WO2014202378A1 - Lichtemittierende anordnung mit einem träger - Google Patents

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WO2014202378A1
WO2014202378A1 PCT/EP2014/061432 EP2014061432W WO2014202378A1 WO 2014202378 A1 WO2014202378 A1 WO 2014202378A1 EP 2014061432 W EP2014061432 W EP 2014061432W WO 2014202378 A1 WO2014202378 A1 WO 2014202378A1
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core
carrier
mirror
contact layer
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PCT/EP2014/061432
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Jelena Ristic
Martin Strassburg
Alfred Lell
Uwe Strauss
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01S5/18344—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] characterized by the mesa, e.g. dimensions or shape of the mesa
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    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
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    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity

Definitions

  • the invention relates to a device with a carrier according to claim 1, an array having a plurality of arrangements according to claim 12 and a method for producing an arrangement according to claim 15.
  • This patent application claims the priority of German patent application 10 2013 211 707.8, the The disclosure is hereby incorporated by reference.
  • US 2009/0068411 A1 discloses an arrangement with nanorods which have an active zone for generating light.
  • the object of the invention is to provide an improved ⁇ order to provide an improved array, and an improved procedural ⁇ ren for producing an arrangement with an elongated
  • the object of the invention is achieved by the arrangement according to claim 1, the array according to claim 12 and the method according to claim 15.
  • An advantage of the arrangement described is that due to the selected structure, a high light output is generated, which is additionally amplified by the intended mirror layer.
  • a fixed reflection direction of the electromagnetic radiation is given. This increases the power of the electromagnetic radiation emitted in the emission direction.
  • the core has a longitudinal extent with two end regions, wherein a first end region faces the carrier and a second end region is arranged facing away from the carrier.
  • an insulating layer is provided between the active zone layer and the first contact layer and / or between the first contact layer and the second contact layer. In this manner a reliable electrical isolation ⁇ voltage of the layers is achieved with a compact structure of the assembly.
  • the mirror layer is provided at the end portion of the core facing the support. In this way, a radiation direction of the electro ⁇ magnetic radiation can be set away from the carrier.
  • the mirror layer is provided at the end region of the core, which faces away from the carrier. In this way, the emission direction of the electro ⁇ magnetic radiation can be set in the direction of the carrier.
  • respective mirror layers are formed at opposite ends of the core. In this case, one of the mirror layers has a lower degree of reflection.
  • the electromagnetic radiation can Zvi ⁇ rule the mirror layers for a higher light output are inflected re- and are coupled via the mirror layer with the low reflectance ⁇ ren.
  • a standing wave between the Spie ⁇ gel layers can also be produced in this way. This may in particular be to ver ⁇ turns to, that is, to produce a monochromatic electromagnetic radiation is laser radiation.
  • the mirror layer is electrically conductive and provides the first contact Layer.
  • the core can be electrically contacted over a large area. For a gleichmä ⁇ ssige current distribution is achieved in the core.
  • the entire cross section of the core can be provided with the mirror layer and thus a high degree of reflection can be achieved.
  • the mirror layer is in the form of two mirror layers.
  • the electrically conductive first mirror layer is arranged on the end region of the core.
  • the first contact layer is applied on the first mirror layer.
  • a second mirror layer is applied, wherein the second mirror layer is formed electrically insulating.
  • the first contact layer is permeable at least for a partial spectrum of the electromagnetic radiation.
  • the described arrangement achieves a large-area electrical contacting of the core.
  • a large degree of reflection is achieved because the provision of the two mirror layers, a higher reflectance is possible.
  • the reflectivity of the first mirror layer may be smaller than the Refle ⁇ xionsgrad the second mirror layer.
  • the selected arrangement makes a compact design possible.
  • an electrical through-connection is provided in the carrier, which is electrically conductively connected to the first contact layer. In this way, a simple electrical contacting of the first clock Kon ⁇ layer is achieved by the carrier.
  • the first contact layer is in contact with a first sub-layer of the active zone layer adjacent to the core. This allows for high current flow a cu ⁇ engined surface current.
  • the active zone layer surrounds the core like a jacket along a longitudinal axis. In this way, a large area of the zone layer at ge ⁇ ringem space requirements is provided. This achieves a high power density of the electromagnetic radiation.
  • the second contact layer contacts the active zone on an outer side laterally with respect to the columnar structure. In this way, egg ne simple electrical contacting the outside of the ak ⁇ tive zone layer allows.
  • the mirror layer is designed in the form of a layer sequence with a plurality of layers. In this way, a large degree of reflection can be achieved ⁇ .
  • the array described has the advantage that several arrangements are provided for generating electromagnetic radiation, wherein at least two arrangements can be supplied with power independently of each other. In this way, for example, the light output of the array, the color of the array and / or color areas of the array can be individually ge ⁇ controls.
  • the array are a plurality of contact ⁇ layers for the first and / or the second contact layer are provided which are designed in the form of conductor strips.
  • a plurality of strip strips formed independently of each other are provided. In this way, an individual control of subgroups of the arrays of the array is possible.
  • the conductor strips are arranged one above the other in different planes, in particular in the carrier. In this way, a space-saving arrangement of the conductor strips is made possible.
  • the method described has the advantage that the arrangement can be made easily and inexpensively.
  • an intermediate product is first produced which comprises at least the core. Subsequently, the intermediate product is applied to a support and placed at the proper ⁇ finished. In this way, a high Flexi ⁇ stability is given in the preparation of the assembly or in the production of an array.
  • the intermediate may comprise both the core and the active zone layer.
  • the Pro ⁇ processes for the production of the core and the layer zone can be selected op ⁇ timal.
  • differently constructed and / or shaped cores can be combined with one another on a carrier.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of an arrangement
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a possible array of arrangements
  • FIG. 6 shows a further embodiment of an array
  • FIG. 7 shows a third embodiment of an array, .
  • FIG. 16 is an illustration of another embodiment of an array
  • FIG. 20 shows a schematic cross section through a growth substrate
  • Fig. 21 an intermediate product
  • Fig. 22 a carrier.
  • An elongated structure is understood to mean a structure which is at least as high as it is wide, in particular higher than it is wide.
  • the structure can be cylindrical, pyramidal be shaped, cuboid or other shapes, cross sections or surface structures.
  • FIG. 1 shows, in a schematic cross-section, an arrangement 30 with a structure 1, which is applied to a carrier 2.
  • the structure 1 is elongated and has an elongated core 3.
  • the core 3 has a longitudinal extent with two end regions 9, 10, wherein a first end region 9 faces the carrier 2 and a second end region 10 is arranged away from the carrier 2.
  • the core 3 is not arranged with its longitudinal extent parallel to a plane of the carrier 2, but at an angle greater than 0 ° and less than 180 °.
  • the core 3 is arranged with its longitudinal extent perpendicular to the plane of the carrier 2.
  • the core 3 is on a first contact layer
  • the first contact layer 5 is arranged on the carrier 2.
  • the core 3 has, for example, a cylindrical shape. Depending on the chosen embodiment, the core 3 may also have a pyramidal shape. In addition, the core 3 can extend or taper in cross-section, starting from the carrier 2.
  • the core 3 is surrounded by an active zone layer 4.
  • the zone layer 4 surrounds both the lateral edge region and a second end region 10.
  • the second end region 10 is arranged opposite the first end region 9.
  • the first end region 9 is arranged on the first contact layer ⁇ . 5
  • the TE ers ⁇ contact layer 5 forms at the same time designed as the mirror layer.
  • the zone layer 4 is at least partially covered with a second contact layer 6, in particular surrounded by the two ⁇ th contact layer 6. Between the zone layer 4 and the first contact layer 5 or between the first contact layer 5 and the second contact layer 6, a first insulation layer 7 is arranged. This is the zone layer
  • the first and the second contact layer 5, 6 are used to operate the active Zone layer 4 connected to different electrical voltage potentials.
  • the core 3 is at least partially made of an electrically conductive material.
  • at least one outer jacket region of the core 3 is designed to be electrically conductive.
  • the entire core 3 can be made of an electrically conductive material, in particular of a semiconductor material.
  • Supply the active region layer 4 can also be made of a elekt ⁇ driven type semiconductor material.
  • the zone ⁇ layer 4 represents a layer for generating electromagnetic ⁇ shear radiation and is formed for example of a semicon ⁇ termaterial with a pn junction.
  • the p-side may be on the inside and the n-side on the outside or the n-side on the inside and the p-side on the outside.
  • the core 3 is formed of a positively doped semiconductor material.
  • the zone layer 4 is formed in such a manner that the p-side rests on the core 3 and the n-side is formed on the outside of the zone layer 4.
  • the carrier 2 is made, for example, of an electrically insulating material.
  • the zone ⁇ layer 4 is supplied from the outside with power.
  • the zone layer 4 is supplied with current to generate electromagnetic radiation.
  • the electromagnetic radiation is reflected by the mirror layer 8 and emitted in a direction away from the carrier 2.
  • a large area of the zone layer 4 is accommodated in a small space.
  • the reflective layer 8 By providing the reflective layer 8, the electromag netic radiation ⁇ in a defined direction is radiated.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of an arrangement 30, which is formed substantially in accordance with the embodiment of FIG. 1, wherein, however, the first contact layer 5 is not formed as a mirror layer.
  • the reflective layer 8 is arranged opposite to the second end portion of the tenth
  • the electromagnetic radiation generated by the active zone layer 4 is reflected in the direction of the carrier 5 by the mirror layer 8.
  • mirror layers may be formed on both sides.
  • the first contact layer 5 may additionally be formed in the form of a mirror layer 8.
  • the mirror layer 8 is arranged directly on the second end region 10 of the core 3 in the illustrated embodiment.
  • this exporting ⁇ approximately form the active region layer 4 is applied only to the lateral outer surface of the core.
  • the active region layer 4 may be arranged on the second end region 10 of the core 3, as shown, and the mirror layer 8 may be formed on the outer side of the zone layer 4 on the second end portion of the tenth In this design form, however, it must be ensured that the zone layer 4 is transparent to the electromagnetic Strah ⁇ development.
  • the nen slaughter ZO- also be dispensed 4 on the second end portion 10 and the mirror layer can be formed ⁇ 8 directly at the second rich Endbe 10 on the core.
  • the mirror layer can be formed and be formed for example in the form of a DBR mirror 8, for example made of aluminum, indium, Galliumnit ⁇ rid harshen.
