WO2012140257A1 - Polarisierte strahlung emittierender halbleiterchip - Google Patents

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WO2012140257A1
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radiation
semiconductor chip
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emitting semiconductor
polarization
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Hans Lindberg
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector

Definitions

  • Polarized radiation emitting semiconductor chip Radiation emitting semiconductor chips are advantageous light sources because of their compact size and efficiency.
  • US 2008/0035944 describes radiation-emitting semiconductor chips which emit polarized radiation. Furthermore, it is described that the radiation component, which can not be coupled out of the semiconductor chip due to its polarization, at least partially passes through in the semiconductor chip
  • Specify radiation-emitting semiconductor chip which efficiently generates polarized radiation.
  • This task is emitted by a radiation
  • the radiation comprises
  • the unpolarized radiation having a first radiation component of a first polarization and a second radiation component of a second polarization
  • the radiation-emitting comprises
  • Delay plate or polarizing filter acts and an increase of the one radiation component compared to the other radiation component in the semiconductor chip by a
  • Auskoppelseite emitted radiation causes, so that the semiconductor chip emits polarized radiation having the polarization of the amplified radiation component, wherein the attenuated radiation component remains in the semiconductor chip.
  • the radiation-emitting semiconductor chip comprises an optical structure which the
  • the radiation fraction remaining in the semiconductor chip which can not be coupled out of the semiconductor chip due to its polarization, can be recovered by changing the polarization by means of the optical structure.
  • Semiconductor chips comprise the grid structure, which serves to increase the one radiation component with respect to the other
  • Auskoppelseite emitted radiation is provided, a plurality of alternately arranged first grating areas of a first Material and second grid areas of a second material.
  • the grating regions of the same material are spaced from one another by a distance which is smaller than a wavelength of the radiation generated by the active zone.
  • the distance is chosen so that the
  • the lattice structure loses its diffraction properties. As a result, the lattice structure behaves like a homogeneous medium with a uniform refractive index.
  • the first and second grid areas are strip-shaped and arranged parallel to one another. The width of the first and second grid areas should be a fraction of the distance in which the grid areas of the same material follow one another.
  • the grid structure acts as a retardation plate.
  • Lattice structure here a birefringent medium.
  • the radiation component which is parallel to the
  • the first experiences is polarized strip-shaped grating areas, a different effective refractive index than the radiation fraction which is polarized perpendicular to the strip-shaped grid areas.
  • the first experiences are polarized strip-shaped grating areas, a different effective refractive index than the radiation fraction which is polarized perpendicular to the strip-shaped grid areas.
  • Grid structure a different phase shift than the second radiation component.
  • Grid structure be chosen so that the first
  • the total phase shift is taken into account, which reflects the radiation emitted by the active zone and reflected at the back between the active zone and the back
  • the distance between the active zone and the reflective back is in particular such
  • the distance is set such that the first
  • the perpendicularly polarized radiation component is emitted in the vertical direction, that is to say perpendicular to the outcoupling side, while the parallel polarized radiation component
  • Radiation component radiates in a horizontal direction, that is parallel to the decoupling side.
  • the semiconductor chip emits perpendicularly polarized radiation.
  • the first or second grating regions of the grating structure acting as a retardation plate are formed from a material permeable to the radiation generated in the active zone.
  • the first or second grating regions may be formed of SiO 2, GaAs AlGaAs, InGaAlP or GaN.
  • the first grating regions are produced by etching a surface of the semiconductor body, so that they are formed from the semiconductor material of the semiconductor body.
  • the second grid areas are gas-filled, in particular air-filled, spaces between the first grid areas.
  • Another transparent filling material for example a TCO (Transparent Conductive Oxide, transparent conductive oxide), is also conceivable for the second grid regions.
  • the grid structure acts as a polarization filter.
  • the first contain or exist
  • Grid areas of the grid structure made of a metal may be, for example, gas-filled, in particular air-filled, spaces between the first grid areas.
  • the radiation component is polarized in parallel is reflected, while the radiation component which is polarized perpendicular, is transmitted.
  • the first radiation component can in particular be polarized vertically, while the second radiation component
  • the optical structure is at this
  • the optical structure is designed here as a retardation plate.
  • the parallel polarized radiation component is reflected by the grating structure, while the perpendicular
  • the perpendicularly polarized radiation component constructively interferes. If the perpendicularly polarized radiation component is to be amplified, in particular the distance between the active zone and the reflective rear side is adjusted such that the perpendicularly polarized radiation component is constructive
  • the grid structure is preferably at the
  • Grid structure can be contacted directly from the outside electrically, for example by means of a contact wire.
  • the optical structure which is provided for changing the polarization of the radiation component remaining in the semiconductor chip may, like the grid structure, be a retardation plate. Furthermore, the optical structure may be a randomly roughened structure or else a predetermined structure. The optical structure is particularly within the
  • the optical structure has structured regions which extend in a plane which is arranged parallel to a plane in which the lattice structure extends, wherein the
  • Lattice structure run.
  • the structured areas are therefore not arranged parallel to the grid areas.
  • the structured areas include an angle greater than 0 ° and less than 90 ° with the grid areas.
  • the angle is 45 °.
  • the structured regions are at least partially parallel
  • Retarder plate like a birefringent medium with alternately arranged structured areas
  • the structured regions may be depressions which are introduced into a semiconductor layer of the semiconductor body.
  • the depressions can be gas-filled, in particular air-filled.
  • the optical structure has structured regions with oblique
  • the radiation component undergoes in particular a rotation of the polarization by 90 °.
  • the structured regions are formed as prisms or pyramids. These can be etched into a semiconductor layer of the semiconductor chip, for example.
  • the reflective backside is provided with the optical structure.
  • a back surface of the optical structure for example, in this case, a back surface of the
  • Semiconductor body are provided with the optical structure and coated with a reflective layer, so that is formed as a result of a reflective back with an optical structure.
  • FIG. 1A shows, in a schematic cross-sectional view, a first exemplary embodiment of the method described here
  • FIG. 1B shows a perspective enlarged view of the lattice structure contained in FIG. 1A.
  • FIG. 2A and 2B are graphs showing values for the effective refractive index and the thickness of a lattice structure.
  • FIG. 3A shows, in a schematic cross-sectional view, a second exemplary embodiment of the invention described here
  • FIG. 3B shows a schematic plan view of the lattice structure contained in FIG. 3A.
