WO2002065555A1 - Radiation emitting semiconductor bodies and method for the production thereof - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a radiation producing layer sequence (2) grown directly on a window layer (3), which has one or a plurality of successive AlgaAs layers (4, 5, 6). The AlGaAs layers are produced by liquid phase epitaxy or a similar method and have an AI content remotely from the layer sequence (2), wherein the AlGaAs is permeable to the radiation produced. The Al content diminishes in each of the AlGaAs layers (4, 5, 6) in the direction of the active layer sequence (2). The window layer (3) alternatively consists of a self-supporting AlGaAs expitaxial substrate (7) having an Al content in which AgGaAs is permeable to the radiation produced.

Description

Beschreibungdescription
Strahlungsemittierender Halbleiterkörper und Verfahren zu dessen HerstellungRadiation-emitting semiconductor body and method for its production
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Sie bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterkörpers.The invention relates to a radiation-emitting semiconductor body according to the preamble of claim 1. It also relates to a method for producing such a semiconductor body.
Eine lichtemittierende Diode mit einem strahlungsdurchlässigen Fenster ist beispielsweise aus US 5,869,849 bekannt. Hierin ist ein Halbleiterchip mit einer aktiven Schichtenfolge auf der Basis von AlGalnP beschrieben, der ein Fenster aus GaP aufweist, das mittels Wafer-Bonding-Technik aufgebracht ist.A light-emitting diode with a radiation-transmissive window is known for example from US 5,869,849. This describes a semiconductor chip with an active layer sequence on the basis of AlGalnP, which has a window made of GaP, which is applied by means of wafer bonding technology.
In der US 5,661,742 ist eine Leuchtdiodenstruktur beschrieben, die eine epitaktisch aufgebrachte InGaP-Fensterschicht aufweist.US Pat. No. 5,661,742 describes a light-emitting diode structure which has an epitaxially applied InGaP window layer.
Wafergebondete Fensterschichten verursachen aufgrund der zusätzlich zu den Epitaxieprozessen erforderlichen Wafer-Bon- ding-Prozessschritte einen erheblichen zusätzlichen techni- sehen Aufwand und epitaktisch aufgebrachte GaP-basierendeWafer-bonded window layers cause a considerable additional technical outlay and epitaxially applied GaP-based ones due to the wafer-bonding process steps required in addition to the epitaxy processes
Fensterschichten können nur auf GaP-basierende oder ähnliche aktive Schichtenfolgen aufgebracht werden.Window layers can only be applied to GaP-based or similar active layer sequences.
Unter GaP-basierenden Schichten sind im vorliegenden Zusam- menhang alle Am-Bv-Halbleiterzusammensetzungen zu verstehend, die auf den A-Platz Ga und auf dem B-Platz P aufweisen. Hierunter fallen insbesondere entsprechende ternären und .qua- ternären Verbindungen, wie InGaAlP, InGaP und GaAlP, sowie auch GaP selbst.In the present context, GaP-based layers are to be understood to mean all Am-Bv semiconductor compositions which have Ga at the A place and P at the B place. This includes in particular corresponding ternary and. Quaternary compounds, such as InGaAlP, InGaP and GaAlP, as well as GaP itself.
Für eine Reihe von aktiven oder passiven optoelektronischen Schichtenfolgen, die insbesondere auf GaAs-Substraten aufge- wachsen werden, wie beispielsweise IR-emittierende oder - detektierende Schichtenfolgen auf der Basis von GaAs, sind bislang keine zufriedenstellenden Fensterschichten bekannt.For a series of active or passive optoelectronic layer sequences, which are particularly deposited on GaAs substrates. no satisfactory window layers are known so far, such as IR emitting or - detecting layer sequences based on GaAs.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper der eingangs genannten Art, insbesondere einen infrarotemittierenden Halbleiterkörper bereitzustellen, der eine Fensterschicht aufweist, die kostengünstig herstellbar ist.The object of the present invention is to provide a radiation-emitting semiconductor body of the type mentioned at the outset, in particular an infrared-emitting semiconductor body, which has a window layer which can be produced inexpensively.
Weiterhin soll ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauelements sowie eines Substrats angegeben werden.Furthermore, a method for producing such a component and a substrate is to be specified.
Die erstgenannte Aufgabe wird durch einen Halbleiterkörper mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruches 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10 bzw. 12 bis 16.The first-mentioned object is achieved by a semiconductor body with the features of claim 1 or claim 11. Advantageous refinements and developments are the subject of dependent claims 2 to 10 and 12 to 16.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers gemäß Patentanspruch 1 und der auf diesen zurückbezogenen Unteransprüche ist Gegenstand des Patentanspruches 17. Bevorzugte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen 18 und 19 angegeben. Ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Substrats ist Gegenstand des Patentanspruches 22.A method for producing a semiconductor body according to patent claim 1 and the subclaims which refer back to it is the subject of patent claim 17. Preferred developments of this method are specified in subclaims 18 and 19. A method for producing a substrate according to the invention is the subject of patent claim 22.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers gemäß Patentanspruch 11 und der auf diesen zurückbezogenen Unteransprüche ist Gegenstand des Patentanspruches 20. Eine bevor- zugte Ausführungsform dieses Verfahrens ist Gegenstand desA method for producing a semiconductor body according to claim 11 and the subclaims which refer back to it is the subject of claim 20. A preferred embodiment of this method is the subject of
Unteranspruches 21. Ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats ist Gegenstand des Patentanspruches 22. Ein gemäß der Erfindung hergestelltes Substrat ist Gegenstand des Patentanspruches 23.Subclaim 21. A method for producing a substrate is the subject of claim 22. A substrate produced according to the invention is the subject of claim 23.