  • the reflectance can play, greater than 95%, preferably greater than 99% at S ⁇ ⁇ .
  • the mirror layer can be formed in the form of a dielectric layer and, for example, Zr02, A1 2 0 3, Ti0 2, Ta 2 0 5, ZnO, Si0 2, Si 3 N 4 or be constructed Hf0. 2
  • the core 3 may for example have a diameter in the range between 20 nm and 50 ym. Furthermore, the core 3 may have a diameter in the range between 100 nm and 50 ym.
  • the core may also have a larger diameter.
  • the core may have a base area to length ratio that is between 1 and 1000.
  • the core has an aspect ratio in the range between 20 and 100.
  • the core 3 can be formed, for example, from a negatively doped semiconductor material.
  • the zone layer 4 may for example be formed from an aluminum, indium and / or gallium nitride structure, wherein one or more quantum well structures are provided.
  • aluminum, indium, gallium nitride barrier layers can be provided between the quantum wells.
  • the active zone layer may be configured to emit one or more wavelengths of electromagnetic radiation.
  • the outside of the active zone 4 may be positively doped.
  • the substrate 2 transparent for the generated from the zone layer 4 ⁇ electromagnetic radiation specific. In this embodiment, the electromagnetic radiation can be emitted in the direction of the carrier and through the carrier.
  • other materials in particular other semiconductor materials may be used to form the active zone layer 4 and / or the core 3.
  • Figures 1 and 2 show arrangements 30 which are designed to generate electromagnetic radiation, which is preferably emitted along a longitudinal axis of the core 3.
  • the electromagnetic radiation can be narrowband and represent a laser radiation.
  • FIGS. 1 and 2 show laser arrangements which emit an electromagnetic radiation along the longitudinal axis of the structure 1.
  • the core 3 may preferably be a semiconductor material that has been epitaxially deposited and is preferably aligned with a surface in the C-plane parallel to the surface of the carrier 2.
  • the C-plane of the core 3 represents the end face of the first and second end portions 9, 10, respectively.
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through a further embodiment of an arrangement 30.
  • a first mask layer 11 is applied to a carrier 2.
  • the first Mas ⁇ ken Anlagen 11 is, for example, of silicon oxide, silicon formed ⁇ nitride, hafnium oxide, titanium oxide, zirconium oxide or thallium oxide ⁇ .
  • an opening 12 is introduced in the first layer 11.
  • the opening 12 preferably extends to the support 2.
  • the opening 12 may have a diameter which is in the range between 50 nm and 50 ym, preferably between 500 nm and 5 ym.
  • the opening 12 is formed in the shape of a polygon or a circle.
  • a second mirror layer 13 is arranged.
  • the second mirror layer 13 consists for example of a layer sequence of abwech ⁇ selnden aluminum, indium, gallium nitride, wherein the second mirror layer 13, for example as a DBR layer (Distributed Bragg Reflector) is formed.
  • the semiconducting ⁇ tertiken may be installedbil ⁇ det without a substantial doping.
  • the second mirror layer 13 has, for example, a reflectance that is greater than 95%, preferably greater than 99%. Reflectance is understood to mean the ratio of the radiated power with respect to the reflected power.
  • the second mirror layer 13 may also be formed of dielectric layers, which preferably have a crystal structure.
  • dielectric layers for example, zirconia, hafnium oxide can be used.
  • a first contact ⁇ layer 5 is applied on the second mirror layer 13, a first contact ⁇ layer 5 is applied.
  • the first contact layer 5 is preferably disposed in front ⁇ still within the opening 12th
  • the first contact layer 5 may be formed, for example, in the form of a doped semiconductor layer.
  • a negatively or highly negatively doped aluminum, indium, gallium nitride layer may be used.
  • a conductive translucent coating in the form of indium tin oxide (ITO) may be used.
  • a contacting layer 14 is applied, which protrudes into the region of the opening 12 and is electrically conductively connected to edge regions of the first contact layer 5.
  • the contacting layer 14 may likewise consist of a doped semiconductor material, in particular a highly doped semiconductor material. For example, a negatively doped gallium nitride or a negatively doped aluminum indium gallium nitride layer may be used.
  • the contact layer 14 has a second opening 15, which is arranged in the region above the first contact layer 5 and passes through to the first contact layer 5.
  • a first mirror ⁇ layer 16 is arranged in the second opening 15.
  • the second opening 15 is preferably arranged centered over the first opening 12.
  • the first mirror layer 16 may be formed of the same materials as the second mirror layer 13.
  • the first mirror ⁇ layer 16 is electrically adapted to make egg ⁇ NEN electrically conductive contact between the first contact layer 5 and the core.
  • the first mirror layer 16 may simultaneously represent the first contact layer. Thus, it is possible to dispense with the formation of a separate first contact layer or the first mirror layer 16 takes over this function.
  • the second mask layer 17 has a third one
  • Opening 18 which is centered over the second opening 15 of the contact layer 14 is arranged.
  • a first insulating layer 7 is applied, which has a fourth opening 40 which is centered over the second opening 15 of the first mirror layer 16 is arranged.
  • the insulating layer 7 covers only the second mask layer 17.
  • the first insulation layer 7 can be guided also to the contact layer 14 and cover these, at least laterally, as shown in FIG. 3
  • first mirror layer 16 may be provided, for example, as an electrically conductive layer.
  • first contact layer 5 may be directly adjacent to the core 3 and the second Spie ⁇ gel layer 13 adjacent to the first contact layer. 5
  • the second mirror layer 13 and only the first mirror layer 16 with or without the first contact ⁇ layer 5 can be provided.
  • the core 3 On the first mirror layer 16, the core 3 is arranged.
  • the core 3 has a longitudinal extension, which extends from a first end portion 9, which faces the carrier 2, to a second end region 10, which faces away from the carrier 2.
  • both the sidewall and the second end region 10 are covered by the zone layer 4.
  • the zone layer 4 is formed in the illustratedariessbei ⁇ game in the form of three sub-layers 19, 20, 21. Directly on the surface of the core 3, the first part ⁇ layer 19 is applied. The first sublayer 19 provides a negatively doped semiconductor layer. On the first part ⁇ layer 19, the second sublayer 20 is located, which is the active zone. At least one quantum well is formed in the active zone. On the second sub-layer 20 is a third sub-layer 21 is arranged. The third sub-layer
  • the first sublayer 19 may be positively doped and the third sub-layer 21 be negative doped.
  • the core 3 is then formed of a positively doped semiconductor material.
  • a positively doped semiconductor layer is applied, which is a third contact layer
  • the zone layer 4 may be formed in such a way that a waveguide guide takes place in the core 3 along the longitudinal extension of the core 3.
  • the outside 24 of the core 3 may be a non-polar side surface of a crystal structure. In this way, the thickness of the active zone, i. the second sub-layer 20 are formed larger. As a result, a larger electromagnetic power density can be generated.
  • the third sub-layer 21 may be formed as a waveguide layer, in particular as an electron-blocking layer (EBL).
  • EBL electron-blocking layer
  • an intermediate layer p-plating
  • the third contact layer 22 may be, for example, from a trans ⁇ ent conductive oxide (TCO) is excluded, such as indium tin oxide.
  • TCO trans ⁇ ent conductive oxide
  • the third contact layer 22 corresponds to the function of the second contact layer 6 of the embodiments of Figures 1 and 2.
  • the fourth contact layer 23 may be ⁇ game embodied as a metal layer at and serves to electrical contacting of the third contact layer 22 of the assembly 30th
  • a mirror layer in the second end portion of the tenth can be arranged directly on the core 3 or on the outside of the active zone layer 4.
  • the mirror layer 8 may have a lower degree of reflection than the first and / or the second mirror layer 16, 13.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of an arrangement 30, which is formed substantially in accordance with the embodiment of FIG. 3.
  • the contact layer 14 is guided via a via 24 in the layer 11 and the carrier 2 down.
  • the first contact layer can be electrically contacted from the 5 Untersei ⁇ te forth.
  • the fourth contact layer 23 may for example be formed of a material which is permeable to the electromagnetic radiation.
  • the fourth contact layer 23 may also be formed of a material which is not permeable to the electromagnetic radiation.
  • the fourth contact layer 23 may be formed, for example, only as a small ring, which has only a small height relative to the insulating layer 7. In the formation of the contact ⁇ layer 23 of a material which is permeable to the electromagnetic radiation, almost the entire seeflä ⁇ surface of the third contact layer 22 with the fourth contact ⁇ layer 23 may be covered.
  • a mirror layer in the second end portion of the tenth can be arranged directly on the core 3 or on the outside of the active zone layer 4.
  • the mirror layer 8 can have a smaller reflection Have xionsgrad than the first and / or the second mirror layer 16,13.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a carrier 2, on which various arrangements 30 are provided.
  • the arrangements 30 are formed, for example, according to FIGS. 1 to 4.
  • the assemblies 30 have different Hö ⁇ hen, different thicknesses and different Grundflä ⁇ chen.
  • FIG. 5 shows arrangements 30 with a six-sided base area and a round base area. De ⁇ tails with respect to the formation of the assemblies 30 are not shown in the illustration of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a schematic illustration of an array 25 having a plurality of arrays 30 that may be formed in accordance with the embodiments of FIGS. 1-4.
  • the assemblies 30 are grid-like arranged in rows 26, 27, 28 and columns 41, 42, 43.
  • the arrangements 30 may also be arranged in any other pattern on the carrier 2.
  • 26 arrays 30 may be arranged in a row, which generate an electromagnetic radiation with the same wavelength spectrum, in particular with a same wavelength center of gravity, in particular the same color.
  • ⁇ adjacent row 26 may have arrangements that emit electromagnetic radiation having different wavelengths, in particular with different colors.
  • the arrays 30 of the rows 26, 27, 28 can each emit light having a red or green or blue or yellow or cyan color.
  • the arrangements 30 with the same wavelength spectrum can also be provided in a diagonally arranged series or in areas in blocks. Depending on the application, different regions or groups of devices 30 may emit equal or different wavelengths.
  • 7 shows a schematic representation of an array 25 in which the arrangements 30 with the same wavelength spectrum are arranged in diagonal rows 26, 27, 28, ie in each arrangement of a diagonal row the same wavelength spectrum is emitted.
  • Fig. 8 shows another array 25 having a plurality of orders to ⁇ 30th
  • areas 31, 32, 33 are provided, in which arrangements 30 are arranged which emit an electromagnetic radiation having the same wavelength distribution, in particular with the same wavelength, ie color.