  • FIG. 4 shows, in a schematic cross-sectional view, a third exemplary embodiment of the invention described here
  • Figures 5A and 5B, 6, 7, 8A and 8B show others
  • the illustrated in Figure 1A first embodiment of a radiation-emitting semiconductor chip 1 has a
  • Semiconductor material can be based on nitride or arsenide
  • the semiconductor chip 1 is a thin-film semiconductor chip, that is one for producing the
  • Semiconductor body 2 used growth substrate is detached or at least heavily thinned.
  • the semiconductor body 2 has an active zone 3.
  • the active zone 3 comprises a pn junction, which is formed in the simplest case of a p-type and an n-type semiconductor layer, the
  • the p-type semiconductor layer is preferably immediately adjacent.
  • the n-type semiconductor layer is preferably, between the p-type and the n-type semiconductor layer, the
  • the quantum layer can be used as a single quantum well structure (SQW,
  • Single quantum well or multiple quantum well structure (MQW, multiple quantum well) or as quantum wire or
  • the active zone 3 emits unpolarized radiation with a first one
  • Radiation component Sl of a first polarization and with a second radiation component S2 of a second polarization.
  • the semiconductor chip 1 has a lattice structure 4.
  • Embodiment acts the grid structure 4 as
  • Retardation plate This may be for the first
  • the lattice structure 4 is arranged between the active zone 3 and a reflective back 7.
  • the radiation components emitted in the direction of the reflective rear side 7 thus pass through the grid structure 4 twice before they reach the coupling-out side 6.
  • reflective back 7 is set such that caused by the distance d and the grating structure 4 total phase shift in the one radiation component Sl, S2 to constructive interference and the other
  • Radiation portion S2, Sl leads to destructive interference, so that the one radiation component Sl, S2 amplified and the other radiation component S2, Sl is attenuated.
  • the lattice structure 4 is a ⁇ / 4 plate, which in the first radiation portion Sl to a
  • Phase shift of ⁇ leads.
  • the distance d is set such that the first radiation component Sl is amplified and the second radiation component S2 is attenuated. Furthermore, the first radiation component Sl
  • Radiation portion S2 in particular polarized in parallel and has a main radiation direction in the horizontal direction, that is parallel to the outcoupling 6.
  • the radiation S emitted from the semiconductor chip 1 is polarized substantially perpendicular.
  • the optical structure 5 is a randomly roughened structure.
  • the optical structure 5 can be
  • Such an optical structure 5 can be as shown within the semiconductor chip 1 or on a surface of the
  • FIGS. 1B, 2A and 2b In connection with FIGS. 1B, 2A and 2b, FIGS.
  • the lattice structure 4 has a plurality of alternately arranged first lattice regions 4a and second lattice regions 4b.
  • the first grid regions 4a are formed of a different material than the second grid regions 4b and have a different refractive index.
  • Both grating areas 4a, 4b advantageously contain a radiation-permeable material.
  • the first grid regions 4 a are made of the semiconductor material of the
  • the second grid regions 4b are gaps between the first grid regions 4b and may be gas filled,
  • radiation-transparent oxide such as SiO 2 or a TCO included.
  • the first grid regions 4a are formed strip-shaped.
  • a distance a between two consecutive first grating regions 4a is smaller than a wavelength of the radiation emitted by the active zone 3.
  • a width b of the first grating regions 4 a is smaller than the wavelength of the of the active zone 3 emitted radiation.
  • a characteristic of the illustrated grid structure 4 is that radiation which is parallel to the grid areas 4a, 4b
  • the grid structure 4 has
  • Embodiment of Figure 2A are the first
  • Grating regions formed of GaAs with a refractive index of 3.5.
  • the second grid areas are air-filled
  • Refractive index ne the refractive index of the first
  • the effective refractive index ne corresponds to the refractive index of the second grating regions, namely the
  • the two values nopt for the effective refractive indices ne are used to calculate a suitable thickness for the grating structure.
  • the graph in FIG. 2B shows calculated values for the
  • Thickness h of the lattice structure as a function of the size C.
  • FIG. 3A a second exemplary embodiment of a
  • the grating structure 4 acts as a polarization filter.
  • one radiation component S1, S2 is transmitted to the grating structure 4 and the other radiation component S2, S1
  • Grid structure 4 first grid areas 4a, which contain or consist of a metal.
  • the first grid regions 4a may be formed of gold.
  • the second grid regions 4b are gaps between the first grid regions 4a and are gas-filled, in particular
  • the first grid areas 4a are strip-shaped.
  • Grid areas 4a becomes the radiation portion S2, which is parallel polarized, reflected, while the radiation component Sl, which is polarized perpendicular, is transmitted.
  • the distance is
  • first grating regions 4a advantageously 200 nm between the first grating regions 4a.
  • An advantageous width of the first grating regions 4a is 60 nm in this case.
  • the lattice structure 4 is on an outcoupling side
  • the optical structure 5 is arranged on one of the lattice structure 4 opposite side of the active zone 3.
  • the optical structure 5 may be arranged between the outcoupling-side surface 10 of the semiconductor body 2 and the grid structure 4.
  • the optical structure 5 is formed in the manner of a retardation plate arranged alternately with a birefringent medium
  • the structured regions are in particular strip-shaped.
  • structured regions furthermore advantageously extend in a plane which is arranged parallel to a plane in which the lattice structure 4 extends, wherein the structured regions extend transversely to the lattice regions 4a and with this an angle greater than 0 ° and less than 90 ° °, preferably of 45 °.
  • the polarization of the parallel polarized radiation component S2 reflected at the grating structure 4 can be rotated in particular by 90 °.
  • the radiation component with the rotated polarization is then polarized vertically and can decouple from the semiconductor chip 1.
  • the lattice structure 4 of the second exemplary embodiment arranged on a coupling-out surface 10 also serves as a contact structure.
  • FIG. 3B shows in plan view of the semiconductor chip, the grid structure 4 is provided with a contact pad 8 and contact arms 9, which connect the first grid areas 4a to one another. By means of the contact arms 9, the first grid regions 4 a can be supplied with power and the current over the entire
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor chip 1
  • the optical structure 5 has jagged
  • FIG. 5A shows a further exemplary embodiment of an optical structure 5 in plan view of the semiconductor chip 1.
  • the structured regions 5a are recesses, in particular in the form of elongated trenches, which run parallel to one another.
  • the recesses are preferably etched into a rear-side surface of the semiconductor body 2 (see FIG. 5B).
  • the structured regions 5a extend in a plane that is parallel to a plane in which the lattice structure 4 extends, wherein the structured regions 5a extend transversely to the grating regions 4a and enclose with them an angle greater than 0 ° and less than 90 °, preferably 45 °.
  • the structured regions 5a point at this
  • the optical structure 5 has a plurality of parallel structured regions 5a of a first orientation and a plurality of parallel structured regions 5a of a second orientation.