Gemäß der Erfindung weist bei einem Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper der eingangs genannten Art die Fenster- schicht eine oder eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden AlGaAs-Schichten auf, die mittels Flüssigphasenepitaxie oder einem gleichgearteten Verfahren hergestellt sind und die entfernt von der Schichtenfolge jeweils einen Al-Gehalt aufwei- sen, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist, und der Al-Gehalt in jeder der AlGaAs-Schichten in Richtung zur Strahlungserzeugenden Schichtenfolge hin abnimmt .According to the invention, in the case of a radiation-emitting semiconductor body of the type mentioned at the beginning, the window layer one or a plurality of successive AlGaAs layers which are produced by means of liquid phase epitaxy or a similar method and which each have an Al content at a distance from the layer sequence, at which AlGaAs is transparent to the radiation generated, and the Al Content in each of the AlGaAs layers decreases in the direction of the radiation-generating layer sequence.
In der Fensterschicht weist die benachbart zur Schichtenfolge angeordnete AlGaAs-Schicht im Übergangsbereich zur Schichtenfolge bevorzugt einen Al-Gehalt auf, bei dem AlGaAs für erzeugte Strahlung im Wesentlichen undurchlässig ist. Dieser Übergangsbereichs ist vorzugsweise zwischen etwa lOnm bis 30nm dick.In the window layer, the AlGaAs layer arranged adjacent to the layer sequence preferably has an Al content in the transition region to the layer sequence, at which AlGaAs is essentially impermeable to the radiation generated. This transition region is preferably between about 10 nm to 30 nm thick.
Die Fensterschicht ist weiterhing besonders bevorzugt mittels Flüssigphasenepitaxie oder einem gleichgearteten Verfahren und die Schichtenfolge ist mittels Gasphasenepitaxie, insbesondere mittels metallorgansicher Gasphasenepitaxie oder Mo- lekularstrahlepitaxie, oder dergleichen epitaktisch aufgewachsen.The window layer is further preferably particularly epitaxially grown by means of liquid phase epitaxy or a similar method and the layer sequence is epitaxially grown by means of gas phase epitaxy, in particular by means of metal organ-safe gas phase epitaxy or molecular beam epitaxy or the like.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.Further advantageous developments of this arrangement are the subject of dependent claims 2 to 9.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Fensterschicht von einem freitragenden Aufwachs-Epitaxiesubstrat gebildet, das im Wesentlichen aus AlGaAs besteht und einen Al-Gehalt aufweist, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist.According to the second embodiment of the invention, the window layer is formed by a self-supporting growth epitaxial substrate which essentially consists of AlGaAs and has an Al content in which AlGaAs is transparent to the radiation generated.
Besonders vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche 12 bis 16.Particularly advantageous developments of this arrangement are the subject of dependent claims 12 to 16.
Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auch zur Herstellung von strahlungsdetektierenden Bauelementen eingesetzt werden. Die Erfindung und deren Vorteile werden im Folgenden anhand von mehreren Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren la bis 3b erläutert. Es zeigen:The invention can also be used advantageously for the production of radiation-detecting components. The invention and its advantages are explained below using several exemplary embodiments in conjunction with FIGS. 1 a to 3 b. Show it:
Figur la eine prinzipielle Darstellung der Schichtenfolge eines Halbleiterkörpers gemäß der Erfindung;Figure la shows a basic representation of the layer sequence of a semiconductor body according to the invention;
Figur lb eine schematische Darstellung eines Diagramms, in dem der Al-Gehalt in dem Halbleiterkörper gemäß Figur la über der Schichtdicke aufgetragen ist;Figure lb is a schematic representation of a diagram in which the Al content in the semiconductor body according to Figure la is plotted against the layer thickness;
Figuren 2a bis 2a eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs zum Herstellen eines Halbleiterkörpers gemäß Figur la;FIGS. 2a to 2a show a schematic representation of a process sequence for producing a semiconductor body according to FIG. 1a;
Figur 3a eine prinzipielle Darstellung der Schichtenfolge eines weiteren Halbleiterkörpers gemäß der Erfindung; undFIG. 3a shows a basic representation of the layer sequence of a further semiconductor body according to the invention; and
Figur 3b eine schematische Darstellung eines Diagramms, in dem der Al-Gehalt in dem Halbleiterkörper gemäß Figur 3a über der Schichtdicke aufgetragen ist .FIG. 3b shows a schematic representation of a diagram in which the Al content in the semiconductor body according to FIG. 3a is plotted over the layer thickness.
Bei einem Halbleiterkörper gemäß Figur la ist auf einer Fensterschicht 3, die aus drei aufeinanderfolgenden AlGaAs- Schichten 4,5,6 besteht, eine Strahlungserzeugende Schichtenfolge 2 (im Weiteren jeweils nur kurz mit „aktiver Schichtenfolge" bezeichnet) epitaktisch aufgewachsen. Die aktive Schichtenfolge 2 weist beispielsweise eine Lumineszenzdiodenstruktur oder eine vertikal oberflächenemittierende Laser- diodenstruktur (beispielsweise eine sogenannte VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)- oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser) -Struktur) auf. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine auf der Basis von GaAs hergestellte Infrarot emittierende Halbleiterstruktur.In the case of a semiconductor body according to FIG. 1 a, a radiation-generating layer sequence 2 (hereinafter referred to only briefly as “active layer sequence”) has grown epitaxially on a window layer 3, which consists of three successive AlGaAs layers 4, 5, 6. The active layer sequence 2 has, for example, a luminescence diode structure or a vertically surface-emitting laser diode structure (for example a so-called VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) - or VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser) structure). It is particularly preferably one based on GaAs manufactured infrared emitting semiconductor structure.
Die aktive Schichtenfolge 2 ist vorzugsweise mittels metallorganischer Dampfphasenepitaxie hergestellt. Die oben genannten Strukturen für die aktive Schichtenfolge 2 sind hinlänglich bekannt und bedürfen von daher an dieser Stelle keiner eingehenden Erläuterung.The active layer sequence 2 is preferably produced by means of organometallic vapor phase epitaxy. The structures mentioned above for the active layer sequence 2 are well known and therefore do not require any detailed explanation at this point.