  • regions with un ⁇ ter Kunststofflichen wavelength spectra, that different colors on the array 25 is disposed.
  • An array can have a large number of arrangements 30.
  • the arrangements 30 are divided, for example, into three groups. A first group produces a light with a green color. A second group produces light with a red color and a third group produces light with a blue color.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of an array 25, in which the arrangements 30 are arranged in rows 26, 27, 28 and columns 41, 42, 43.
  • the arrays 30 of the first row 26 emit light in the red region.
  • the arrays 30 of the second row 27 emit light in the green color range.
  • the arrays 30 of the third row 28 emit light in the blue region.
  • the arrangements 30 are arranged on an insulating support 2. Perpendicular to the alignment of the rows 26, 27, 28 conductor strips 34 are arranged.
  • the conductor strips 34 provide an electrical contact for the first or the second contact layer 5, 6.
  • the electrical ⁇ cal contact with the other contact layer is not shown ex ⁇ plicitly. Via a conductor strip 34, all the first contacts of the arrangements 30 of a column are supplied with power.
  • the second contacts of the assemblies 30 may be powered by a single further contact layer.
  • an electrical drive for the individual columns 41, 42, 43 of the arrangements 30 is given.
  • the conductor strips 34 may also be arranged parallel to the rows 26, 27, 28, as shown in FIG. Using this Anord ⁇ voltage 34 individual colors of the array 25 may be activated by the appropriate activation of the individual conductor strips.
  • Fig. 11 shows a further embodiment of an array 25 which is formed substantially in accordance with the array of Fig. 10 from ⁇ .
  • arrangements 30 are arranged in rows 26, 27, 28 and columns 41, 42, 43.
  • In each row 26, 27, 28 arrangements 30 are provided which emit an electromagnetic radiation with the same wavelength spectrum, in particular with the same color.
  • all of the arrays 30 of a row 26, 27, 28 are electrically powered by a trace 34.
  • through-connections 24 are provided, which connect the conductor tracks 34 to the respective electrical contact of the arrangements 30.
  • the conductor tracks 34 can be arranged on the underside of the carrier 2.
  • the conductor strips 34 may also be arranged in the carrier 2.
  • the same electrically lei ⁇ tend material is preferably used as the conductor strips 34th.
  • Fig. 12 shows a further embodiment in which the Lei ⁇ terstMail are formed wider 34 and each conductor strip 34 a plurality of assemblies 30 are powered.
  • the assemblies 30 of a conductor strip 34 can emit electromagnetic radiation having the same or differing ⁇ cher wavelength.
  • arrangements 30 having the same wavelength spectrum or different wavelength spectra can be contacted via a conductor strip.
  • a conductor strip 34 can also regions 31, 32, 33 can be contacted by assemblies 30, the assemblies 30 of a region 31,32,33 emit the same Wellenlän ⁇ genspektrum.
  • the arrangements 30 of the different regions 31, 32, 33 emit different wavelength spectra ⁇ length.
  • the conductor strips 34 may be arranged on the carrier 2, as shown schematically in FIG. 12.
  • the conductor strips 34 can also be formed on the underside of the carrier or in the carrier 2 and can be guided through the carrier 2 via through-connections 24 to the arrangements 30.
  • conductor strips 34 can be arranged one above the other in different planes in order to allow individual addressing of individual arrangements 30 or groups of arrangements 30.
  • electrically insulating layers 35 are arranged, as shown schematically in FIG. 13.
  • the conductor strips 34 may have different areas and geometries, as shown in FIG. 14.
  • Fig. 15 shows an array 25 which is formed substantially in accordance with the array of Fig. 9, the arrangements being covered to the ⁇ with a further insulating layer 36 30.
  • dielectric layers such as, for example, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, silicon nitride, tantalum oxide, polymers, photoresists,
  • a further metallization 37 is applied or introduced to the arrangements 30 to provide power for the second contact layer.
  • the insulating layer 36 is made of a material which preference ⁇ permeable to the electromagnetic radiation of the assemblies 30 is.
  • the arrangements 30 may also protrude from the insulating layer 36 with the second end region 10.
  • the further metallization 37 may be arranged in the form of further conductor strips along a row 26, 27, 28 of arrangements 30 and contact the third contact layer 22 of the arrangements 30 electrically laterally. By means of the crossed arrangement of the conductor strips 34 and the further conductor strips 37, individual arrangements 30 can be electrically controlled individually. FIG.
  • FIG. 16 shows another embodiment of an array 25 which is formed substantially in accordance with the embodiment of FIG.
  • an entire-area metallization 37 is not provided, which electrically contacts all the arrangements 30 on the third contact layer 22.
  • the metallization 37 is formed on the second end portions 10 of the assemblies 30 or between the assemblies 30.
  • the metallization 37 is preferably made of a permeable to the electromagnetic radiation of the devices 30 material.
  • Fig. 17 shows a further embodiment of an array 25 which corresponds essentially to the arrangement of Fig. 15, although the conductor strips 34 are arranged on the underside of the Trä ⁇ gers and are guided by vias 24 to the first contact layers 5 of the arrays 30 ,
  • the conductor strips 34 are arranged parallel to the rows 31, 32, 33 of the arrangements 30.
  • the metallizations 37 which are formed in the form of further conductor strips, are arranged parallel to the conductor strips 34. In this arrangement, each individual rows can be activated.
  • Fig. 18 shows a further embodiment which corresponds Wesentli ⁇ chen the arrangement of Fig. 17 except that the metallizations 37 and the conductor strip 34 are arranged at a right angle to one another winter. Can thereby be activated 38 to individual orders ⁇ 30 by an appropriate power supply to the conductor strip 34 and the other conductor strip.
  • the conductor strips 34 are arranged perpendicular to the rows 31, 32, 33.
  • Fig. 19 shows a further embodiment in Wesentli ⁇ chen the arrangement of FIG. 18 corresponds.
  • the rows of arrangements are electrically contacted via further conductor strips 38, which are arranged on the upper side of the substrate and contact the arrangements 30 laterally.
  • the further conductor strips 38 are arranged perpendicular to the conductor strips 34.
  • the insulating layer 35 was omitted in this embodiment.
  • the assemblies 30 may be on a substrate as a carrier examples play epitaxially using a MOVPE method set ⁇ will grow.
  • appropriate precursors are used to deposit the core 3 and the zone layer 4.
  • assemblies 30 may be manufactured according to a method which is described with reference to FIGS.
  • a masking layer 45 is applied to a growth substrate 44.
  • the growth substrate 44 has a crystal structure.
  • the mask layer 45 has further openings 46.
  • cores 3 on the growth ⁇ substrate 44 are epitaxially grown in the additional openings 46, as shown in Fig. 20.
  • the cores 3 represent an intermediate product.
  • the zone layers 4 can also be applied to the cores 3.
  • the cores are removed from the wax 3 ⁇ tumssubstrat 44th This process status is shown in FIG.
  • the carrier 2 has a first mask layer 11 with openings 12 in which a mirror layer 8 is arranged.
  • the Spie ⁇ gel layer 8 may be a first contact layer 5 simultaneously. However, it may also be a separate first contact ⁇ layer be 5 and / or a second mirror layer provided, as explained with reference to Figures 1 to. 4
  • the cores 3 are inserted into the openings 12 and secured to the carrier 2.
  • a second mirror layer ⁇ brought. , Elekt ⁇ driven conductive contacts are then as already explained, attached to the arrangements of the tenth Is used as an intermediate only a core 3, which is subsequently attached to the carrier 2, the active region layer is formed on the carrier 2 4 effetschie on the core 3 ⁇ .
  • the support 2 is ⁇ into a deposition.
  • a corresponding second mirror ⁇ layer can be introduced listed on the second end portion 10 of the core. 3
  • the cores with the zone layers 4 applied to the carrier 2 may be structurally, i. in the structure, in the material, in the geometry or in the zone layer 4, in particular in the electromagnetic radiation generated by the zone layer 4.
  • carriers 2 can accordingly be equipped with different arrangements.
  • the cores 3 have a crystal structure taken from the growth substrate 40, a low-cost carrier 2 can be used by the method described.
  • the crystal structure ensures a good quality of the layer structure of the core 3 and / or the
  • Layer structure of the zone layer 4. In particular, defects and / or crystal defects are avoided.
  • Use of the assemblies 30 described laser diodes are manufactured at low cost, for example, a high electromagnetic radiation density be ⁇ riding filters can with a small footprint.
  • the use of nanostructures ensures a high quality of the deposited, in particular epitactically deposited, semiconductor material. This improves the electrical and optical properties of the laser diode.
  • an epitaxially deposited first mirror layer 16 a desired semiconductor crystal structure can be specified. This crystal structure is taken over during the epitaxial deposition of the core 3 and / or the zone layer 4.
  • the crystal information can also be achieved when using only a second mirror layer and a first contact layer 5 applied thereon.
  • the crystal information is given by the second mirror layer 13 and given to the core 3 during epitaxial deposition because of the thin first contact layer 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (30) mit einem Träger (2), wobei auf dem Träger eine Struktur mit einem säulenförmigen Kern (3) ausgebildet ist, wobei der Kern eine Längserstreckung mit zwei Endbereichen (9, 10) aufweist die dem Träger zugewandt bzw. abgewandt sind, wobei der Kern wenigstens im äußeren Bereich elektrisch leitend ausgebildet ist, wobei der Kern wenigstens teilweise mit einer aktiven Zonenschicht (4) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung bedeckt ist. Eine erste elektrische Kontaktschicht (5) kontaktiert den Kern, eine zweite Kontaktschicht (6, 22) kontaktiert die aktive Zonenschicht (4). Wenigstens in einem der Endbereiche des Kerns ist eine Spiegelschicht (5, 13, 16) vorgesehen, insbesondere zur Erzeugung von Laserstrahlung.