  • structured regions 5a of the first orientation extend transversely, in particular perpendicular, to the structured regions 5a of the second orientation.
  • the first grating regions 4a enclose an angle greater than 0 ° and less than 90 °, preferably 45 °, both with the structured regions 5a of the first orientation and with the structured regions 5a of the second orientation.
  • structured areas 5a are as depressions
  • FIG. 8A shows a further exemplary embodiment of an optical structure 5 in a top view of the semiconductor chip.
  • the side view is shown in FIG. 8B for this purpose.
  • the optical structure 5 has structured regions 5a, which are formed as prisms.
  • the prisms are formed as prisms.
  • Prisms are etched into the semiconductor body.
  • the prisms are arranged parallel to each other. Furthermore, the prisms are transverse to the grid areas of
  • Grid structure (not shown) and close with these the angle greater than 0 ° and less than 90 °, preferably of 45 °, (see Figure 8A).
  • the prisms have oblique side surfaces 11 (see Figure 2B). These run at an angle ß greater than 0 ° and smaller than 90 °,
  • the polarization of the impinging radiation component S2 can be rotated by reflection at two opposite side surfaces 11 of two adjacent structured regions 5a.
  • the parallel polarized radiation is converted by the optical structure 5 into perpendicularly polarized radiation.
  • Embodiments of an optical structure can each be combined with the various embodiments of a grid structure. Furthermore, the invention is not limited by the description based on the embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, in particular each

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Abstract

Es wird ein Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) angegeben umfassend einen Halbleiterkörper (2) mit einer aktiven Zone (3), die unpolarisierte Strahlung mit einem ersten Strahlungsanteil (S1) einer ersten Polarisation und mit einem zweiten Strahlungsanteil (S2) einer zweiten Polarisation emittiert, eine Gitterstruktur (4), die als Verzögerungsplatte oder Polarisationsfilter wirkt und eine Erhöhung des einen Strahlungsanteils (S1, S2) gegenüber dem anderen Strahlungsanteil (S2, S1) in der vom Halbleiterchip (1) durch eine Auskoppelseite (6) emittierten Strahlung (S) bewirkt, so dass der Halbleiterchip (1) polarisierte Strahlung (S) emittiert, welche die Polarisation des verstärkten Strahlungsanteils (S1, S2) aufweist, wobei der abgeschwächte Strahlungsanteil (S2, S1) im Halbleiterchip (1) verbleibt, eine optische Struktur (5), welche die Polarisation zumindest eines Teils des im Halbleiterchip (1) verbleibenden abgeschwächten Strahlungsanteils (S2, S1) in die Polarisation des verstärkten Strahlungsanteils (S1, S2) umwandelt, und eine der Auskoppelseite (6) gegenüber liegende, reflektierende Rückseite (7).

Description

Beschreibung
Polarisierte Strahlung emittierender Halbleiterchip Strahlung emittierende Halbleiterchips sind wegen ihrer kompakten Größe und Effizienz vorteilhafte Lichtquellen.
Allerdings ist die erzeugte Strahlung aufgrund spontaner Emission meist ungerichtet und unpolarisiert . Jedoch sind für Anwendungen wie zum Beispiel die LCD-Hinterleuchtung
Lichtquellen vorteilhaft, die polarisierte Strahlung
emittieren .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102011017196.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
In den beiden Druckschriften DE 102007062041 und
US 2008/0035944 sind Strahlung emittierende Halbleiterchips beschrieben, die polarisierte Strahlung aussenden. Weiterhin ist beschrieben, dass der Strahlungsanteil, der aufgrund seiner Polarisation nicht aus dem Halbleiterchip auskoppeln kann, im Halbleiterchip zumindest teilweise durch
Photonenrecycling wiedergewonnen wird. Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, einen
Strahlung emittierenden Halbleiterchip anzugeben, der auf effiziente Weise polarisierte Strahlung erzeugt.
Diese Aufgabe wird durch einen Strahlung emittierenden
Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Gemäß einer Aus führungs form umfasst der Strahlung
emittierende Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone, die unpolarisierte Strahlung mit einem ersten Strahlungsanteil einer ersten Polarisation und mit einem zweiten Strahlungsanteil einer zweiten Polarisation
emittiert. Weiterhin umfasst der Strahlung emittierende
Halbleiterchip eine Gitterstruktur, die als
Verzögerungsplatte oder Polarisationsfilter wirkt und eine Erhöhung des einen Strahlungsanteils gegenüber dem anderen Strahlungsanteil in der vom Halbleiterchip durch eine
Auskoppelseite emittierten Strahlung bewirkt, so dass der Halbleiterchip polarisierte Strahlung emittiert, welche die Polarisation des verstärkten Strahlungsanteils aufweist, wobei der abgeschwächte Strahlungsanteil im Halbleiterchip verbleibt. Darüber hinaus umfasst der Strahlung emittierende Halbleiterchip eine optische Struktur, welche die
Polarisation zumindest eines Teils des im Halbleiterchip verbleibenden abgeschwächten Strahlungsanteils in die
Polarisation des verstärkten Strahlungsanteils umwandelt. Der Auskoppelseite gegenüber liegend ist weiterhin eine
reflektierende Rückseite angeordnet.
Zusätzlich zu Absorptions-und Reemissionsprozessen in der aktiven Zone kann also der im Halbleiterchip verbleibende Strahlungsanteil, der aufgrund seiner Polarisation nicht aus dem Halbleiterchip auskoppeln kann, durch die Änderung der Polarisation mittels der optischen Struktur wiedergewonnen werden .