Die drei aufeinanderfolgenden AlGaAs-Schichten 4,5,6 sind mittels Flüssigphasenepitaxie hergestellt und haben jeweils einen sich über die Schichtdicke ändernden Al-Gehalt. Jede der AlGaAs-Schichten 4,5,6 weist auf der entfernt von der aktiven Schichtenfolge 2 liegenden Seite einen Al-Gehalt auf, der deutlich über dem Al-Gehalt liegt, bei dem AlGaAs für die in der aktiven Schichtenfolge 2 erzeugte Strahlung im Wesentlichen undurchlässig ist. Diese Grenze des Al-Gehalts wird im fogenden jeweis nur kurz als Transmissionsgrenze bezeichnet.The three successive AlGaAs layers 4, 5, 6 are produced by means of liquid phase epitaxy and each have an Al content that changes over the layer thickness. Each of the AlGaAs layers 4, 5, 6 has an Al content on the side remote from the active layer sequence 2, which is clearly above the Al content, with the AlGaAs essentially for the radiation generated in the active layer sequence 2 is impermeable. This limit of the Al content is only briefly referred to as the transmission limit in the following.
Von der entfernt von der aktiven Schichtenfolge 2 liegenden Seite zur Schichtenfolge 2 hin, nimmt in jeder der AlGaAs- Schichten 4,5,6 der Al-Gehalt kontinuierlich ab. Auf der der aktiven Schichtenfolge 2 zugewandten Seite liegt der Al-Gehalt, wenn überhaupt, jeweils nur für eine Schichtdicke von lOnm bis 30nm der Al-Gehalt unter der Transmissionsgrenze.From the side lying away from the active layer sequence 2 towards the layer sequence 2, the Al content in each of the AlGaAs layers 4, 5, 6 continuously decreases. On the side facing the active layer sequence 2, the Al content, if at all, is only below the transmission limit for a layer thickness of 10 nm to 30 nm.
Folglich weist der Al-Gehalt, wie in dem Diagramm der Figur lb schematisch dargestellt, über die drei aufeinanderfolgenden AlGaAs-Schichten 4,5,6 einen sägezahnartigen Verlauf auf. Dort ist auf der waagrechten Achse die Wachstumsrichtung und auf der senkrechten Achse der Al-Gehalt aufgetragen und die Transmissionsgrenze des Al-Gehalts durch die gestrichelte Linie mit der Bezeichnung TG angedeutet.Consequently, the Al content, as shown schematically in the diagram in FIG. 1b, has a sawtooth-like course over the three successive AlGaAs layers 4, 5, 6. There, the direction of growth is plotted on the horizontal axis and the Al content on the vertical axis, and the transmission limit of the Al content is indicated by the dashed line labeled TG.
Vorzugsweise weist die benachbart zur aktiven SchichtenfolgeIt preferably has adjacent to the active layer sequence
2 liegende AlGaAs-Schicht 6 im Übergangsbereich zur Schichtenfolge 2 über eine Schichtdicke, die zwischen lOnm und 30nm liegt, einen Al-Gehalt auf, der unterhalb der Transmissionsgrenze liegt. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß eine Oxi- dation der AI -haltigen Schicht an Luft verhindert werden kann, die u.a. eine unerwünschte elektrisch isolierende Sperrschicht für die nachfolgend aufgebrachte Schichtenfolge 2 darstellen würde.2 lying AlGaAs layer 6 in the transition area to layer sequence 2 over a layer thickness which is between 10 nm and 30 nm, an Al content which is below the transmission limit. This has the advantage that an oxidation of the Al-containing layer in air can be prevented, which, among other things, an undesired electrically insulating Barrier layer for the subsequently applied layer sequence 2 would represent.
Die Gesamtschichtdicke d aller AlGaAs-Schichten 4,5,6 liegt vorzugsweise zwischen etwa lOOμm und 200μm. Sie stellen zusammen foglich einen mechanisch stabilen Träger für die aktive Schichtenfolge 2 dar, deren Gesamtdicke in der Regel im Bereich von nur einigen μm liegt.The total layer thickness d of all AlGaAs layers 4, 5, 6 is preferably between approximately 100 μm and 200 μm. Together, they represent a mechanically stable support for the active layer sequence 2, the total thickness of which is generally in the range of only a few μm.
Die AlGaAs-Schichten 4,5,6 sind bevorzugt mittels Flüssigphasenepitaxie (LPE) hergestellt und sind typisch jeweils bis zu 50μm dick. Eine bei der Flüssigphasenepitaxie auftretende Al- Verarmung in Wachstumsrichtung wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen AlGaAs-Mehrfachstruktur „unschädlich" gemacht. Unter Zugrundelegung einer erfindungsgemäßen AlGaAs-Mehrfachstruk- tur mit zwei oder mehreren AlGaAs-Schichten können somit mittels eines Mehrfach-LPE-Wachstum bzw. -bootprozesses freitragende transparente AlGaAs-LPE-Schichten größerer Schichtdicken hergestellt werden. Typische Gesamtschichtdicken zwi- sehen 100-200μm mit ausreichender mechanischer Stabilität können auf diese Weise sehr einfach erzielt werden. Die Abscheidetemperaturen liegen typisch bei 700-1000°C.The AlGaAs layers 4, 5, 6 are preferably produced by means of liquid phase epitaxy (LPE) and are typically each up to 50 μm thick. Any Al depletion in the direction of growth that occurs in liquid phase epitaxy is rendered "harmless" with the aid of the AlGaAs multiple structure according to the invention. On the basis of an AlGaAs multiple structure according to the invention with two or more AlGaAs layers, multiple LPE growth or -boot process self-supporting transparent AlGaAs-LPE layers with larger layer thicknesses. Typical total layer thicknesses between 100-200μm with sufficient mechanical stability can be achieved very easily in this way. The deposition temperatures are typically 700-1000 ° C.