Description

Beschreibung
LICHTEMITTIERENDE ANORDNUNG MIT EINEM TRÄGER Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Träger gemäß Patentanspruch 1, ein Array mit mehreren Anordnungen gemäß Patentanspruch 12 und ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung gemäß Patentanspruch 15. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 211 707.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Aus US 2009/0068411 AI ist eine Anordnung mit Nanorods be- kannt, die eine aktive Zone zum Erzeugen von Licht aufweisen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte An¬ ordnung, ein verbessertes Array und ein verbessertes Verfah¬ ren zum Herstellen einer Anordnung mit einer länglichen
Struktur mit einer aktiven Zonenschicht bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Anordnung gemäß Patentanspruch 1, das Array gemäß Patentanspruch 12 und das Verfahren gemäß Patentanspruch 15 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, dass aufgrund der gewählten Struktur eine hohe Lichtleistung erzeugt wird, die zudem durch die vorgesehene Spiegelschicht verstärkt wird. Durch die vorgesehene Spiegelschicht ist eine festgelegte Reflexionsrichtung der elektromagnetischen Strahlung gegeben. Dadurch wird die Leistung der in Abstrahlrich- tung abgegebenen elektromagnetischen Strahlung erhöht. Der Kern weist eine Längserstreckung mit zwei Endbereichen auf, wobei ein erster Endbereich dem Träger zugewandt und ein zweiter Endbereich vom Träger abgewandt angeordnet ist. Durch die Ausbildung einer insbesondere säulenartigen Struktur mit einer quasi dreidimensionalen aktiven Zonenschicht, die einen Kern der Struktur wenigstens teilweise umgibt, ist es mög¬ lich, auf engem Raum elektromagnetische Strahlung mit hoher Lichtleistung zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist zwischen der aktiven Zonenschicht und der ersten Kontaktschicht und/oder zwischen der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht eine Isolationsschicht vorgesehen. Auf diese Weise wird bei einem kompakten Aufbau der Anordnung eine sichere elektrische Tren¬ nung der Schichten erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spiegelschicht an dem Endbereich des Kerns vorgesehen, der dem Träger zugewandt ist. Auf diese Weise kann eine Abstrahlrichtung der elektro¬ magnetischen Strahlung weg vom Träger festgelegt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spiegelschicht an dem Endbereich des Kerns vorgesehen, der vom Träger abgewandt ist. Auf diese Weise kann die Abstrahlrichtung der elektro¬ magnetischen Strahlung in Richtung auf den Träger festgelegt werden . In einer weiteren Ausführungsform sind an gegenüberliegenden Enden des Kerns jeweils Spiegelschichten ausgebildet. Dabei weist eine der Spiegelschichten einen geringeren Reflexionsgrad auf. Somit kann die elektromagnetische Strahlung zwi¬ schen den Spiegelschichten für eine höhere Lichtleistung re- flektiert werden und über die Spiegelschicht mit dem geringe¬ ren Reflexionsgrad ausgekoppelt werden. Beispielsweise kann auch auf diese Weise eine stehende Welle zwischen den Spie¬ gelschichten erzeugt werden. Dies kann insbesondere dazu ver¬ wendet werden, um eine monochromatische elektromagnetische Strahlung, d.h. eine Laserstrahlung zu erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spiegelschicht elektrisch leitend ausgebildet und stellt die erste Kontakt- Schicht dar. In dieser Ausführungsform kann der Kern großflächig elektrisch kontaktiert werden. Damit wird eine gleichmä¬ ßige Stromverteilung im Kern erreicht. Zudem kann der gesamte Querschnitt des Kerns mit der Spiegelschicht versehen werden und damit ein hoher Reflexionsgrad erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spiegelschicht in Form von zwei Spiegelschichten ausgebildet. Die elektrisch leitende erste Spiegelschicht ist auf dem Endbereich des Kerns angeordnet. Auf der ersten Spiegelschicht ist die erste Kontaktschicht aufgebracht. Auf die erste Kontaktschicht ist eine zweite Spiegelschicht aufgebracht, wobei die zweite Spiegelschicht elektrisch isolierend ausgebildet ist. Zudem ist die erste Kontaktschicht wenigstens für ein Teilspektrum der elektromagnetischen Strahlung durchlässig ausgebildet.
Durch die beschriebene Anordnung wird eine großflächige elektrische Kontaktierung des Kerns erreicht. Zudem wird ein großer Reflexionsgrad erreicht, da durch das Vorsehen der zwei Spiegelschichten ein höherer Reflexionsgrad möglich ist.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Reflexionsgrad der ersten Spiegelschicht kleiner sein als der Refle¬ xionsgrad der zweiten Spiegelschicht. Zudem ist durch die ge- wählte Anordnung ein kompakter Aufbau möglich.
In einer weiteren Ausführungsform ist im Träger eine elektrische Durchkontaktierung vorgesehen, die mit der ersten Kontaktschicht elektrisch leitend verbunden ist. Auf diese Weise wird eine einfache elektrische Kontaktierung der ersten Kon¬ taktschicht durch den Träger erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kontaktschicht mit einer ersten Teilschicht der aktiven Zonenschicht in Kontakt, die an den Kern angrenzt. Dadurch wird ein nied¬ riger Flächenstrom bei hohem Stromfluss ermöglicht. In einer weiteren Ausführungsform umgibt die aktive Zonenschicht den Kern entlang einer Längsachse mantelförmig . Auf diese Weise wird eine große Fläche der Zonenschicht bei ge¬ ringem Flächenbedarf bereitgestellt. Dadurch wird eine hohe Leistungsdichte der elektromagnetischen Strahlung erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform kontaktiert die zweite Kontaktschicht die aktive Zone an einer Außenseite seitlich in Bezug auf die säulenartige Struktur. Auf diese Weise wird ei- ne einfache elektrische Kontaktierung der Außenseite der ak¬ tiven Zonenschicht ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spiegelschicht in Form einer Schichtenfolge mit mehreren Schichten ausgebildet. Auf diese Weise kann ein großer Reflexionsgrad erreicht wer¬ den .
Das beschriebene Array weist den Vorteil auf, dass mehrere Anordnungen zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung vor- gesehen sind, wobei wenigstens zwei Anordnungen unabhängig voneinander mit Strom versorgt werden können. Auf diese Weise können beispielsweise die Lichtleistung des Arrays, die Farbe des Arrays und/oder Farbflächen des Arrays individuell ge¬ steuert werden.
In einer Ausführungsform des Arrays sind mehrere Kontakt¬ schichten für die erste und/oder die zweite Kontaktschicht vorgesehen, die in Form von Leiterstreifen ausgebildet sind. Zudem sind mehrere, unabhängig voneinander ausgebildete Lei- terstreifen vorgesehen. Auf diese Weise ist eine individuelle Ansteuerung von Teilgruppen der Anordnungen des Arrays möglich.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Leiterstreifen in verschiedenen Ebenen übereinander, insbesondere im Träger angeordnet. Auf diese Weise wird eine platzsparende Anordnung der Leiterstreifen ermöglicht. Das beschriebene Verfahren weist den Vorteil auf, dass die Anordnung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Anordnung wird zuerst ein Zwischenprodukt herge- stellt, das wenigstens den Kern umfasst. Anschließend wird das Zwischenprodukt auf einen Träger aufgebracht und die An¬ ordnung fertig gestellt. Auf diese Weise ist eine hohe Flexi¬ bilität bei der Herstellung der Anordnung bzw. bei der Herstellung eines Arrays gegeben. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Zwischenprodukt sowohl den Kern als auch die aktive Zonenschicht umfassen. Somit können die Pro¬ zesse für die Herstellung des Kerns und der Zonenschicht op¬ timal gewählt werden. Zudem können verschieden aufgebaute und/oder geformte Kerne auf einem Träger miteinander kombi- niert werden.
Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert: Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Anordnung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Anordnung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausfüh- rungsform einer Anordnung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines möglichen Arrays von Anordnungen, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines Arrays, ,
b
Fig. 8 eine vierte Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 9 eine fünfte Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 10 eine sechste Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 11 eine siebte Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 12 eine achte Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 13 eine schematische Darstellung von Leiterbahnen,
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform von Leiterbahnen,
Fig. 15 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Arrays ,
Fig. 16 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Arrays ,
Fig. 17 eine weitere Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 18 eine weitere Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 19 eine weitere Ausführungsform eines Arrays,
Fig. 20 einen schematischen Querschnitt durch ein Wachstumssubstrat,
Fig. 21 ein Zwischenprodukt, und Fig. 22 einen Träger.
Unter einer länglichen Struktur wird eine Struktur verstanden, die mindestens so hoch wie breit ist, insbesondere höher als breit ist. Die Struktur kann zylinderförmig, pyramiden- förmig, quaderförmig sein oder auch andere Formen, Querschnitte oder Oberflächenstrukturen aufweisen.
Fig. 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine Anord- nung 30 mit einer Struktur 1, die auf einem Träger 2 aufgebracht ist. Die Struktur 1 ist länglich ausgebildet und weist einen länglichen Kern 3 auf. Der Kern 3 weist eine Längserstreckung mit zwei Endbereichen 9,10 auf, wobei ein erster Endbereich 9 dem Träger 2 zugewandt und ein zweiter Endbe- reich 10 vom Träger 2 abgewandt angeordnet ist. Somit ist der Kern 3 mit seiner Längserstreckung nicht parallel zu einer Ebene des Trägers 2, sondern in einem Winkel größer als 0° und kleiner als 180° angeordnet. Beispielsweise ist der Kern
3 mit seiner Längserstreckung senkrecht zur Ebene des Trägers 2 angeordnet. Der Kern 3 ist auf einer ersten Kontaktschicht
5 angeordnet. Die erste Kontaktschicht 5 ist auf dem Träger 2 angeordnet. Der Kern 3 weist beispielsweise eine zylindrische Form auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Kern 3 auch eine Pyramidenform aufweisen. Zudem kann der Kern 3 auch im Querschnitt sich ausgehend vom Träger 2 erweitern oder verjüngen.
Der Kern 3 ist von einer aktiven Zonenschicht 4 umgeben. Die Zonenschicht 4 umgibt sowohl den seitlichen Randbereich als auch einen zweiten Endbereich 10. Der zweite Endbereich 10 ist gegenüberliegend zum ersten Endbereich 9 angeordnet. Der erste Endbereich 9 ist auf der ersten Kontaktschicht 5 ange¬ ordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die ers¬ te Kontaktschicht 5 gleichzeitig als Spiegelschicht 8 ausge- bildet. Die Zonenschicht 4 ist wenigstes teilweise mit einer zweiten Kontaktschicht 6 bedeckt, insbesondere von der zwei¬ ten Kontaktschicht 6 umgeben. Zwischen der Zonenschicht 4 und der ersten Kontaktschicht 5 bzw. zwischen der ersten Kontaktschicht 5 und der zweiten Kontaktschicht 6 ist eine erste Isolationsschicht 7 angeordnet. Damit stehen die Zonenschicht
4 und die zweite Kontaktschicht 6 nicht elektrisch direkt in Kontakt mit der ersten Kontaktschicht 5. Die erste und die zweite Kontaktschicht 5, 6 werden zum Betreiben der aktiven Zonenschicht 4 mit unterschiedlichen elektrischen Spannungspotentialen verbunden.