Bei einer Ausgestaltung des Strahlung emittierenden
Halbleiterchips umfasst die Gitterstruktur, die zur Erhöhung des einen Strahlungsanteils gegenüber dem anderen
Strahlungsanteil in der vom Halbleiterchip durch eine
Auskoppelseite emittierten Strahlung vorgesehen ist, mehrere abwechselnd angeordnete erste Gitterbereiche eines ersten Materials und zweite Gitterbereiche eines zweiten Materials. Insbesondere weisen die Gitterbereiche gleichen Materials einen Abstand voneinander auf, der kleiner ist als eine Wellenlänge der von der aktiven Zone erzeugten Strahlung. Vorzugsweise ist der Abstand so gewählt, dass die
Gitterstruktur ihre Beugungseigenschaften verliert. Dadurch verhält sich die Gitterstruktur wie ein homogenes Medium mit einem einheitlichen Brechungsindex. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die ersten und zweiten Gitterbereiche streifenförmig ausgebildet und parallel zueinander angeordnet. Die Breite der ersten und zweiten Gitterbereiche sollte einen Bruchteil des Abstands ausmachen, in welchem die Gitterbereiche gleichen Materials aufeinander folgen. Derart kleine Strukturen können
beispielsweise durch lithographische Techniken wie die holographische Lithographie oder ein Nanoimprint-Verfahren hergestellt werden. Gemäß einer ersten Variante wirkt die Gitterstruktur als Verzögerungsplatte. Insbesondere entspricht die
Gitterstruktur hierbei einem doppelbrechenden Medium. Dabei erfährt der Strahlungsanteil, der parallel zu den
streifenförmigen Gitterbereichen polarisiert ist, einen anderen effektiven Brechungsindex als der Strahlungsanteil, der senkrecht zu den streifenförmigen Gitterbereichen polarisiert ist. Vorzugsweise erfährt der erste
Strahlungsanteil bei einer Transmission durch die
Gitterstruktur eine andere Phasenverschiebung als der zweite Strahlungsanteil. Beispielsweise kann die Dicke der
Gitterstruktur so gewählt sein, dass der erste
Strahlungsanteil bei zweimaligem Hindurchtreten durch die Verzögerungsplatte eine Phasenverschiebung von Π (Pi) erfährt, während der zweite Strahlungsanteil eine von Π verschiedene Phasenverschiebung erfährt.
Vorzugsweise ist die als Verzögerungsplatte wirkende
Gitterstruktur zwischen der aktiven Zone und der
reflektierenden Rückseite des Halbleiterchips angeordnet. Bei der Einstellung eines geeigneten Abstands zwischen der aktiven Zone und der reflektierenden Rückseite wird die gesamte Phasenverschiebung berücksichtigt, welche die von der aktiven Zone emittierte und an der Rückseite reflektierte Strahlung zwischen der aktiven Zone und der Rückseite
erfährt. Der Abstand zwischen der aktiven Zone und der reflektierenden Rückseite ist insbesondere derart
eingestellt, dass durch Interferenz von Strahlung gleicher Polarisation der eine Strahlungsanteil verstärkt und der andere Strahlungsanteil abgeschwächt wird. Beispielsweise ist der Abstand derart eingestellt, dass der erste
Strahlungsanteil bei einer Phasenverschiebung von Π
konstruktiv interferiert, während der zweite Strahlungsanteil destruktiv interferiert.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist der erste
Strahlungsanteil senkrecht zu den streifenförmigen
Gitterbereichen polarisiert. Weiterhin ist der zweite
Strahlungsanteil parallel zu den streifenförmigen
Gitterbereichen polarisiert.
Mit Vorteil wird der senkrecht polarisierte Strahlungsanteil in senkrechter Richtung abgestrahlt, das heißt senkrecht zur Auskoppelseite, während der parallel polarisierte
Strahlungsanteil in horizontaler Richtung abstrahlt, das heißt parallel zur Auskoppelseite. Somit emittiert der Halbleiterchip bei dieser Variante senkrecht polarisierte Strahlung.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form sind die ersten oder zweiten Gitterbereiche der als Verzögerungsplatte wirkenden Gitterstruktur aus einem für die in der aktiven Zone erzeugte Strahlung durchlässigen Material gebildet. Beispielsweise können die ersten oder zweiten Gitterbereiche aus Si02, GaAs AlGaAs, InGaAlP oder GaN gebildet sein.
Vorzugsweise werden die ersten Gitterbereiche durch Ätzen einer Oberfläche des Halbleiterkörpers hergestellt, so dass diese aus dem Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers gebildet sind. Die zweiten Gitterbereiche sind gasgefüllte, insbesondere luftgefüllte, Zwischenräume zwischen den ersten Gitterbereichen. Für die zweiten Gitterbereiche ist auch ein anderes transparentes Füllmaterial, beispielsweise ein TCO (Transparent Conductive Oxide, transparentes leitendes Oxid) , denkbar .
Gemäß einer zweiten Variante wirkt die Gitterstruktur als Polarisationsfilter. Vorzugsweise wird der eine
Strahlungsanteil an der als Polarisationsfilter wirkenden Gitterstruktur transmittiert und der andere Strahlungsanteil reflektiert.
Insbesondere enthalten oder bestehen die ersten
Gitterbereiche der Gitterstruktur aus einem Metall. Die zweiten Gitterbereiche können beispielsweise gasgefüllte, insbesondere luftgefüllte, Zwischenräume zwischen den ersten Gitterbereichen sein. Mittels der streifenförmigen
Gitterbereiche, die ein Metall enthalten oder daraus
bestehen, wird der Strahlungsanteil, der parallel polarisiert ist, reflektiert, während der Strahlungsanteil, der senkrecht polarisiert ist, transmittiert wird.
Der erste Strahlungsanteil kann insbesondere senkrecht polarisiert sein, während der zweite Strahlungsanteil
parallel polarisiert ist.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form ist die als
Polarisationsfilter wirkende Gitterstruktur auf einer
auskoppelseitigen Oberfläche des Halbleiterkörpers
angeordnet. Die optische Struktur ist bei dieser
Aus führungs form mit Vorteil zwischen der auskoppelseitigen Oberfläche des Halbleiterkörpers und dem Polarisationsfilter angeordnet. Insbesondere ist die optische Struktur hierbei als Verzögerungsplatte ausgebildet.
Alternativ kann die als Polarisationsfilter wirkende
Gitterstruktur auch zwischen der aktiven Zone und der
reflektierenden Rückseite angeordnet sein. Hierbei wird insbesondere der parallel polarisierte Strahlungsanteil von der Gitterstruktur reflektiert, während der senkrecht
polarisierte Strahlungsanteil transmittiert und von der reflektierenden Rückseite reflektiert wird. Soll der parallel polarisierte Strahlungsanteil verstärkt werden, wird
insbesondere der Abstand zwischen aktiver Zone und
Gitterstruktur derart eingestellt, dass der parallel
polarisierte Strahlungsanteil konstruktiv interferiert. Soll der senkrecht polarisierte Strahlungsanteil verstärkt werden, wird insbesondere der Abstand zwischen aktiver Zone und reflektierender Rückseite derart eingestellt, dass der senkrecht polarisierte Strahlungsanteil konstruktiv
interferiert . Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die als
Polarisationsfilter wirkende Gitterstruktur eine
Kontaktstruktur, welche zur Stromaufweitung dient. In diesem Fall ist die Gitterstruktur vorzugsweise an der
Auskoppelseite des Halbleiterchips angeordnet, so dass die
Gitterstruktur von außen direkt elektrisch kontaktiert werden kann, beispielsweise mittels eines Kontaktdrahtes.