Insgesamt darf der Al-Gehalt in der AlGaAs-Mehrfachstruktur 4,5,6 nicht über größere Schichtdicken (>100nm) unterhalb des Transparenzsbereichs für das in der aktiven erzeugten Licht absinken, damit keine signifikante (>3%) Absorption des emittierten Lichts in den AlGaAs-Schichten stattfinden kann. Dünne Schichten (typisch 10-30nm) mit einem Aluminiumgehalt unterhalb des Transparenzbereichs (man vergleiche beispielsweise den in Figur lb eingekreisten Übergangsbereich 10 von der AlGaAs-Mehrschichtstruktur zur aktiven Schichtenfolge 2) können jedoch insbesondere als Abdeckschicht für hochalumini- umhaltige AlGaAs-Schichten sinnvoll sein, damit eine Oxida- tion der Al-haltigen Schicht an Luft verhindert werden kann, die u.a. eine unerwünschte elektrisch isolierende Sperr- schicht zu den nachfolgenden Epitaxieschichten der aktiven Schichtenfolge 2 darstellen würde.Overall, the Al content in the AlGaAs multiple structure 4,5,6 must not decrease over greater layer thicknesses (> 100 nm) below the transparency range for the light generated in the active, so that there is no significant (> 3%) absorption of the emitted light in the AlGaAs layers can take place. Thin layers (typically 10-30nm) with an aluminum content below the transparency range (compare, for example, the transition region 10 encircled in FIG. so that oxidation of the Al-containing layer in air can be prevented, which, among other things, prevents undesired electrically insulating barrier layer to the subsequent epitaxial layers of the active layer sequence 2 would represent.
Bei dem in den Figuren 2a bis 2e schematisch dargestellten Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers gemäß den Figuren la und lb werden zunächst auf einem Epitaxiesubstrats 7, das beispielsweise aus GaAs oder aus einem anderen geeigneten Material besteht, mittels Flüssigphasenepitaxie nacheinander drei AlGaAs-Schichten 4,5,6 aufgewachsen. Diese Prozessschritte erfolgen bei einer ersten Prozesstemperatur, die vorzugsweise zwischen etwa 700°C und etwa 1000°C liegt.In the method schematically illustrated in FIGS. 2a to 2e for producing a radiation-emitting semiconductor body according to FIGS. 1a and 1b, three AlGaAs layers 4 are first successively formed on an epitaxial substrate 7, which consists, for example, of GaAs or another suitable material, by means of liquid phase epitaxy. 5.6 grew up. These process steps take place at a first process temperature, which is preferably between approximately 700 ° C. and approximately 1000 ° C.
Nachfolgend werden die Schichten der aktiven Schichtenfolge 2 auf die AlGaAs-Mehrschichtstruktur 4,5,6 mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie oder Molekularstrahlepitaxie bei einer zweiten Prozesstemperatur aufgebracht, die niedriger ist als die erste Prozesstemperatur ist und im Bereich zwischen etwa 400°C und etwa 800°C liegt.The layers of the active layer sequence 2 are subsequently applied to the AlGaAs multilayer structure 4, 5, 6 by means of organometallic gas phase epitaxy or molecular beam epitaxy at a second process temperature that is lower than the first process temperature and in the range between approximately 400 ° C. and approximately 800 ° C. lies.
Nachfolgend werden auf den einander gegenüberliegenden Hauptflächen des Halbleiterkörpers 1 elektrische Kontakt - schichten 8 und 9 hergestellt. Die AlGaAs-Schichten 4,5,6 sind bei einer derartigen Anordnung der elektrischen Kontakt - schichten elektrisch leitend dotiert.Electrical contact layers 8 and 9 are subsequently produced on the mutually opposite main surfaces of the semiconductor body 1. With such an arrangement of the electrical contact layers, the AlGaAs layers 4, 5, 6 are doped in an electrically conductive manner.
Optional wird vorher das Epitaxiesubstrat 7 entfernt, um die Strahlungsabsorption innerhalb des Subtratbereichs des Halbleiterkörpers, das heißt außerhalb der aktiven Schichtenfolge 2 weiter zu verringern.Optionally, the epitaxial substrate 7 is removed beforehand in order to further reduce the radiation absorption within the substrate region of the semiconductor body, that is to say outside the active layer sequence 2.
Der Rückseitenkontakt 9 ist vorzugweise spiegelnd ausgebildet, falls eine Strahlungsaus- oder -einkopplung ausschließlich nach vorne und zur Seite bzw. von vorne und von der Seite vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Halbleiter-Schichtenfolge eignet sich besonders bevorzugt für die Herstellung von Halbleiterkörpern, bei denen die Wellenlänge der über die Fensterschicht 3 aus- bzw. einzukoppelnden Srahlung im infraroten oder roten Spektral -Bereich und unter 870nm liegt. Die Absorptionskante der Fensterschicht 3 ist vorteilhafterweise mit Hilfe des variierenden Al-Gehalts insgesamt auf eine gegenüber der Wellenlänge der aus- bzw. einzukoppelnden Srahlung kürzeren Wellenlänge eingestellt.The rear-side contact 9 is preferably designed to be reflective if a radiation coupling-in or coupling-in is provided exclusively to the front and to the side or from the front and from the side. The semiconductor layer sequence according to the invention is particularly preferably suitable for the production of semiconductor bodies in which the wavelength of the radiation to be coupled in or out via the window layer 3 is in the infrared or red spectral range and below 870 nm. The absorption edge of the window layer 3 is advantageously adjusted with the aid of the varying Al content overall to a shorter wavelength than the wavelength of the radiation to be coupled in or out.
Bei dem Halbleiterkörper gemäß Figur 3a ist eine Fensterschicht 3 von einem freitragenden Epitaxiesubstrat 11 gebildet, das im Wesentlichen aus AlGaAs besteht und einen Al-Gehalt aufweist, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist. Man vergleiche das Diagramm der Figur 3b in der auf der waagrechten Achse die Wachstumsrichtung und auf der senkrechten Achse der Al-Gehalt aufgetragen und die Transmissionsgrenze des Al-Gehalts durch die gestrichelte Linie mit der Bezeichnung TG angedeutet ist.In the semiconductor body according to FIG. 3a, a window layer 3 is formed by a self-supporting epitaxial substrate 11, which essentially consists of AlGaAs and has an Al content in which AlGaAs is transparent to the radiation generated. Compare the diagram in FIG. 3b in which the direction of growth is plotted on the horizontal axis and the Al content is plotted on the vertical axis and the transmission limit of the Al content is indicated by the dashed line with the designation TG.