Der Kern 3 ist wenigstens teilweise aus einem elektrisch lei- tenden Material hergestellt. Insbesondere ist wenigstens ein äußerer Mantelbereich des Kerns 3 elektrisch leitend ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der gesamte Kern 3 aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein. Zu- dem kann die aktive Zonenschicht 4 ebenfalls aus einem elekt¬ risch leitenden Halbleitermaterial hergestellt. Die Zonen¬ schicht 4 stellt eine Schicht zur Erzeugung elektromagneti¬ scher Strahlung dar und ist beispielsweise aus einem Halblei¬ termaterial mit einem pn-Übergang ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die p-Seite innen und die n-Seite außen oder die n-Seite innen und die p-Seite außen angeordnet sein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise der Kern 3 aus einem positiv dotierten Halbleitermaterial ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Zonenschicht 4 in der Weise ausgebildet, dass die p-Seite auf dem Kern 3 aufliegt und die n-Seite auf der Außenseite der Zonenschicht 4 ausgebildet ist. Der Träger 2 ist beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Über die elekt¬ risch leitende Spiegelschicht 8 wird der Kern 3 mit Strom versorgt. Über die zweite Kontaktschicht 6 wird die Zonen¬ schicht 4 von der Außenseite her mit Strom versorgt. Auf die¬ se Weise wird die Zonenschicht 4 mit Strom versorgt, um eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
Die elektromagnetische Strahlung wird von der Spiegelschicht 8 reflektiert und in einer Richtung weg vom Träger 2 abgestrahlt. Durch die Ausbildung der zweidimensionalen Zonen- schicht 4 ist eine große Fläche der Zonenschicht 4 bereitge¬ stellt. Auf diese Weise kann auf kleinem Raum eine große Leistung von elektromagnetischer Strahlung erzeugt werden. Durch das Vorsehen der Spiegelschicht 8 wird die elektromag¬ netische Strahlung in einer definierten Richtung abgestrahlt.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Anordnung 30, die im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 ausgebildet ist, wobei jedoch die erste Kontaktschicht 5 nicht als Spiegelschicht ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungs¬ form ist die Spiegelschicht 8 gegenüberliegend an dem zweiten Endbereich 10 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird die von der aktiven Zonenschicht 4 erzeugte elektromagnetische Strahlung in Richtung auf den Träger 5 durch die Spiegelschicht 8 reflektiert.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auf beiden Seiten Spiegelschichten ausgebildet sein. Beispielsweise kann bei der Ausbildungsform der Fig. 2 die erste Kontaktschicht 5 zusätzlich in Form einer Spiegelschicht 8 ausgebildet sein. Bei der Ausbildungsform der Fig. 2 ist in der dargestellten Ausführung die Spiegelschicht 8 direkt auf dem zweiten Endbe- reich 10 des Kerns 3 angeordnet. Somit ist bei dieser Ausfüh¬ rungsform die aktive Zonenschicht 4 nur auf der seitlichen Außenfläche des Kerns 3 aufgebracht. Abhängig von der gewähl¬ ten Ausführungsform kann die aktive Zonenschicht 4 auch auf dem zweiten Endbereich 10 des Kerns 3 angeordnet sein, wie dargestellt, und die Spiegelschicht 8 auf der Außenseite der Zonenschicht 4 am zweiten Endbereich 10 ausgebildet sein. Bei dieser Ausbildungsform ist jedoch darauf zu achten, dass die Zonenschicht 4 durchlässig für die elektromagnetische Strah¬ lung ist. In einer weiteren Ausführungsform kann auf die Zo- nenschicht 4 auf dem zweiten Endbereich 10 auch verzichtet werden und die Spiegelschicht 8 direkt auf dem zweiten Endbe¬ reich 10 auf dem Kern 3 ausgebildet sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Spiegel- schicht 8 beispielsweise aus Aluminium-, Indium-, Galliumnit¬ ridschichten gebildet sein und beispielsweise in Form eines DBR-Spiegels ausgebildet sein. Der Reflexionsgrad kann bei¬ spielsweise größer als 95%, vorzugsweise größer als 99% SθϊΠ . Zudem kann die Spiegelschicht auch in Form einer dielektrischen Schicht ausgebildet sein und beispielsweise aus Zr02, , A1203, Ti02, Ta205, ZnO, Si02, Si3N4 oder Hf02 aufgebaut sein. Der Kern 3 kann beispielsweise einen Durchmesser im Bereich zwischen 20 nm und 50 ym aufweisen. Weiterhin kann der Kern 3 einen Durchmesser im Bereich zwischen 100 nm und 50 ym aufweisen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform der Kern auch einen größeren Durchmesser aufweisen. Weiterhin kann der Kern ein Verhältnis von der Grundfläche zur Länge aufweisen, das zwischen 1 und 1000 liegt. Vorzugsweise weist der Kern ein Aspektverhältnis im Bereich zwischen 20 und 100 auf. Der Kern 3 kann beispielsweise aus einem negativ dotierten Halbleitermaterial ausgebildet sein. Die Zonenschicht 4 kann beispielsweise aus einer Aluminium-, Indium- und/oder Galliumnitridstruktur ausgebildet sein, wobei ein oder mehrere Quantentopfstrukturen vorgesehen sind. Zudem können zwischen den Quantentöpfen Aluminium-, Indium-, Galliumnitrid- Barriereschichten vorgesehen sein. Die aktive Zonenschicht kann ausgebildet sein, um eine oder mehrere Wellenlängen ei- ner elektromagnetischen Strahlung zu emittieren. Die Außenseite der aktiven Zone 4 kann positiv dotiert sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist der Träger 2 durchlässig für die von der Zonenschicht 4 erzeugte elektromagneti¬ sche Strahlung. Bei dieser Ausführung kann die elektromagne- tische Strahlung in Richtung des Trägers und durch den Träger abgegeben werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch andere Materialien, insbesondere andere Halbleitermaterialien ver- wendet werden, um die aktive Zonenschicht 4 und/oder den Kern 3 auszubilden.
Die Figuren 1 und 2 zeigen Anordnungen 30, die ausgebildet sind, um eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, die vorzugsweise entlang einer Längsachse des Kerns 3 emittiert wird. Die elektromagnetische Strahlung kann dabei schmalban- dig sein und eine Laserstrahlung darstellen. In dieser Ausführungsform zeigen die Figuren 1 und 2 Laseranordnungen, die eine elektromagnetische Strahlung entlang der Längsachse der Struktur 1 emittieren. Der Kern 3 kann vorzugsweise ein Halbleitermaterial darstellen, das epitaktisch abgeschieden wurde und vorzugsweise mit einer Oberfläche in der C-Ebene parallel zur Oberfläche des Trägers 2 ausgerichtet ist. Damit stellt die C-Ebene des Kernes 3 die Endfläche des ersten bzw. des zweiten Endbereiches 9, 10 dar.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine wei- tere Ausführungsform einer Anordnung 30. Auf einem Träger 2 ist eine erste Maskenschicht 11 aufgebracht. Die erste Mas¬ kenschicht 11 ist beispielsweise aus Siliziumoxid, Silizium¬ nitrid, Hafniumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid oder Thallium¬ oxid ausgebildet. In die erste Schicht 11 ist eine Öffnung 12 eingebracht. Die Öffnung 12 erstreckt sich vorzugsweise bis zum Träger 2. Die Öffnung 12 kann einen Durchmesser aufweisen, der im Bereich zwischen 50 nm und 50 ym, vorzugsweise zwischen 500 nm und 5 ym liegt. Abhängig von der gewünschten Struktur ist die Öffnung 12 in Form eines Mehreckes oder ei- nes Kreises ausgebildet. In der Öffnung 12 ist eine zweite Spiegelschicht 13 angeordnet. Die zweite Spiegelschicht 13 besteht beispielsweise aus einer Schichtenfolge aus abwech¬ selnden Aluminium-, Indium-, Galliumnitridschichten, wobei die zweite Spiegelschicht 13 beispielsweise als DBR-Schicht (distributed Bragg reflector) ausgebildet ist. Die Halblei¬ terschichten können ohne eine wesentliche Dotierung ausgebil¬ det sein. Die zweite Spiegelschicht 13 weist beispielsweise einen Reflexionsgrad auf, der größer als 95%, vorzugsweise größer als 99% ist. Unter Reflexionsgrad wird das Verhältnis der eingestrahlten Leistung in Bezug auf die reflektierte Leistung verstanden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die zweite Spiegelschicht 13 auch aus dielektrischen Schichten ausgebildet sein, die vorzugsweise eine Kristallstruktur aufweisen. Als Material für die dielektrischen Schichten kann z.B. Zirkoniumoxid, Hafniumoxid verwendet werden. Auf der zweiten Spiegelschicht 13 ist eine erste Kontakt¬ schicht 5 aufgebracht. Die erste Kontaktschicht 5 ist vor¬ zugsweise noch innerhalb der Öffnung 12 angeordnet. Die erste Kontaktschicht 5 kann beispielsweise in Form einer dotierten Halbleiterschicht ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine negativ oder hoch negativ dotierte Aluminium-, Indium-, Galliumnitridschicht verwendet werden. Zudem kann anstelle oder zusätzlich eine leitfähige lichtdurchlässige Beschichtung in Form einer Indium-Zinnoxid (ITO) verwendet werden. Auf der ersten Massenschicht 12 ist eine Kontaktierungsschicht 14 aufgebracht, die bis in den Bereich der Öffnung 12 ragt und elektrisch leitend mit Randbereichen der ersten Kontaktschicht 5 verbunden ist. Die Kontaktierungsschicht 14 kann ebenfalls aus einem dotierten Halbleitermaterial, insbesonde- re einem hochdotierten Halbleitermaterial bestehen. Beispielsweise kann eine negativ dotierte Galliumnitrid- oder eine negativ dotierte Aluminium-Indium-Galliumnitridschicht verwendet werden. Die Kontaktschicht 14 weist eine zweite Öffnung 15 auf, die im Bereich oberhalb der ersten Kontakt- schicht 5 angeordnet ist und bis zur ersten Kontaktschicht 5 durchgeht. In der zweiten Öffnung 15 ist eine erste Spiegel¬ schicht 16 angeordnet. Die zweite Öffnung 15 ist vorzugsweise zentriert über der ersten Öffnung 12 angeordnet. Die erste Spiegelschicht 16 kann aus den gleichen Materialien wie die zweite Spiegelschicht 13 ausgebildet sein. Die erste Spiegel¬ schicht 16 ist jedoch elektrisch leitend ausgebildet, um ei¬ nen elektrisch leitenden Kontakt zwischen der ersten Kontaktschicht 5 und dem Kern herzustellen. Die erste Spiegelschicht 16 kann gleichzeitig die erste Kontaktschicht darstellen. So- mit kann auf die Ausbildung einer separaten ersten Kontaktschicht verzichtet werden bzw. die erste Spiegelschicht 16 übernimmt diese Funktion.