Die optische Struktur, die zur Änderung der Polarisation des im Halbleiterchip verbleibenden Strahlungsanteils vorgesehen ist, kann wie die Gitterstruktur eine Verzögerungsplatte sein. Weiterhin kann die optische Struktur eine zufällig aufgeraute Struktur oder aber eine vorgegebene Struktur sein. Die optische Struktur ist insbesondere innerhalb des
Halbleiterchips zwischen der Auskoppelseite und der Rückseite angeordnet .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form weist die optische Struktur strukturierte Bereiche auf, die sich in einer Ebene erstrecken, die parallel zu einer Ebene angeordnet ist, in welcher sich die Gitterstruktur erstreckt, wobei die
strukturierten Bereiche quer zu den Gitterbereichen der
Gitterstruktur verlaufen. Die strukturierten Bereiche sind also nicht parallel zu den Gitterbereichen angeordnet. Die strukturierten Bereiche schließen mit den Gitterbereichen einen Winkel größer als 0° und kleiner als 90° ein.
Vorzugsweise beträgt der Winkel 45°. Der im Halbleiterchip verbleibende Strahlungsanteil, der von den strukturierten Bereichen reflektiert wird, erfährt hierbei insbesondere eine Drehung der Polarisation um 90°. Vorzugsweise sind die strukturierten Bereiche zumindest teilweise parallel
zueinander angeordnet. Beispielsweise kann die optische Struktur nach Art der
Verzögerungsplatte wie ein doppelbrechendes Medium mit abwechselnd angeordneten strukturierten Bereichen
verschiedener Brechungsindizes ausgebildet sein. Weiterhin können die strukturierten Bereiche Vertiefungen sein, die in eine Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers eingebracht sind. Die Vertiefungen können gasgefüllt, insbesondere luftgefüllt, sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form weist die optische Struktur strukturierte Bereiche mit schrägen
Seitenflächen auf, die mit einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90°, schräg zu einer Ebene verlaufen, in welcher sich die Gitterstruktur erstreckt. Vorzugsweise beträgt der Winkel 45°. Der im Halbleiterchip verbleibende
Strahlungsanteil erfährt bei der Reflexion an zwei gegenüber liegenden Seitenflächen zweier benachbarter strukturierter Bereiche insbesondere eine Drehung der Polarisation um 90°. Vorzugsweise sind die strukturierten Bereiche als Prismen oder Pyramiden ausgebildet. Diese können beispielsweise in eine Halbleiterschicht des Halbleiterchips geätzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die reflektierende Rückseite mit der optischen Struktur versehen. Beispielsweise kann hierbei eine rückseitige Oberfläche des
Halbleiterkörpers mit der optischen Struktur versehen und mit einer Reflexionsschicht überzogen werden, so dass infolge eine reflektierende Rückseite mit einer optischen Struktur ausgebildet ist.
Im Folgenden wird der hier beschriebene Strahlung
emittierende Halbleiterchip anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figur 1A zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht ein erstes Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen
Strahlung emittierenden Halbleiterchips. Die Figur 1B zeigt eine perspektivische vergrößerte Ansicht der in Figur 1A enthaltenen Gitterstruktur.
Die Figuren 2A und 2B zeigen Schaubilder mit Werten für den effektiven Brechungsindex und die Dicke einer Gitterstruktur. Die Figur 3A zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht ein zweites Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen
Strahlung emittierenden Halbleiterchips. Die Figur 3B zeigt eine schematische Draufsicht der in Figur 3A enthaltenen Gitterstruktur .
Die Figur 4 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht ein drittes Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen
Strahlung emittierenden Halbleiterchips. Die Figuren 5A und 5B, 6, 7, 8A und 8B zeigen weitere
Ausführungsbeispiele der hier beschriebenen optischen
Struktur .
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das in Figur 1A dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines Strahlung emittierenden Halbleiterchips 1 weist einen
Halbleiterkörper 2 auf, der mehrere aus einem
Halbleitermaterial gebildete Schichten umfasst. Das
Halbleitermaterial kann ein auf Nitrid-oder Arsenid
basierender Verbindungshalbleiter sein, was vorliegend bedeutet, dass zumindest eine Schicht AlnGamlnl-n-mN oder AlnGamlnl-n-mAs enthält, wobei 0 < n < 1, 0 < m < 1 und n+m < 1. Insbesondere ist der Halbleiterchip 1 ein Dünnfilm- Halbleiterchip, das heißt ein zur Herstellung des
Halbleiterkörpers 2 verwendetes Aufwachssubstrat ist abgelöst oder zumindest stark gedünnt.
Zur Strahlungserzeugung weist der Halbleiterkörper 2 eine aktive Zone 3 auf. Die aktive Zone 3 umfasst einen pn- Übergang, der im einfachsten Falle aus einer p-leitenden und einer n-leitenden Halbleiterschicht gebildet ist, die
unmittelbar aneinandergrenzen . Bevorzugt ist zwischen der p- leitenden und der n-leitenden Halbleiterschicht die
eigentliche Strahlung erzeugende Schicht, etwa in Form einer dotierten oder undotierten Quantenschicht, ausgebildet. Die Quantenschicht kann als Einfachquantentopfstruktur (SQW,
Single Quantum Well) oder Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, Multiple Quantum Well) oder auch als Quantendraht oder
Quantenpunktstruktur ausgeformt sein. Die aktive Zone 3 emittiert unpolarisierte Strahlung mit einem ersten
Strahlungsanteil Sl einer ersten Polarisation und mit einem zweiten Strahlungsanteil S2 einer zweiten Polarisation.
Zur Erhöhung des einen Strahlungsanteils Sl, S2 gegenüber dem anderen Strahlungsanteil S2, Sl in der vom Halbleiterchip 1 durch eine Auskoppelseite 6 emittierten Strahlung S weist der Halbleiterchip 1 eine Gitterstruktur 4 auf. Bei diesem
Ausführungsbeispiel wirkt die Gitterstruktur 4 als
Verzögerungsplatte. Hierbei kann für den ersten
Strahlungsanteil Sl bei einer Transmission durch die als Verzögerungsplatte wirkende Gitterstruktur 4 eine andere Phasenverschiebung erzielt werden als für den zweiten
Strahlungsanteil S2. Die Gitterstruktur 4 ist zwischen der aktiven Zone 3 und einer reflektierenden Rückseite 7 angeordnet. Die in Richtung der reflektierenden Rückseite 7 emittierten Strahlungsanteile passieren also die Gitterstruktur 4 zwei Mal, bevor sie zur Auskoppelseite 6 gelangen.
