).

Claims

Patentansprüche claims
1. Lichtemittierende Halbleiterdiode mit einer Folge aus be¬ züglich einer Schichtebene übereinander aufgewachsenen Schichten aus Halbleitermaterial, die eine für Strahlungser¬ zeugung vorgesehene aktive Zone (a) in einer Schicht aus für Strahlungserzeugung geeignetem Halbleitermaterial zwischen vertikal bezüglich dieser Schichtebene dazu angeordneten und für elektrische Leitung zueinander entgegengesetzter Leitfä- higkeitεtypen dotierten Mantelεchichten (p, n) umfaßt, bei der diese Schichtfolge in einer zylindrischen Mesa aus¬ gebildet ist, bei der diese aktive Zone zylindrisch ist und koaxial zu dem durch diese Mesa gebildeten Zylinder angeordnet ist, bei der der Quotient der Radien der Mäntel des von dieser ak¬ tiven Zone gebildeten Zylinders und des von der Mesa gebil¬ deten Zylinders höchstens den Wert des Quotienten der Bre- chungsindizes des diese Mesa in der Schichtebene der aktiven Zone umgebenden Materiales und des diese aktive Zone in die- ser Schichtebene umgebenden Materiales dieser Mesa besitzt und bei der diese Mantelschichten mit Mitteln versehen sind, die die Strahlung zu dem Mantel des die Mesa bildenden Zylinders lenken.1. Light-emitting semiconductor diode with a sequence of layers of semiconductor material grown one above the other in relation to a layer plane, which has an active zone (a) provided for radiation generation in a layer of semiconductor material suitable for radiation generation, arranged vertically with respect to this layer plane and for electrical conduction mutually opposite conductivity types doped cladding layers (p, n), in which this layer sequence is formed in a cylindrical mesa, in which this active zone is cylindrical and is arranged coaxially to the cylinder formed by this mesa, in which the quotient of the radii of the cladding of the cylinder formed by this active zone and of the cylinder formed by the mesa is at most the value of the quotient of the refractive index of the material surrounding this mesa in the layer plane of the active zone and of the active zone in this this layer level u material of this mesa and in which these cladding layers are provided with means which direct the radiation to the cladding of the cylinder forming the mesa.
2. Diode nach Anspruch 1, bei der die Abmessungen der Mesa und der aktiven Zone so ge¬ wählt sind, daß auf dem Mantel des von der Mesa gebildeten Zylinders jeder Punkt, der für Austritt von in der aktiven Zone erzeugter Strahlung vorgesehen ist, von einer zu der Schichtebene parallelen Ebene in der aktiven Zone höchstens einen solchen Abstand hat, daß die durch den Radius des Man¬ tels des von der Mesa gebildeten Zylinders dividierte Wurzel aus der Summe des Quadrates dieses Abstandes und des Quadra- tes des Radius des Mantels des von der aktiven Zone gebilde¬ ten Zylinders höchstens den Wert des Quotienten der Bre¬ chungsindizes des diese Mesa in der Schichtebene der aktiven Zone umgebenden Materiales und des diese aktive Zone in die¬ ser Schichtebene umgebenden Materiales dieser Mesa besitzt.2. Diode according to claim 1, in which the dimensions of the mesa and the active zone are selected such that each point on the jacket of the cylinder formed by the mesa, which is provided for the exit of radiation generated in the active zone, of a plane parallel to the layer plane in the active zone is at most such a distance that the root divided by the radius of the jacket of the cylinder formed by the mesa is taken from the sum of the square of this distance and the square of the radius of the jacket of the the cylinder formed by the active zone at most the value of the quotient of the refractive index of this mesa in the layer plane of the active one Zone surrounding material and the material surrounding this active zone in this layer plane of this mesa.
3. Diode nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mesa von Luft umgeben ist und der Quotient der Radien der Mäntel des von der aktiven Zone gebildeten Zylin¬ ders und des von der Mesa gebildeten Zylinders höchstens 0,3 ist.3. Diode according to claim 1 or 2, in which the mesa is surrounded by air and the quotient of the radii of the cladding of the cylinder formed by the active zone and the cylinder formed by the mesa is at most 0.3.
4. Diode nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mesa von einem für die in der aktiven Zone zu er¬ zeugende Strahlung durchlässigen amorphen Festkörper umgeben ist und der Quotient der Radien der Mäntel des von der akti¬ ven Zone gebildeten Zylinders und des von der Mesa gebildeten Zylinders höchstens 0,5 ist.4. Diode according to claim 1 or 2, wherein the mesa is surrounded by an amorphous solid which is transparent to the radiation to be generated in the active zone and the quotient of the radii of the shells of the cylinder formed by the active zone and of the mesa formed cylinder is at most 0.5.
5. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mantelschichten jeweils eine Schicht umfassen, die in einem bezüglich der Schichtebenen vertikalen Abstand zur Schichtebene der aktiven Zone angeordnet ist und die einen niedrigen Brechungsindex hat als das Material, das zur aktiven Zone hin an diese Schicht angrenzt.5. Diode according to one of claims 1 to 4, in which the cladding layers each comprise a layer which is arranged at a vertical distance with respect to the layer planes to the layer plane of the active zone and which has a lower refractive index than the material which faces the active zone adjacent to this layer.
6. Diode nach Anspruch 5, bei der die Mantelschichten im wesentlichen AlxGa_-xAs mit x mindestens 0,1 und höchstens 0,15 sind und bei der die Schicht niedrigeren Brechungsindexes jeweils AlxGaι-xAs mit x mindestens 0,7 und höchstens 1 ist.6. Diode according to claim 5, in which the cladding layers are essentially Al x Ga_- x As with x at least 0.1 and at most 0.15 and in which the layer of lower refractive index is Al x Ga ι - x As with x at least 0 , 7 and at most 1.
7. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Mantelschichten jeweils eine Schichtfolge aus be¬ züglich der Schichtebene übereinander aufgewachsenen Schich¬ ten unterschiedlicher Brechungsindizes umfassen und bei der diese Schichten im Wechsel höheren und niedrigeren Brechungsindexes angeordnet sind und jeweils so dick sind, daß diese Schichtfolge jeweils für die Wellenlängen der in der aktiven Schicht erzeugten Strahlung einen Bragg-Reflektor bildet.7. Diode according to one of claims 1 to 6, in which the cladding layers each comprise a layer sequence of layers of different refractive indices grown one above the other with respect to the layer plane, and in which these layers are arranged alternately with higher and lower refractive indices and are each so thick that this layer sequence each for the wavelengths of the in radiation generated by the active layer forms a Bragg reflector.
8. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die aktive Zone (a) durch einen Bereich in einer8. Diode according to one of claims 1 to 7, wherein the active zone (a) through a region in a
Schicht aus strahlungserzeugendem Halbleitermaterial gebildet ist und bei der auf einer Grundfläche des von der Mesa gebildeten Zy¬ linders ein Kontakt (K) vorhanden ist, der für Strominjektion in die aktive Zone vorgesehen und mit einer Mantelschicht in einem Bereich, der auf die bezüglich der Schichtebene senkrechte Projektion der aktiven Zone begrenzt ist, elek¬ trisch leitend verbunden ist.Layer of radiation-generating semiconductor material is formed and in which a contact (K) is provided on a base of the cylinder formed by the mesa, which contact is provided for current injection into the active zone and with a cladding layer in an area that relates to the layer plane vertical projection of the active zone is limited, is electrically conductively connected.
9. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die aktive Zone (a) durch einen Bereich in einer9. Diode according to one of claims 1 to 7, wherein the active zone (a) through a region in a
Schicht aus strahlungserzeugendem Halbleitermaterial gebildet ist, bei der auf einer Grundfläche des von der Mesa gebildeten Zy- linders ein Kontakt (K) vorhanden ist, der für Strominjektion in die aktive Zone vorgesehen und mit einer Mantelschicht (p) elektrisch leitend verbunden ist, bei der dieser Kontakt in einem Bereich, der mindestens die bezüglich der Schichtebene senkrechte Projektion der aktiven Zone (a) umfaßt, eine fensterartige Aussparung aufweist und bei der die mit diesem Kontakt elektrisch leitend verbundene Mantelschicht (p) außerhalb dieser bezüglich der Schichtebene senkrechten Projektion der aktiven Zone eine Schichtfolge umfaßt, in der eine Schicht (n) , die für den dieser Mantelschicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, vertikal bezüglich der Schichtebene zwischen Schichten, die für den Leitfähigkeitstyp dieser Mantelschicht dotiert sind, angeordnet ist.Layer of radiation-generating semiconductor material is formed, in which there is a contact (K) on a base of the cylinder formed by the mesa, which contact is provided for current injection into the active zone and is electrically conductively connected to a cladding layer (p), in which this contact in a region which comprises at least the projection of the active zone (a) perpendicular to the layer plane, has a window-like recess and in which the jacket layer (p) electrically conductively connected to this contact outside this projection of the active zone perpendicular to the layer plane comprises a layer sequence in which a layer (s) doped for the conductivity type opposite to this cladding layer is arranged vertically with respect to the layer plane between layers doped for the conductivity type of this cladding layer.
10. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Radius des Mantels des die aktive Zone begren¬ zenden Zylinders zwischen 20 μm und 40 um beträgt. 10. Diode according to one of claims 1 to 9, in which the radius of the jacket of the cylinder limiting the active zone is between 20 μm and 40 μm.
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