Auf der Kontaktschicht 14 ist eine zweite Maskenschicht 17 aufgebracht. Die zweite Maskenschicht 17 weist eine dritte
Öffnung 18 auf, die zentriert über der zweiten Öffnung 15 der Kontaktschicht 14 angeordnet ist. Über der zweiten Masken¬ schicht 18 ist eine erste Isolationsschicht 7 aufgebracht, die eine vierte Öffnung 40 aufweist die zentriert über der zweiten Öffnung 15 der ersten Spiegelschicht 16 angeordnet ist . Abhängig von der gewählten Ausführungsform bedeckt die Isolationsschicht 7 nur die zweite Maskenschicht 17. In einer wei¬ teren Ausführungsform kann die erste Isolationsschicht 7 auch bis zur Kontaktschicht 14 geführt sein und diese wenigstens seitlich abdecken, wie in Figur 3 dargestellt.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch auf die erste Spiegelschicht 16 verzichtet werden und nur die zweite Spiegelschicht 13 beispielsweise als elektrisch leitende Schicht vorgesehen sein. Zudem kann auch die erste Kontakt- schicht 5 direkt an den Kern 3 angrenzen und die zweite Spie¬ gelschicht 13 an die erste Kontaktschicht 5 angrenzen.
Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform auch auf die zweite Spiegelschicht 13 verzichtet werden und nur die erste Spiegelschicht 16 mit oder ohne erster Kontakt¬ schicht 5 vorgesehen sein.
Auf der ersten Spiegelschicht 16 ist der Kern 3 angeordnet. Der Kern 3 weist eine Längserstreckung auf, die von einem ersten Endabschnitt 9, der dem Träger 2 zugewandt ist, sich bis zu einem zweiten Endbereich 10 erstreckt, der von dem Träger 2 abgewandt ist. In dem dargestellten Beispiel sind sowohl die Seitenwand als auch der zweite Endbereich 10 sind von der Zonenschicht 4 bedeckt.
Die Zonenschicht 4 ist in dem dargestellten Ausführungsbei¬ spiel in Form von drei Teilschichten 19, 20, 21 ausgebildet. Direkt auf der Oberfläche des Kerns 3 ist die erste Teil¬ schicht 19 aufgebracht. Die erste Teilschicht 19 stellt eine negativ dotierte Halbleiterschicht dar. Auf der ersten Teil¬ schicht 19 ist die zweite Teilschicht 20 angeordnet, die die aktive Zone darstellt. In der aktiven Zone ist wenigstens ein Quantentopf ausgebildet. Auf der zweiten Teilschicht 20 ist eine dritte Teilschicht 21 angeordnet. Die dritte Teilschicht
21 stellt eine positiv dotierte Halbleiterschicht dar. Abhän¬ gig von der gewählten Ausführungsform kann auch die erste Teilschicht 19 positiv dotiert sein und die dritte Teil- schicht 21 negativ dotiert sein. Bei dieser Ausführungsform ist dann auch der Kern 3 aus einem positiv dotierten Halbleitermaterial ausgebildet. Aufgrund der Abscheideverfahren kön¬ nen die Schichtdicken der ersten, zweiten und dritten Teilschicht 19, 20, 21 entlang der Seitenwand des Kerns 3 größer als im Bereich des zweiten Endbereiches 10 sein.
Auf der dritten Teilschicht 21 ist eine positiv dotierte Halbleiterschicht aufgebracht, die eine dritte Kontaktschicht
22 darstellt. Seitlich an der dritten Kontaktschicht 22 ist eine vierte Kontaktschicht 23 angeordnet. Die Zonenschicht 4 kann in der Weise ausgebildet sein, dass eine Wellenleiterführung im Kern 3 entlang der Längserstreckung des Kerns 3 stattfindet. Die Außenseite 24 des Kerns 3 kann eine nicht polare Seitenfläche einer Kristallstruktur darstellen. Auf diese Weise kann die Dicke der aktiven Zone, d.h. der zweiten Teilschicht 20 größer ausgebildet werden. Dadurch kann eine größere elektromagnetische Leistungsdichte erzeugt werden.
Die dritte Teilschicht 21 kann als Wellenleiterschicht, ins- besondere als Elektronenblockierschicht (EBL) ausgebildet sein. Zudem kann zwischen der dritten Kontaktschicht 22 und der dritten Teilschicht 21 eine Zwischenschicht (p-plating) ausgebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform wird nur der zweite Endbereich 10 über die erste Spiegelschicht 16 elektrisch kontaktiert. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Kontaktschicht 14 auch direkt an die erste Teilschicht 19 angrenzen und elektrisch kontaktieren. Die dritte Kontaktschicht 22 kann beispielsweise aus einem trans¬ parenten leitenden Oxid (TCO) wie z.B. Indiumzinnoxid ausge- bildet sein. Die dritte Kontaktschicht 22 entspricht in der Funktion der zweiten Kontaktschicht 6 der Ausbildungsformen der Figuren 1 und 2. Die vierte Kontaktschicht 23 kann bei¬ spielsweise als Metallschicht ausgebildet sein und dient zur elektrischen Kontaktierung der dritten Kontaktschicht 22 der Anordnung 30.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann im zweiten Endbereich 10 der Anordnung auch eine Spiegelschicht 8 vorge¬ sehen sein. Die Spiegelschicht 8 kann direkt auf dem Kern 3 oder auf der Außenseite der aktiven Zonenschicht 4 angeordnet sein. Zudem kann die Spiegelschicht 8 einen geringeren Reflexionsgrad als die erste und/oder die zweite Spiegelschicht 16,13 aufweisen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Anordnung 30, die im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der Fig. 3 ausgebildet ist. Jedoch ist im Gegensatz zur Ausbildungsform der Fig. 3 die Kontaktschicht 14 über eine Durchkontaktierung 24 in der Schicht 11 und den Träger 2 nach unten geführt. Auf diese Weise kann die erste Kontaktschicht 5 von der Untersei¬ te her elektrisch kontaktiert werden. Die vierte Kontaktschicht 23 kann beispielsweise aus einem Material ausgebildet sein, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist. In einer weiteren Ausführungsform kann die vierte Kontaktschicht 23 auch aus einem Material ausgebildet sein, das für die elektromagnetische Strahlung nicht durchlässig ist. Bei dieser Ausführungsform kann die vierte Kontaktschicht 23 beispielsweise nur als kleiner Ring ausgebildet sein, der nur eine geringe Höhe gegenüber der Isolationsschicht 7 aufweist. Bei der Ausbildung der Kontakt¬ schicht 23 aus einem Material, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, kann nahezu die gesamte Seitenflä¬ che der dritten Kontaktschicht 22 mit der vierten Kontakt¬ schicht 23 bedeckt sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann im zweiten Endbereich 10 der Anordnung auch eine Spiegelschicht 8 vorge¬ sehen sein. Die Spiegelschicht 8 kann direkt auf dem Kern 3 oder auf der Außenseite der aktiven Zonenschicht 4 angeordnet sein. Zudem kann die Spiegelschicht 8 einen geringeren Refle- xionsgrad als die erste und/oder die zweite Spiegelschicht 16,13 aufweisen.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Träger 2, auf dem verschiedene Anordnungen 30 vorgesehen sind. Die Anordnungen 30 sind beispielsweise gemäß den Figuren 1 bis 4 ausgebildet. Die Anordnungen 30 weisen unterschiedliche Hö¬ hen, unterschiedliche Dicken und unterschiedliche Grundflä¬ chen auf. In Fig. 5 sind Anordnungen 30 mit einer sechsseiti- gen Grundfläche und einer runden Grundfläche dargestellt. De¬ tails in Bezug auf die Ausbildung der Anordnungen 30 sind in der Darstellung der Fig. 5 nicht angegeben.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Array 25, das eine Vielzahl von Anordnungen 30 aufweist, die gemäß den Ausbildungsformen der Figuren 1 bis 4 ausgebildet sein können. In der dargestellten Ausführungsform sind die Anordnungen 30 gitternetzartig in Reihen 26, 27, 28 und Spalten 41, 42, 43 angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Anordnungen 30 auch in einem beliebig anderen Muster auf dem Träger 2 angeordnet sein. Beispielsweise können in einer Reihe 26 Anordnungen 30 angeordnet sein, die eine elektromagnetische Strahlung mit dem gleichen Wellenlängenspektrum, insbesondere mit einem gleichen Wellenlängenschwer- punkt erzeugen, insbesondere die gleiche Farbe aufweisen. Zu¬ dem können benachbarte Reihen 26 Anordnungen aufweisen, die elektromagnetische Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen, insbesondere mit unterschiedlichen Farben emittieren. Beispielsweise können die Anordnungen 30 der Reihen 26, 27, 28 jeweils Licht mit einer roten oder grünen oder blauen oder gelben oder cyanen Farbe emittieren.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Anordnungen 30 mit dem gleichen Wellenlängenspektrum auch in dia- gonal angeordneten Reihen oder in Bereichen blockweise vorgesehen sein. Je nach Anwendung können verschiedene Bereiche bzw. Gruppen von Anordnungen 30 gleiche oder unterschiedliche Wellenlängen emittieren. Fig. 7 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Array 25, bei der die Anordnungen 30 mit dem gleichen Wellenlängenspektrum in diagonalen Reihen 26, 27, 28 angeordnet sind, d.h. in jeder Anordnung einer diagonalen Reihe wird das gleiche Wellenlängenspektrum abgestrahlt.