Ein Abstand d zwischen der aktiven Zone und der
reflektierenden Rückseite 7 ist derart eingestellt, dass die durch den Abstand d und die Gitterstruktur 4 herbeigeführte gesamte Phasenverschiebung bei dem einen Strahlungsanteil Sl, S2 zu konstruktiver Interferenz und bei dem anderen
Strahlungsanteil S2, Sl zu destruktiver Interferenz führt, so dass der eine Strahlungsanteil Sl, S2 verstärkt und der andere Strahlungsanteil S2, Sl abgeschwächt wird.
Insbesondere ist die Gitterstruktur 4 ein λ/4-Plättchen, die bei dem ersten Strahlungsanteil Sl zu einer
Phasenverschiebung von Π führt. Vorzugsweise ist der Abstand d derart eingestellt, dass der erste Strahlungsanteil Sl verstärkt und der zweite Strahlungsanteil S2 abgeschwächt wird. Weiterhin ist der erste Strahlungsanteil Sl
insbesondere senkrecht polarisiert und weist eine
Hauptabstrahlrichtung in senkrechter Richtung auf, das heißt senkrecht zur Auskoppelseite 6. Hingegen ist der zweite
Strahlungsanteil S2 insbesondere parallel polarisiert und weist eine Hauptabstrahlrichtung in horizontaler Richtung auf, das heißt parallel zur Auskoppelseite 6. Somit ist die vom Halbleiterchip 1 emittierte Strahlung S im Wesentlichen senkrecht polarisiert. Zur Änderung der Polarisation zumindest eines Teils des im Halbleiterchip 1 verbleibenden abgeschwächten
Strahlungsanteils S2, Sl in die Polarisation des verstärkten Strahlungsanteils Sl, S2 weist der Halbleiterchip 1 eine optische Struktur 5 auf. Bei dem in Figur 1A dargestellten Ausführungsbeispiel ist die optische Struktur 5 eine zufällig aufgeraute Struktur. Die optische Struktur 5 kann
beispielsweise durch Ätzen einer Halbleiterschicht des
Halbleiterkörpers 2 hergestellt werden. Eine derartige optische Struktur 5 kann sich wie dargestellt innerhalb des Halbleiterchips 1 oder aber an einer Oberfläche des
Halbleiterchips 1 befinden. Im Zusammenhang mit den Figuren 1B, 2A und 2b werden die
Eigenschaften der in Figur 1A dargestellten Gitterstruktur 4 näher erläutert.
Wie in Figur 1B dargestellt ist, weist die Gitterstruktur 4 mehrere abwechselnd angeordnete erste Gitterbereiche 4a und zweite Gitterbereiche 4b auf. Die ersten Gitterbereiche 4a sind aus einem anderen Material gebildet als die zweiten Gitterbereiche 4b und weisen einen anderen Brechungsindex auf. Beide Gitterbereiche 4a, 4b enthalten mit Vorteil ein strahlungsdurchlässiges Material. Insbesondere sind die ersten Gitterbereiche 4a aus dem Halbleitermaterial des
Halbleiterkörpers 2, beispielsweise GaN oder GaAs, gebildet. Die zweiten Gitterbereiche 4b sind Zwischenräume zwischen den ersten Gitterbereichen 4b und können gasgefüllt,
beispielsweise luftgefüllt, sein oder ein
strahlungsdurchlässiges Oxid wie Si02 oder ein TCO enthalten.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Gitterbereiche 4a streifenförmig ausgebildet. Ein Abstand a zwischen zwei aufeinander folgenden ersten Gitterbereichen 4a ist kleiner als eine Wellenlänge der von der aktiven Zone 3 emittierten Strahlung. Ebenso ist eine Breite b der ersten Gitterbereiche 4a kleiner als die Wellenlänge der von der aktiven Zone 3 emittierten Strahlung. Vorzugsweise gilt entsprechendes für die zweiten Gitterbereiche 4b. Durch den geringen Abstand a verliert die Gitterstruktur 4 ihre
Beugungseigenschaften und verhält sich wie ein homogenes Medium mit einheitlichem Brechungsindex.
Eine Eigenschaft der dargestellten Gitterstruktur 4 ist, dass Strahlung, die parallel zu den Gitterbereichen 4a, 4b
polarisiert ist, einen anderen effektiven Brechungsindex erfährt als Strahlung, die senkrecht zu den Gitterbereichen 4a, 4b polarisiert ist. Die Gitterstruktur 4 hat
doppelbrechende Eigenschaften.
In dem Schaubild der Figur 2A sind in Kurve 1 errechnete Werte für den effektiven Brechungsindex ne einer möglichen Gitterstruktur in einer Richtung parallel zu den
Gitterbereichen und in Kurve 2 errechnete Werte für den effektiven Brechungsindex ne der Gitterstruktur in einer Richtung senkrecht zu den Gitterbereichen dargestellt. Die Kurve 3 stellt die Differenz der beiden Kurven 1 und 2 dar. Die Werte für den effektiven Brechungsindex ne sind in
Abhängigkeit einer Größe C angegeben, welche das Verhältnis der Breite b eines ersten Gitterbereichs zum Abstand a zweier aufeinander folgender erster Gitterbereiche angibt. Sind die Breite b und der Abstand a gleich groß (C =0), so geht die
Gitterstruktur in ein unstrukturiertes homogenes Medium über, das aus einem einzigen Material gebildet ist. Bei dem
Ausführungsbeispiel der Figur 2A sind die ersten
Gitterbereiche aus GaAs mit einem Brechungsindex von 3.5 gebildet. Die zweiten Gitterbereiche sind luftgefüllte
Zwischenräume. Für C = 0 entspricht der effektive
Brechungsindex ne dem Brechungsindex der ersten
Gitterbereiche, das heißt dem Brechungsindex von GaAs. Für C = 1 entspricht der effektive Brechungsindex ne dem Brechungsindex der zweiten Gitterbereiche, nämlich dem
Brechungsindex von Luft. Bei C = 0.33 ergibt sich ein
maximaler Unterschied zwischen den effektiven
Brechungsindizes ne parallel und senkrecht zu den
Gitterbereichen. Die beiden Werte nopt für die effektiven Brechungsindizes ne werden der Berechnung einer geeignten Dicke für die Gitterstruktur zugrunde gelegt. Das Schaubild in Figur 2B zeigt errechnete Werte für die
Dicke h der Gitterstruktur in Abhängigkeit der Größe C. Für eine gewünschte Phasenverschiebung von Π für senkrecht polarisierte Strahlung mit einer Wellenlänge von 1000 nm ergibt sich bei C = 0.33 eine Dicke von h « 0.2 μπι.