Ein derartiges Epitaxiesubstrat 11 ist vorteilhafterweise mittels eines Vertical Gradient Freeze (VGF) -Verfahrens hergestellt .Such an epitaxial substrate 11 is advantageously produced using a vertical gradient freeze (VGF) process.
Um eine Chipstruktur mit einander gegenüberliegenden elektrischen Kontakten zu erhalten ist das Epitaxiesubstrat 11 vorzugsweise elektrisch leitend dotiert.In order to obtain a chip structure with opposing electrical contacts, the epitaxial substrate 11 is preferably doped in an electrically conductive manner.
Diese erfindungsgemäße Halbleiter-Schichtenfolge eignet sich ebenso wie die oben beschriebene besonders bevorzugt für die Herstellung von Halbleiterkörpern, bei denen die Wellenlänge der über die Fensterschicht 3 aus- bzw. einzukoppelnden Srahlung im infraroten und roten Spektral -Bereich unter 870nm liegt. Die Absorptionskaritre der Fensterschicht 3 ist hierbei auf eine gegenüber der Wellenlänge der aus- bzw. einzukoppelnden Srahlung kürzeren Wellenlänge eingestellt. Die erfindungsgemäße Schichtenfolge kann vorteilhafterweise sowohl für eine vertikal oberflächenemittierende Halbleiterlaserstruktur als auch für Lumineszenzdiodenstrukturen eingesetzt werden.This semiconductor layer sequence according to the invention, like the one described above, is particularly preferably suitable for the production of semiconductor bodies in which the wavelength of the radiation to be coupled in or out via the window layer 3 is less than 870 nm in the infrared and red spectral range. The absorption structure of the window layer 3 is set to a shorter wavelength than the wavelength of the radiation to be coupled in or out. The layer sequence according to the invention can advantageously be used both for a vertically surface-emitting semiconductor laser structure and for luminescence diode structures.
Die Halbleiterschichten von beispielhaften erfindungsgemäßen Halbleiterkörpern bestehen je nach Bauelementstrukturen:Depending on the component structures, the semiconductor layers of exemplary semiconductor bodies according to the invention consist of:
- bei lichtemittierenden Dioden (LEDs) typisch aus elektrisch leitenden Schichten mit eventuell zusätzlichen Bragg-Re- flektionsschichten, die transparent für das in der aktiven Schicht erzeugte Licht sind. Die aktive Schicht besteht in der Regel aus ein oder mehreren Quantenfilmen. Eine auf der aktiven Schicht angeordnete Schichtfolge kann u.a. aus elektrisch leitenden Schichten für eine ohmsche Verbindung mit einem elektrischen Metallkontakt bestehen.- In the case of light-emitting diodes (LEDs), typically made of electrically conductive layers with possibly additional Bragg reflection layers which are transparent to the light generated in the active layer. The active layer usually consists of one or more quantum films. A layer sequence arranged on the active layer can include consist of electrically conductive layers for an ohmic connection with an electrical metal contact.
Aufgrund der Transparenz der AlGaAs-Mehrschichtstruktur bzw. des AlGaAs-Epitaxiesubstrats kann ein der Teil des niederenergetischen Lichts aus der aktiven Schicht über die Rückseite der AlGaAs-Fensterschicht oder mittels eines spiegelnden Rückseitenkontakts an der Rückseite der AlGaAs-Fensterschicht reflektiert und teilweise zur Seite und/oder nach vorne ausgekoppelt werden. Mit Hilfe der transparenten AlGaAs-Mehrschichtstruktur bzw. des transparenten AlGaAs-Epitaxiesubstrats können folglich auch rückwärts emittierende LED- Strukturen hergestellt werden. Die Epitaxie der aktiven LED-Struktur erfolgt direkt auf der Fensterschicht, das heißt auf der AlGaAs-Mehrschichtstruk- tur bzw. dem AlGaAs-Epitaxiesubstrat , ohne durch nachträgliches technisch aufwendiges Waferbonden oder -fusen einen transparenten, teilweise elektrisch leitenfähigen Substratträgerkontakt herstellen zu müssen.Due to the transparency of the AlGaAs multilayer structure or the AlGaAs epitaxial substrate, part of the low-energy light from the active layer can be reflected via the back of the AlGaAs window layer or by means of a reflective back contact on the back of the AlGaAs window layer and partly to the side and / or be coupled forward. With the help of the transparent AlGaAs multilayer structure or the transparent AlGaAs epitaxial substrate, backward-emitting LED structures can consequently also be produced. The active LED structure is epitaxied directly on the window layer, that is to say on the AlGaAs multilayer structure or the AlGaAs epitaxial substrate, without having to produce a transparent, partially electrically conductive substrate carrier contact by means of subsequent technically complex wafer bonding or fusing.
- bei resonaten lichtemititerenden Dioden (RCLEDs) typisch aus elektrisch leitenden Schichten mit rückgekoppelten Bragg-Reflektionsschichten geringer Periodenzahl (typ. 5
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- In the case of resonant light-emitting diodes (RCLEDs), typically made of electrically conductive layers with feedback Bragg reflection layers with a low number of periods (typ. 5
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0002
tion in einem Resonator hoher Güte oberhalb des Schwell- Stromes einsetzen kann.tion in a high quality resonator above the threshold current.
Die aktive Schicht besteht in der Regel aus ein oder mehre- ren Quantenfilmen. Die Gesamtschichtdicke ist ein ganzzahliges Vielfaches von der halben Emissionswellenlänge. Die Position der Quantenfilme ist im Bauch des Stehwellenfeldes .The active layer usually consists of one or more quantum films. The total layer thickness is an integral multiple of half the emission wavelength. The position of the quantum films is in the belly of the standing wave field.