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Array 25, das eine Vielzahl von An¬ ordnungen 30 aufweist. Bei dieser Ausbildungsform sind Berei- che 31, 32, 33 vorgesehen, in denen Anordnungen 30 angeordnet sind, die eine elektromagnetische Strahlung mit der gleichen Wellenlängenverteilung, insbesondere mit der gleichen Wellenlänge, d.h. Farbe emittieren. Somit werden Bereiche mit un¬ terschiedlichen Wellenlängenspektren, d.h. unterschiedlichen Farben auf dem Array 25 angeordnet. Ein Array kann eine Viel¬ zahl von Anordnungen 30 aufweisen. Die Anordnungen 30 sind z.B. in drei Gruppen unterteilt. Eine erste Gruppe erzeugt ein Licht mit einer grünen Farbe. Eine zweite Gruppe erzeugt Licht mit einer roten Farbe und eine dritte Gruppe erzeugt Licht mit einer blauen Farbe. Für einen gleichmäßigen Farbanteil sind mehr Anordnungen 30 vorgesehen, die grünes Licht erzeugen, da die Effizienz der Anordnungen 30 zur Erzeugung von grünem Licht geringer ist als die Effizienz der Anordnungen 30, die blaues oder rotes Licht erzeugen. Auf diese Weise kann durch die Anzahl der unterschiedlichen Anordnungen ein Ausgleich in der Effizienz und damit in der Farbverteilung vorgenommen werden.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausbildungsform eines Arrays 25, bei dem die Anordnungen 30 in Reihen 26, 27, 28 und Spalten 41, 42, 43 angeordnet sind. Die Anordnungen 30 der ersten Reihe 26 emittieren Licht im roten Bereich. Die Anordnungen 30 der zweiten Reihe 27 emittieren Licht im grünen Farbbereich. Die Anordnungen 30 der dritten Reihe 28 emittieren Licht im blauen Bereich. Die Anordnungen 30 sind auf einem isolierenden Träger 2 angeordnet. Senkrecht zur Ausrichtung der Reihen 26, 27, 28 sind Leiterstreifen 34 angeordnet. Die Leiterstreifen 34 stellen einen elektrischen Kontakt für die erste oder die zweite Kontaktschicht 5, 6 dar. Die elektri¬ sche Kontaktierung der anderen Kontaktschicht ist nicht ex¬ plizit dargestellt. Über einen Leiterstreifen 34 werden alle ersten Kontakte der Anordnungen 30 einer Spalte mit Strom versorgt. Die zweiten Kontakte der Anordnungen 30 können mit Hilfe einer einzigen weiteren Kontaktschicht mit Strom versorgt werden. Somit ist eine elektrische Ansteuerung für die einzelnen Spalten 41, 42, 43 der Anordnungen 30 gegeben. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Leiterstreifen 34 auch parallel zu den Reihen 26, 27, 28 angeordnet sein, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Mithilfe dieser Anord¬ nung können durch die entsprechende Ansteuerung der einzelnen Leiterstreifen 34 einzelne Farben des Arrays 25 aktiviert werden. Fig. 11 zeigt eine weitere Ausbildungsform eines Arrays 25, das im Wesentlichen gemäß dem Array der Fig. 10 aus¬ gebildet ist. Auch in dieser Anordnung sind Anordnungen 30 in Reihen 26, 27, 28 und Spalten 41, 42, 43 angeordnet. In jeder Reihe 26, 27, 28 sind Anordnungen 30 vorgesehen, die eine elektromagnetische Strahlung mit dem gleichen Wellenlängenspektrum, insbesondere mit der gleichen Farbe emittieren. In dieser Ausführungsform werden alle Anordnungen 30 einer Reihe 26, 27, 28 mithilfe einer Leiterbahn 34 elektrisch mit Strom versorgt. Im Gegensatz zur Ausbildung der Fig. 10 sind Durch- kontaktierungen 24 vorgesehen, die die Leiterbahnen 34 mit dem jeweiligen elektrischen Kontakt der Anordnungen 30 verbinden. Auf diese Weise können die Leiterbahnen 34 auf der Unterseite des Trägers 2 angeordnet werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Leiterstreifen 34 auch im Träger 2 angeordnet sein. Für die elektrischen Durchkon- taktierungen 24 wird vorzugsweise das gleiche elektrisch lei¬ tende Material wie für die Leiterstreifen 34 verwendet. Die Kontaktierung der zweiten elektrischen Kontakte der Anordnungen 30 ist in der Darstellung der Fig. 12 nicht explizit ge- zeigt.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Lei¬ terstreifen 34 breiter ausgebildet sind und jeder Leiter- streifen 34 eine Vielzahl von Anordnungen 30 mit Strom versorgt. Die Anordnungen 30 eines Leiterstreifens 34 können elektromagnetische Strahlung mit gleicher oder unterschiedli¬ cher Wellenlänge emittieren. Somit wird eine blockweise An- Steuerung der Anordnungen 30 ermöglicht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können über einen Leiterstreifen 34 Anordnungen 30 mit dem gleichen Wellenlängenspektrum oder mit unterschiedlichen Wellenlängenspektren kontaktiert werden. Zudem können über einen Leiterstreifen 34 auch Bereiche 31, 32, 33 von Anordnungen 30 kontaktiert werden, wobei die Anordnungen 30 eines Bereiches 31,32,33 das gleiche Wellenlän¬ genspektrum emittieren. Die Anordnungen 30 der unterschiedlichen Bereiche 31, 32, 33 emittieren unterschiedliche Wellen¬ längenspektren. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Leiterstreifen 34 auf dem Träger 2 angeordnet sein, wie in Fig. 12 schematisch dargestellt ist.
Zudem können die Leiterstreifen 34 auch auf der Unterseite des Trägers oder im Träger 2 ausgebildet sein und über Durch- kontaktierungen 24 zu den Anordnungen 30 durch den Träger 2 geführt werden. Zudem können Leiterstreifen 34 in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sein, um eine individuelle Adressierung einzelner Anordnungen 30 oder Gruppen von Anordnungen 30 zu ermöglichen. Zwischen den Ebenen der Leiter- streifen 34 sind elektrisch isolierende Schichten 35 angeordnet, wie in Fig. 13 schematisch dargestellt. Zudem können die Leiterstreifen 34 unterschiedliche Flächen und Geometrien aufweisen, wie in Fig. 14 dargestellt ist. Fig. 15 zeigt ein Array 25, das im Wesentlichen gemäß dem Ar- ray der Fig. 9 ausgebildet ist, wobei die Anordnungen 30 zu¬ dem mit einer weiteren isolierenden Schicht 36 bedeckt sind. Als isolierende Schicht 36 können dielektrische Schichten wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Siliziumnitrid, Tantaloxid, Polymere, Fotolacke,
Spin-on-Glas usw. oder Kombinationen daraus verwendet werden. Zudem ist auf oder in der weiteren Schicht 36 eine weitere Metallisierung 37 auf- bzw. eingebracht, um die Anordnungen 30 mit Strom für die zweite Kontaktschicht zu versorgen. Die isolierende Schicht 36 ist aus einem Material, das vorzugs¬ weise durchlässig für die elektromagnetische Strahlung der Anordnungen 30 ist. Abhängig von der gewählten Ausführungs- form können die Anordnungen 30 auch mit dem zweiten Endbereich 10 aus der isolierenden Schicht 36 herausragen. Die weitere Metallisierung 37 kann in Form von weiteren Leiterstreifen entlang einer Reihe 26, 27, 28 von Anordnungen 30 angeordnet sein und die dritte Kontaktschicht 22 der Anord- nungen 30 elektrisch seitlich kontaktieren. Mithilfe der gekreuzten Anordnung der Leiterstreifen 34 und der weiteren Leiterstreifen 37 sind einzelne Anordnungen 30 individuell elektrisch ansteuerbar. Fig. 16 zeigt eine weitere Ausbildungsform eines Arrays 25, das im Wesentlichen gemäß der Ausbildungsform der Fig. 15 ausgebildet ist. Im Gegensatz zur Ausbildungsform der Fig. 15 ist nicht eine ganzflächige Metallisierung 37 vorgesehen,— die alle Anordnungen 30 an der dritten Kontaktschicht 22 elektrisch kontaktiert. Die Metallisierung 37 ist auf den zweiten Endbereichen 10 der Anordnungen 30 oder zwischen den Anordnungen 30 ausgebildet. Die Metallisierung 37 ist vorzugsweise aus einem für die elektromagnetische Strahlung der Anordnungen 30 durchlässigen Material.
Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Arrays 25, das im Wesentlichen der Anordnung der Fig. 15 entspricht, wobei jedoch die Leiterstreifen 34 auf der Unterseite des Trä¬ gers angeordnet sind und über Durchkontaktierungen 24 zu den ersten Kontaktschichten 5 der Anordnungen 30 geführt sind.
Die Leiterstreifen 34 sind parallel zu den Reihen 31, 32, 33 der Anordnungen 30 angeordnet. Ebenso sind die Metallisierungen 37, die in Form von weiteren Leiterstreifen ausgebildet sind, parallel zu den Leiterstreifen 34 angeordnet. In dieser Anordnung können jeweils einzelne Reihen aktiviert werden.
Dies wird dadurch erreicht, dass die weiteren Leiterstreifen 38 und die Leiterstreifen 34 parallel zueinander angeordnet sind . Fig. 18 zeigt eine weitere Ausführungsform, die im Wesentli¬ chen der Anordnung der Fig. 17 entspricht, wobei jedoch die Metallisierungen 37 und die Leiterstreifen 34 im rechten Win- kel zueinander angeordnet sind. Dadurch können einzelne An¬ ordnungen 30 durch eine entsprechende Stromversorgung der Leiterstreifen 34 und der weiteren Leiterstreifen 38 aktiviert werden. Die Leiterstreifen 34 sind senkrecht zu den Reihen 31, 32, 33 angeordnet.
Fig. 19 zeigt eine weitere Ausführungsform, die im Wesentli¬ chen der Anordnung der Fig. 18 entspricht. Im Gegensatz zur Fig. 18 sind die Reihen von Anordnungen über weitere Leiterstreifen 38 elektrisch kontaktiert, die auf der Oberseite des Substrates angeordnet sind und die Anordnungen 30 seitlich kontaktieren. Die weiteren Leiterstreifen 38 sind senkrecht zu den Leiterstreifen 34 angeordnet. Auf die isolierende Schicht 35 wurde in dieser Ausführungsform verzichtet.