In Figur 3A ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Strahlung emittierenden Halbleiterchips 1 dargestellt, der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Elemente
aufweist. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wirkt die Gitterstruktur 4 als Polarisationsfilter. Hierbei wird der eine Strahlungsanteil Sl, S2 an der Gitterstruktur 4 transmittiert und der andere Strahlungsanteil S2, Sl
reflektiert . Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die
Gitterstruktur 4 erste Gitterbereiche 4a auf, die ein Metall enthalten oder daraus bestehen. Insbesondere können die ersten Gitterbereiche 4a aus Gold gebildet sein. Die zweiten Gitterbereiche 4b sind Zwischenräume zwischen den ersten Gitterbereichen 4a und sind gasgefüllt, insbesondere
luftgefüllt. Die ersten Gitterbereiche 4a sind streifenförmig ausgebildet. Mittels der streifenförmigen ersten
Gitterbereiche 4a wird der Strahlungsanteil S2, der parallel polarisiert ist, reflektiert, während der Strahlungsanteil Sl, der senkrecht polarisiert ist, transmittiert wird.
Bei einer Wellenlänge von 1000 nm beträgt der Abstand
zwischen den ersten Gitterbereichen 4a vorteilhafterweise 200 nm. Eine vorteilhafte Breite der ersten Gitterbereiche 4a beträgt hierbei 60 nm.
Die Gitterstruktur 4 ist auf einer auskoppelseitigen
Oberfläche 10 des Halbleiterkörpers 2 aufgebracht. Auf einer der Gitterstruktur 4 gegenüber liegenden Seite der aktiven Zone 3 ist die optische Struktur 5 angeordnet. Alternativ kann die optische Struktur 5 zwischen der auskoppelseitigen Oberfläche 10 des Halbleiterkörpers 2 und der Gitterstruktur 4 angeordnet sein.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die optische Struktur 5 nach Art einer Verzögerungsplatte ausgebildet, die einem doppelbrechenden Medium mit abwechselnd angeordneten
strukturierten Bereichen verschiedener Brechungsindizes entspricht (nicht dargestellt) . Die strukturierten Bereiche sind insbesondere streifenförmig ausgebildet. Die
strukturierten Bereiche erstrecken sich weiterhin mit Vorteil in einer Ebene, die parallel zu einer Ebene angeordnet ist, in welcher sich die Gitterstruktur 4 erstreckt, wobei die strukturierten Bereiche quer zu den Gitterbereichen 4a verlaufen und mit diesen einen Winkel größer als 0° und kleiner als 90°, vorzugsweise von 45°, einschließen.
Hierdurch kann die Polarisation des an der Gitterstruktur 4 reflektierten parallel polarisierten Strahlungsanteils S2 insbesondere um 90° gedreht werden. Der Strahlungsanteil mit der gedrehten Polarisation ist dann senkrecht polarisiert und kann aus dem Halbleiterchip 1 auskoppeln. Die auf einer auskoppelseitigen Oberfläche 10 angeordnete Gitterstruktur 4 des zweiten Ausführungsbeispiels dient zugleich als Kontaktstruktur. Wie die Figur 3B in Draufsicht auf den Halbleiterchip zeigt, ist die Gitterstruktur 4 mit einem Kontaktpad 8 und Kontaktarmen 9 versehen, welche die ersten Gitterbereiche 4a miteinander verbinden. Mittels der Kontaktarme 9 können die ersten Gitterbereiche 4a mit Strom versorgt werden und den Strom über die gesamte
auskoppelseitige Oberfläche verteilen.
Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Strahlung emittierenden Halbleiterchips 1. Hierbei ist die
reflektierende Rückseite 7 mit der optischen Struktur 5 versehen. Die optische Struktur 5 weist zackenartige
strukturierte Bereiche 5a auf, die dazu geeignet sind, die Polarisation des auftreffenden zweiten Strahlungsanteils S2, der an der Gitterstruktur 4 reflektiert wird, zumindest teilweise in die Polarisation des ersten Strahlungsanteils Sl umzuwandeln, so dass eine Auskopplung aus dem Halbleiterchip 1 möglich ist. Zur Herstellung der optischen Struktur 5 kann eine rückseitige Oberfläche des Halbleiterkörpers 2
strukturiert und mit einer reflektierenden Beschichtung versehen werden. In Figur 5A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Struktur 5 in Draufsicht auf den Halbleiterchip 1 gezeigt. Die strukturierten Bereiche 5a sind Vertiefungen, insbesondere in Form von langgestreckten Gräben, die parallel zueinander verlaufen. Vorzugsweise sind die Vertiefungen in eine rückseitige Oberfläche des Halbleiterkörpers 2 geätzt (vgl. Figur 5B) . Die strukturierten Bereiche 5a erstrecken sich in einer Ebene, die parallel zu einer Ebene angeordnet ist, in welcher sich die Gitterstruktur 4 erstreckt, wobei die strukturierten Bereiche 5a quer zu den Gitterbereichen 4a verlaufen und mit diesen einen Winkel größer als 0° und kleiner als 90°, vorzugsweise von 45°, einschließen. Die strukturierten Bereiche 5a weisen bei diesem
Ausführungsbeispiel geneigte Seitenflächen 11 auf, wobei die Seitenflächen 11 schräg zu der Ebene verlaufen, in welcher sich die Gitterstruktur 4 erstreckt.
Weitere Ausführungsbeispiele einer optischen Struktur 5 zeigen die Figuren 6 und 7 in Draufsicht auf den
Halbleiterchip. Hierbei weist die optische Struktur 5 mehrere parallel verlaufende strukturierte Bereiche 5a einer ersten Orientierung und mehrere parallel verlaufende strukturierte Bereiche 5a einer zweiten Orientierung auf. Die
strukturierten Bereiche 5a der ersten Orientierung verlaufen quer, insbesondere senkrecht, zu den strukturierten Bereichen 5a der zweiten Orientierung. Die ersten Gitterbereiche 4a schließen sowohl mit den strukturierten Bereiche 5a der ersten Orientierung als auch mit den strukturierten Bereichen 5a der zweiten Orientierung einen Winkel größer als 0° und kleiner als 90°, vorzugsweise von 45°, ein. Die
strukturierten Bereiche 5a sind als Vertiefungen,
insbesondere in Form von langgestreckten Gräben, ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 weisen die
Vertiefungen Unterbrechungen auf. Durch die Unterbrechungen der Vertiefungen der ersten Orientierung hindurch verlaufen die Vertiefungen der zweiten Orientierung. Bei dem
Ausführungsbeispiel der Figur 7 sind die Vertiefungen
durchgezogen, so dass sich die Vertiefungen der ersten
Orientierung und die Vertiefungen der zweiten Orientierung schneiden . Figur 8A zeigt in Draufsicht auf den Halbleiterchip ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Struktur 5. In Figur 8B ist hierzu die Seitenansicht dargestellt. Die optische Struktur 5 weist strukturierte Bereiche 5a auf, die als Prismen ausgebildet sind. Beispielsweise können die
Prismen in den Halbleiterkörper geätzt werden.