Die anschließende Schichtfolge besteht aus phasenangepaßten Bragg-Reflektionsschichten (typ. 27 Perioden), die als Reflektor hoher Güte (R ist ca. 0,99) für das in der aktiven Schicht erzeugte Licht dienen. Diese Schichten können u.a. aus elektrisch leitenden Schichten für einen späteren ohm- sehen Metallkontakt bestehen.The subsequent layer sequence consists of phase-matched Bragg reflection layers (typically 27 periods), which serve as high-quality reflectors (R is approx. 0.99) for the light generated in the active layer. These layers can include consist of electrically conductive layers for a later ohmic metal contact.
Aufgrund der Transparenz der AlGaAs-Mehrschichtstruktur bzw. des AlGaAs-Epitaxiesubstrats wird der Teil der niederenergetischen Laserstrahlung, der aufgrund der geringeren Refletivität der rückgekoppelten Braggreflektorschichten den Laserresonator verläßt, ohne Absorption über die AlGaAs-Rückseitenschichten ausgekoppelt. Mit Hilfe der transparenten AlGaAs-Mehrschichtstruktur bzw. des AlGaAs- Epitaxiesubstrats können somit rückwärts emittierende VCSEL-Strukturen hergestellt werden. Die Epitaxie der aktiven VCSEL-Struktur erfolgt direkt auf der Fensterschicht, das heisst auf der AlGaAs-Mehrschichtstruktur bzw. dem AlGaAs-Epitaxiesubstrat , ohne durch nachträgliches technisch aufwendiges Waferbonden oder -fusen einen transparen- ten, teilweise elektrisch leitenfähigen Substratträgerkontakt herstellen zu müssen. Due to the transparency of the AlGaAs multilayer structure or the AlGaAs epitaxial substrate, the part of the low-energy laser radiation that leaves the laser resonator due to the lower reflectivity of the feedback Bragg reflector layers is coupled out without absorption via the AlGaAs back layers. With the help of the transparent AlGaAs multilayer structure or the AlGaAs epitaxial substrate, back-emitting VCSEL structures can be produced. The active VCSEL structure is epitaxied directly on the window layer, that is to say on the AlGaAs multilayer structure or the AlGaAs epitaxial substrate, without having to produce a transparent, partially electrically conductive substrate carrier contact by means of subsequent technically complex wafer bonding or fusing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) mit einer Strahlungserzeugenden Schichtenfolge (2) und einer für die erzeugte Strahlung zumindest teilweise durchlässigen Fensterschicht (3) , dadurch gekennze i chnet , das s die Fensterschicht (3) eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden AlGaAs-Schichten (4,5,6) aufweist, die mittels Flüssigphasenepitaxie oder einem gleichgearteten Verfahren hergestellt sind und die entfernt von der Schichtenfolge (2) jeweils einen Al-Gehalt aufweisen, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist, und der Al-Gehalt in jeder der AlGaAs-Schichten (4,5,6) in Richtung zur Strahlungserzeugenden Schichtenfolge (2) hin abnimmt .1. Radiation-emitting semiconductor body (1) with a radiation-generating layer sequence (2) and a window layer (3) that is at least partially transparent to the generated radiation, characterized in that the window layer (3) comprises a plurality of successive AlGaAs layers (4, 5.6), which are produced by means of liquid phase epitaxy or a similar method and which, apart from the layer sequence (2), each have an Al content at which AlGaAs is transparent to the radiation generated, and the Al content in each of the AlGaAs -Layers (4,5,6) decreases in the direction of the radiation-generating layer sequence (2).
2. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennz e i chnet , das s die zur Schichtenfolge (2) nächstliegende AlGaAs-Schicht (6) im Übergangsbereich zur Schichtenfolge (2) eine Pas- sivierungsschicht aufweist.2. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to claim 1, characterized in that the AlGaAs layer (6) closest to the layer sequence (2) has a passivation layer in the transition region to the layer sequence (2).
3. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennz e i chnet , das s die zur Schichtenfolge (2) nächstliegende AlGaAs-Schicht (6) im Übergangsbereich zur Schichtenfolge (2) einen Al- Gehalt aufweist, bei dem AlGaAs in Sauerstoffhaltiger Atmosphäre nicht oder nur unwesentlich oxidiert, so dass sie als Passivierungsschicht dient.3. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to claim 1, characterized gekennz ei chnet that s the AlGaAs layer (6) closest to the layer sequence (2) in the transition region to the layer sequence (2) has an Al content, in which AlGaAs in an oxygen-containing atmosphere not or only slightly oxidized, so that it serves as a passivation layer.
4. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach An- spruch 3, dadurch gekennz e i chnet , das s die Schichtdicke des Übergangsbereichs zwischen etwa lOnm bis 30nm ist.4. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to claim 3, characterized in that the s the layer thickness of the transition region is between approximately 10 nm to 30 nm.
5. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chnet , das s die Wellenlänge einer über die Fensterschicht (3) aus- bzw. einzukoppelnden Srahlung kleiner als 870nm ist und sich eine Absorptionskante der Fensterschicht (3) vermit- tels des variierenden Al-Gehalts insgesamt bei einer kürzeren Wellenlänge befindet.5. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wavelength of a radiation that is to be coupled in or out via the window layer (3) is less than 870 nm and that an absorption edge of the window layer (3) is of the varying Al content is at a shorter wavelength.
6. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chne t , das s die AlGaAs-Schichten (4,5,6) elektrisch leitend dotiert sind.6. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the AlGaAs layers (4, 5, 6) are doped in an electrically conductive manner.
7. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chne t , das s die Fensterschicht (3) eine Dicke von mehr als 5μm aufweist .7. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the window layer (3) has a thickness of more than 5 μm.
8. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennze i chne t , das s die Fensterschicht (3) ein freitragendes Sustrat mit einer Dicke zwischen etwa lOOμm und etwa lOOOμm aufweist.8. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to claim 7, characterized in that the window layer (3) has a self-supporting substrate with a thickness between approximately 100 μm and approximately 100 μm.
9. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chnet , das s die Fensterschicht (3) mittels Flüssigphasenepitaxie oder dergleichen und die Schichtenfolge (2) mittels Gasphasenepitaxie, insbesondere mittels metallorgansicher Gasphasenepitaxie oder Molekularstrahlepitaxie, oder derglei- chen epitaktisch aufgewachsen sind.9. radiation-emitting semiconductor body (1) according to any one of the preceding claims, characterized gekennze i chnet that s the window layer (3) by means of liquid phase epitaxy or the like and the layer sequence (2) by means of gas phase epitaxy, in particular by means of metal-organ-safe gas phase epitaxy or molecular beam epitaxy, or the like who grew up epitaxially.
10. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennze i chnet , das s an Stelle der Mehrzahl von aufeinanderfolgenden AlGaAs- Schichten (4,5,6) eine einzige AlGaAs-Schicht vorgesehen ist, die mittels Flüssigphasenepitaxie oder einem gleichgearteten Verfahren hergestellt ist und die ent- fernt von der Schichtenfolge (2) einen Al-Gehalt aufweist, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist, und der Al-Gehalt in Richtung zur strah- lungserzeugenden Schichtenfolge (2) hin abnimmt.10. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of claims 2 to 9, characterized gekennze i chnet that s instead of the plurality of successive AlGaAs layers (4,5,6) is provided a single AlGaAs layer which by means of liquid phase epitaxy or a method of the same type is produced and which, removed from the layer sequence (2), has an Al content in which AlGaAs is transparent to the radiation generated, and the Al content decreases in the direction of the radiation-generating layer sequence (2).
11. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) mit einer Strahlungserzeugenden Schichtenfolge (2) und einer für die erzeugte Strahlung zumindest teilweise durchlässigen Fensterschicht (3) , dadurch gekennze i chne t , das s die Fensterschicht (3) von einem freitragenden Epitaxiesubstrat (11) gebildet ist, das im Wesentlichen aus AlGaAs besteht und einen Al-Gehalt aufweist, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist .11. Radiation-emitting semiconductor body (1) with a radiation-generating layer sequence (2) and a window layer (3) which is at least partially permeable to the generated radiation, characterized in that the window layer (3) is formed by a self-supporting epitaxial substrate (11) , which consists essentially of AlGaAs and has an Al content at which AlGaAs is transparent to the radiation generated.
12. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach Anspruch 11, dadurch gekenn ze i chne t , da s s die Wellenlänge einer über die Fensterschicht (3) aus- bzw. einzukoppelnden Srahlung kleiner als 870nm ist und sich eine Absorptionskante der Fensterschicht (3) bei einer kürzeren Wellenlänge befindet.12. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to claim 11, characterized in that the wavelength of a radiation to be coupled in or out via the window layer (3) is less than 870 nm and there is an absorption edge of the window layer (3) at one shorter wavelength.
13. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennze i chnet , das s das Epitaxiesubstrat mittels eines Vertical Grading Freece-Verfahrens hergestellt ist.13. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to claim 11 or 12, characterized in that the epitaxial substrate by means of vertical grading Freece process is made.
14. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn ze i chnet , das s die Fensterschicht (3) elektrisch leitend dotiert ist.14. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the window layer (3) is doped in an electrically conductive manner.
15. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chnet , das s die Schichtenfolge (2) eine vertikal oberflächenemittierende Halbleiterlaserstruktur aufweist.15. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the layer sequence (2) has a vertically surface-emitting semiconductor laser structure.
16. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chne t , das s die Schichtenfolge (2) eine Lumineszenzdiodenstruktur aufweist .16. Radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the layer sequence (2) has a luminescent diode structure.
17. Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder nach einem der Ansprüche 14 bis 16 unter Rückbeziehung auf einen der Ansprüche 1 bis 10, gekennze i chne t durch die Schritte : a) Bereitstellen eines Epitaxiesubstrats (7) , b) Aufwachsen der AlGaAs-Schichten (4,5,6) mittels Flüssigphasenepitaxie auf das Epitaxiesubstrat (7) bei einer ersten Prozesstemperatur; c) Aufwachsen der Schichtenfolge (2) auf die AlGaAs- Schichten (4,5,6) mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie oder Molekularstrahlepitaxie bei einer zweiten Prozesstemperatur .17. A method for producing a radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of claims 1 to 10 or according to one of claims 14 to 16 with reference to one of claims 1 to 10, characterized i chne t by the steps: a) providing an epitaxial substrate ( 7), b) growing the AlGaAs layers (4,5,6) by means of liquid phase epitaxy on the epitaxial substrate (7) at a first process temperature; c) growing the layer sequence (2) on the AlGaAs layers (4,5,6) by means of organometallic gas phase epitaxy or molecular beam epitaxy at a second process temperature.
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die erste Prozesstemperatur zwischen 700°C und 1000°C und die zweite Prozesstemperatur zwischen 400°C und 800°C liegt.18. The method according to claim 17, characterized in that the first process temperature between 700 ° C and 1000 ° C. and the second process temperature is between 400 ° C and 800 ° C.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennze i chnet , das s nach dem Prozess-Schritt c) das Epitaxiesubstrat (7) entfernt wird.19. The method according to claim 17 or 18, characterized in that after the process step c) the epitaxial substrate (7) is removed.
20. Verfahren zum Herstellen eines strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 oder nach einem der Ansprüche 14 bis 16 unter Rückbeziehung auf einen der Ansprüche 11 bis 13, gekennze i chnet durch die Schritte : a) Herstellen und Bereitstellen eines freitragenden Epi- taxiesubstrats (11) das im Wesentlichen aus AlGaAs besteht und einen Al-Gehalt aufweist, bei dem AlGaAs für die erzeugte Strahlung durchlässig ist, b) Aufwachsen der Schichtenfolge (2) auf das Epitaxiesubstrat mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie oder Molekularstrahlepitaxie bei einer zweiten Prozesstemperatur (Bereich?) .20. A method for producing a radiation-emitting semiconductor body (1) according to one of claims 11 to 13 or according to one of claims 14 to 16 with reference to one of claims 11 to 13, characterized by the steps: a) producing and providing a self-supporting Epitaxy substrate (11) which consists essentially of AlGaAs and has an Al content at which AlGaAs is transparent to the radiation generated, b) growth of the layer sequence (2) on the epitaxial substrate by means of organometallic gas phase epitaxy or molecular beam epitaxy at a second process temperature ( Area?) .
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennze i chnet , da s s das Epitaxiesubstrat mittels eines Vertical Gradient Freeze (VGF) -Verfahrens hergestellt wird.21. The method according to claim 20, characterized in that the epitaxial substrate is produced by means of a vertical gradient freeze (VGF) method.
22. Verfahren zum Herstellen eines Substrats (3) zum Aufwachsen eines strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Schritte : a) Bereitstellen eines Epitaxiesubstrats (7) , b) Aufwachsen einer AlGaAs-Schicht (4,5,6) mittels Flüssigphasenepitaxie auf das Epitaxiesubstrat (7) , wobei der Al-Gehalt in der AlGaAs-Schicht mit zunehmender Auf- wachsdicke abnimmt und die Dicke der AlGaAs-Schicht so gewählt ist, dass in ihr der Al-Gehalt nicht oder nur bis zu einer Dicke von ca. 30nm unterhalb der Transpa- renzgrenze für die in der vorgesehenen strahlungsemittierenden Struktur erzeugte Strahlung liegt; c) Wiederholen des Schrittes b) bis die gewünschte Dicke des Substrats, bestehend aus AlGaAs-Schichten (4,5,6), erreicht ist.22. A method for producing a substrate (3) for growing a radiation-emitting semiconductor body, characterized by the steps: a) providing an epitaxial substrate (7), b) growing an AlGaAs layer (4, 5, 6) onto the epitaxial substrate (7) by means of liquid phase epitaxy. , the Al content in the AlGaAs layer decreasing with increasing growth thickness and the thickness of the AlGaAs layer being selected such that the Al content is not or only up to a thickness of approx. 30 nm below the transparent layer. limit for the radiation generated in the intended radiation-emitting structure; c) repeating step b) until the desired thickness of the substrate, consisting of AlGaAs layers (4, 5, 6), is reached.
23. Substrat (3) zum Aufwachsen eines strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers, d a d u r c h g ekennzeichne , dass es eine oder eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden23. Substrate (3) for growing a radiation-emitting semiconductor body, that means that it has one or a plurality of successive ones
AlGaAs-Schichten (4,5,6) aufweist, die mittels Flüssigphasenepitaxie oder einem gleichgearteten Verfahren hergestellt sind, die im Mittel einen Al-Gehalt aufweisen, bei dem AlGaAs für eine im strahlungsemittierenden Halb- leiterkörper erzeugte Strahlung durchlässig ist, und in der jede AlGaAs-Schicht ausgehend von einer einer ersten Hauptfläche des Substrats (3) zugewandten Seite in Richtung zu einer einer der ersten Hauptfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptfläche des Substrats (3) zugewandten Seite hin einen sinkenden Al-Gehalt aufweist, wobei in ihr der Al-Gehalt nicht oder nur bis zu einer Dicke von ca. 30nm unterhalb der Transparenzgrenze für die erzeugte Strahlung liegt. AlGaAs layers (4,5,6), which are produced by means of liquid phase epitaxy or a similar method, which on average have an Al content in which AlGaAs is transparent to radiation generated in the radiation-emitting semiconductor body, and in which each AlGaAs layer, starting from a side facing a first main surface of the substrate (3) towards a side facing a second main surface of the substrate (3) opposite the first main surface, has a decreasing Al content, the Al content not in it or only up to a thickness of approx. 30 nm below the transparency limit for the radiation generated.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7283577B2 (en) 2004-11-30 2007-10-16 Osram Opto Semiconductor Gmbh Radiation-emitting semiconductor component

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112740B4 (en) * 2013-11-19 2021-03-18 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Radiation-emitting semiconductor component
US9306115B1 (en) * 2015-02-10 2016-04-05 Epistar Corporation Light-emitting device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372794A1 (en) * 1988-12-05 1990-06-13 AT&T Corp. Crystal growth method and crucible therefor
EP0420691A2 (en) * 1989-09-28 1991-04-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same
DE19531762A1 (en) * 1994-08-30 1996-03-07 Showa Denko Kk Semiconductor light emitting diode
WO1998006133A2 (en) * 1996-08-07 1998-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Process for manufacturing an infrared-emitting luminescent diode
US5856682A (en) * 1995-05-26 1999-01-05 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light-emitting device and method for producing the same
US6057562A (en) * 1997-04-18 2000-05-02 Epistar Corp. High efficiency light emitting diode with distributed Bragg reflector

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3959434B2 (en) * 1995-08-29 2007-08-15 昭和電工株式会社 Light emitting diode element
DE19630689C1 (en) * 1996-07-30 1998-01-15 Telefunken Microelectron Semiconductor device and manufacturing method
US6201264B1 (en) * 1999-01-14 2001-03-13 Lumileds Lighting, U.S., Llc Advanced semiconductor devices fabricated with passivated high aluminum content III-V materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0372794A1 (en) * 1988-12-05 1990-06-13 AT&T Corp. Crystal growth method and crucible therefor
EP0420691A2 (en) * 1989-09-28 1991-04-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same
DE19531762A1 (en) * 1994-08-30 1996-03-07 Showa Denko Kk Semiconductor light emitting diode
US5856682A (en) * 1995-05-26 1999-01-05 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light-emitting device and method for producing the same
WO1998006133A2 (en) * 1996-08-07 1998-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Process for manufacturing an infrared-emitting luminescent diode
US6057562A (en) * 1997-04-18 2000-05-02 Epistar Corp. High efficiency light emitting diode with distributed Bragg reflector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOHAMA Y ET AL: "0.85um bottom-emitting VCSEL arrays grown on AlGaAs substrates", ELECTRONICS LETTERS, 1994, vol. 30, pages 1406 - 1407, XP006000920, ISSN: 0013-5194 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7283577B2 (en) 2004-11-30 2007-10-16 Osram Opto Semiconductor Gmbh Radiation-emitting semiconductor component

Also Published As

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