Die Prismen sind parallel zueinander angeordnet. Ferner verlaufen die Prismen quer zu den Gitterbereichen der
Gitterstruktur (nicht dargestellt) und schließen mit diesen den Winkel größer als 0° und kleiner als 90°, vorzugsweise von 45°, ein (vgl. Figur 8A) . Die Prismen weisen schräge Seitenflächen 11 auf (vgl. Figur 2B) . Diese verlaufen in einem Winkel ß größer als 0° und kleiner als 90°,
vorzugsweise von 45°, schräg zu einer Ebene, in welcher sich die Gitterstruktur erstreckt. Vorteilhafterweise kann die Polarisation des auftreffenden Strahlungsanteils S2 durch Reflexion an zwei gegenüber liegenden Seitenflächen 11 zweier benachbarter strukturierter Bereiche 5a gedreht werden.
Insbesondere wird die parallel polarisierte Strahlung durch die optische Struktur 5 in senkrecht polarisierte Strahlung umgewandelt .
Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen
Ausführungsbeispiele einer optischen Struktur jeweils mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen einer Gitterstruktur kombiniert werden können. Weiterhin ist die Erfindung nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede
Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) umfassend
- einen Halbleiterkörper (2) mit einer aktiven Zone (3), die unpolarisierte Strahlung mit einem ersten Strahlungsanteil
(Sl) einer ersten Polarisation und mit einem zweiten
Strahlungsanteil (S2) einer zweiten Polarisation emittiert,
- eine Gitterstruktur (4), die als Verzögerungsplatte oder Polarisationsfilter wirkt und eine Erhöhung des einen
Strahlungsanteils (Sl, S2) gegenüber dem anderen
Strahlungsanteil (S2, Sl) in der vom Halbleiterchip (1) durch eine Auskoppelseite (6) emittierten Strahlung (S) bewirkt, so dass der Halbleiterchip (1) polarisierte Strahlung (S) emittiert, welche die Polarisation des verstärkten
Strahlungsanteils (Sl, S2) aufweist, wobei der abgeschwächte Strahlungsanteil (S2, Sl) im Halbleiterchip (1) verbleibt,
- eine optische Struktur (5), welche die Polarisation
zumindest eines Teils des im Halbleiterchip (1) verbleibenden abgeschwächten Strahlungsanteils (S2, Sl) in die Polarisation des verstärkten Strahlungsanteils (Sl, S2) umwandelt, und
- eine der Auskoppelseite (6) gegenüber liegende,
reflektierende Rückseite (7) .
2. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 1, wobei die Gitterstruktur (4) mehrere abwechselnd
angeordnete erste Gitterbereiche (4a) eines ersten Materials und zweite Gitterbereiche (4b) eines zweiten Materials umfasst, und die Gitterbereiche (4) gleichen Materials einen Abstand (a) voneinander aufweisen, der kleiner ist als eine Wellenlänge der von der aktiven Zone (3) erzeugten Strahlung.
3. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Gitterbereiche (4a, 4b) streifenförmig ausgebildet und parallel zueinander angeordnet sind .
4. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die ersten oder zweiten Gitterbereiche (4a, 4b) der als Verzögerungsplatte wirkenden Gitterstruktur (4) aus einem für die in der aktiven Zone (3) erzeugte Strahlung durchlässigen Material, insbesondere Si02, GaAs, AlGaAs, InGaAlP oder GaN, gebildet sind.
5. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Strahlungsanteil (Sl) bei einer Transmission durch die als Verzögerungsplatte wirkende Gitterstruktur (4) eine andere Phasenverschiebung erfährt als der zweite Strahlungsanteil (S2) .
6. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 5, wobei die als Verzögerungsplatte wirkende Gitterstruktur (4) zwischen der aktiven Zone (3) und der reflektierenden Rückseite (7) des Halbleiterchips (1) angeordnet ist, und ein Abstand (d) zwischen der aktiven Zone (3) und der
reflektierenden Rückseite (7) derart eingestellt ist, dass durch Interferenz von Strahlung gleicher Polarisation der eine Strahlungsanteil (Sl, S2) verstärkt und der andere
Strahlungsanteil (S2, Sl) abgeschwächt wird.
7. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die ersten Gitterbereiche (4a) der als
Polarisationsfilter wirkenden Gitterstruktur (4) ein Metall enthalten oder daraus bestehen.
8. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 7, wobei der eine Strahlungsanteil (Sl, S2) an der als Polarisationsfilter wirkenden Gitterstruktur (4) transmittiert und der andere Strahlungsanteil (S2, Sl) reflektiert wird.
9. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die als Polarisationsfilter wirkende
Gitterstruktur (4) auf einer auskoppelseitigen Oberfläche (10) des Halbleiterkörpers (2) angeordnet ist.
10. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Gitterstruktur (4) eine
Kontaktstruktur ist, welche zur Stromaufweitung dient.
11. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die optische Struktur (5)
strukturierte Bereiche (5a) aufweist, die sich in einer Ebene erstrecken, die parallel zu einer Ebene angeordnet ist, in welcher sich die Gitterstruktur (4) erstreckt, wobei die strukturierten Bereiche (4a) quer zu den Gitterbereichen (5a) verlaufen und mit diesen einen Winkel ( ) größer als 0° und kleiner als 90°, vorzugsweise von 45°, einschließen.
12. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 11, wobei die strukturierten Bereiche (5a) zumindest
teilweise parallel zueinander angeordnet sind.
13. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Struktur (5) strukturierte Bereiche (5a) mit schrägen Seitenflächen (11) aufweist, die mit einem Winkel (ß) größer als 0° und kleiner als 90°, vorzugsweise von 45°, schräg zu einer Ebene
verlaufen, in welcher sich die Gitterstruktur (4) erstreckt.
14. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach Anspruch 13, wobei die strukturierten Bereiche (5a) als Prismen oder Pyramiden ausgebildet sind.
15. Strahlung emittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reflektierende Rückseite (7) mit der optischen Struktur (5) versehen ist.
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