Die Anordnungen 30 können auf einem Substrat als Träger bei- spielsweise mithilfe eines MOVPE Verfahren epitaktisch aufge¬ wachsen werden. Dazu werden entsprechende Precursor verwendet, um den Kern 3 und die Zonenschicht 4 abzuscheiden.
In einer weiteren Ausführungsform können die Anordnungen 30 gemäß einem Verfahren hergestellt werden, das anhand der Fig.
20 bis 22 erläutert wird. Bei diesem Verfahren wird auf ein Wachstumssubstrat 44 eine Maskenschicht 45 aufgebracht. Das Wachstumssubstrat 44 weist eine Kristallstruktur auf. Die Maskenschicht 45 weist weitere Öffnungen 46 auf. Z. B. mit- hilfe eines MOVPE Verfahren werden Kerne 3 auf dem Wachstums¬ substrat 44 in den weiteren Öffnungen 46 epitaktisch aufgewachsen, wie in Fig. 20 dargestellt ist. Die Kerne 3 stellen ein Zwischenprodukt dar. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können zusätzlich zu den Kernen 3 auch die Zonen- schichten 4 auf die Kerne 3 aufgebracht werden. In einem fol¬ genden Verfahrensschritt werden die Kerne 3 von dem Wachs¬ tumssubstrat 44 abgelöst. Dieser Verfahrensstand ist in Fig.
21 dargestellt. Anschließend werden die Kerne 3 auf einen Träger 2, der in Fig. 22 dargestellt ist, aufgebracht. Der Träger 2 weist eine erste Maskenschicht 11 mit Öffnungen 12 auf, in denen eine Spiegelschicht 8 angeordnet ist. Die Spie¬ gelschicht 8 kann gleichzeitig eine erste Kontaktschicht 5 darstellen. Es kann jedoch auch eine separate erste Kontakt¬ schicht 5 und/oder eine zweite Spiegelschicht vorgesehen sein, wie anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert wurde.
Die Kerne 3 werden in die Öffnungen 12 eingelegt und mit dem Träger 2 befestigt. Zudem wird vorzugsweise an dem freien zweiten Ende 10 des Kernes 3 eine zweite Spiegelschicht auf¬ gebracht. Anschließend werden, wie bereits erläutert, elekt¬ risch leitende Kontakte an die Anordnungen 10 angebracht. Wird als Zwischenprodukt nur ein Kern 3 verwendet, der an- schließend auf dem Träger 2 befestigt wird, so wird auf dem Träger 2 die aktive Zonenschicht 4 auf dem Kern 3 abgeschie¬ den. Dazu wird der Träger 2 in eine Abscheideanlage einge¬ bracht. Zudem kann auch eine entsprechende zweite Spiegel¬ schicht auf den zweiten Endbereich 10 des Kernes 3 aufge- bracht werden.
Die Kerne bzw. die Kerne mit den Zonenschichten 4, die auf den Träger 2 aufgebracht werden, können sich im Aufbau, d.h. in der Struktur, im Material, in der Geometrie oder in der Zonenschicht 4, insbesondere in der von der Zonenschicht 4 erzeugten elektromagnetischen Strahlung unterscheiden. Somit können Träger 2 gemäß einer gewünschten Leistung und einem gewünschten Wellenlängenspektrum der emittierten elektromagnetischen Strahlung entsprechend mit unterschiedlichen Anord- nungen bestückt werden.
Zudem kann mithilfe des beschriebenen Verfahrens ein kostengünstiger Träger 2 verwendet werden, obwohl die Kerne 3 eine Kristallstruktur aufweisen, die von dem Wachstumssubstrat 40 übernommen wurde. Die Kristallstruktur sorgt für eine gute Qualität der Schichtstruktur des Kernes 3 und/oder der
Schichtstruktur der Zonenschicht 4. Insbesondere werden Fehlstellen und/oder Kristalldefekte vermieden. Somit kann mit- hilfe des beschriebenen Verfahrens ein Array mit hochwertigen Anordnungen 30 bereitgestellt werden, obwohl kostengünstige Träger 2 verwendet werden. Mithilfe der beschriebenen Anordnungen 30 werden beispielsweise Laserdioden kostengünstig hergestellt, die mit geringem Platzbedarf eine hohe elektromagnetische Strahlungsdichte be¬ reitstellen können. Durch die Verwendung von Nanostrukturen wird eine hohe Qualität des abgeschiedenen, insbesondere epi- taktisch abgeschiedenen Halbleitermaterials gewährleistet. Dadurch werden die elektrischen und optischen Eigenschaften der Laserdiode verbessert. Durch die Verwendung einer epitaktisch abgeschiedenen ersten Spiegelschicht 16 kann eine gewünschte Halbleiterkristallstruktur vorgegeben werden. Diese Kristallstruktur wird beim epitaktischen Abscheiden des Kernes 3 und/oder der Zonenschicht 4 mit übernommen.
Weiterhin kann die Kristallinformation auch bei der Verwendung nur einer zweiten Spiegelschicht und einer darauf aufge- brachten ersten Kontaktschicht 5 erreicht werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Kristallinformation durch die zweite Spiegelschicht 13 vorgegeben und wegen der dünnen ersten Kontaktschicht 5 an den Kern 3 beim epitaktischen Abscheiden übergeben .
Bezugs zeichenliste
1 Struktur
2 Träger
3 Kern
4 Zonenschicht
5 erste Kontaktschicht
6 zweite Kontaktschicht
7 IsolationsSchicht
8 Spiegelschicht
9 erster Endbereich
10 zweiter Endbereich
11 erste Maskenschicht
12 Öffnung
13 zweite Spiegelschicht
14 KontaktSchicht
15 zweite Öffnung
16 erste Spiegelschicht
17 zweite Maskenschicht
18 dritte Öffnung
19 erste Teilschicht
20 zweite Teilschicht
21 dritte Teilschicht
22 KontaktSchicht
23 KontaktSchicht
24 Durchkontaktierung
25 Array
26 erste Reihe
27 zweite Reihe
28 dritte Reihe
30 Anordnung
31 erster Bereich
32 zweiter Bereich
33 dritter Bereich
34 Leiterstreifen
35 isolierende Schicht
36 weitere Schicht
37 Metallisierung c
25
vierte Öffnung
erste Spalte
zweite Spalte
dritte Spalte
Wachstumssubstrat
Maskenschicht
weitere Öffnung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (30) mit einem Träger (2), wobei auf dem Träger
(2) eine Struktur (1) mit einem Kern (3) ausgebildet ist, wobei der Kern (3) eine Längserstreckung mit zwei Endbe¬ reichen (9,10) aufweist, wobei ein erster Endbereich (9) dem Träger (2) zugewandt und ein zweiter Endbereich (10) vom Träger (2) abgewandt angeordnet ist, wobei der Kern
(3) wenigstens in einem äußeren Bereich elektrisch lei- tend ausgebildet ist, wobei der Bereich wenigstens teil¬ weise mit einer aktiven Zonenschicht (4) bedeckt ist, wo¬ bei die aktive Zonenschicht (4) ausgebildet ist, um elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, wobei wenigs¬ tens in einem Endbereich (9, 10) des Kerns (3) eine Spie- gelschicht (8; 13; 16) vorgesehen ist, um elektromagneti¬ sche Strahlung in einer Richtung zu reflektieren, wobei eine erste elektrische Kontaktschicht (5) vorgesehen ist, die einen elektrisch leitenden Bereich des Kerns (3) kontaktiert, wobei eine zweite Kontaktschicht (6) vorgesehen ist, die die aktive Zonenschicht (4) kontaktiert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei zwischen der aktiven Zonenschicht (4) und der ersten elektrischen Kontaktschicht (5) und/oder zwischen der ersten Kontaktschicht (5) und der zweiten Kontaktschicht (6) eine Isolations¬ schicht (7) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelschicht (8) an einem ersten Endbereich (9) des Kerns (3) vorgesehen ist, der dem Träger zugewandt ist und/oder wobei die Spiegelschicht (8) an dem Endbereich (10) des Kerns (3) vorgesehen ist, der von dem Träger (2) abgewandt ist, und wobei die Richtung der Reflexion der elektromagnetischen Strahlung entlang einer Längsachse des Kerns (3) angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Spiegelschicht (8) direkt auf dem Kern oder auf der aktiven Zonenschicht (4) aufgebracht ist, die den zweiten Endbereich (10) des Kerns (3) bedeckt.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelschicht (8,16) elektrisch leitend ausgebildet ist und vorzugsweise eine Kontaktschicht zur elektrischen Kontaktierung des Kerns (3) darstellt.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Spiegelschicht eine elektrisch leitende erste Spiegel¬ schicht (16) aufweist, die auf einem ersten Endbereich (9) des Kerns (3) angeordnet ist, wobei auf der ersten Spiegelschicht (16) die erste Kontaktschicht (5) aufge¬ bracht ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, wobei auf der ersten Kontaktschicht (5) eine zweite Spiegelschicht (13) aufgebracht ist, und wobei die zweite Spiegelschicht (16) elektrisch isolierend ausgebildet ist, und wobei insbesondere die erste Spiegelschicht einen geringeren Reflektionsgrad als die zweite Spiegelschicht aufweist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Träger (2) eine elektrische Durchkontaktierung (24) vorgesehen ist, wobei die Durchkontaktierung (24) mit der ersten Kontaktschicht (5) elektrisch leitend verbunden ist .
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kontaktschicht (5) mit einer ersten Teilschicht
(19) der aktiven Zonenschicht (4) in Kontakt steht, die an den Kern (3) angrenzt.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktive Zonenschicht (4) den Kern (3) entlang einer
Längsachse mantelförmig umgibt.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Kontaktschicht (6; 22) die aktive Zonenschicht (4) seitlich kontaktiert.
. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobe die Spiegelschicht (13, 15) in Form einer Schichtenfolge ausgebildet ist.
13. Array (25) mit mehreren Anordnungen (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Kontaktschicht (5, 6) von wenigstens zwei Anord¬ nungen (30) unabhängig voneinander ausgebildet sind und die zwei Anordnungen getrennt und unabhängig voneinander mit Strom zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strah- lung versorgt werden können.
14. Array nach Anspruch 13, wobei die erste und/oder die
zweite Kontaktschicht (5,6;22) mehrerer Anordnungen (30) in Form eines Leiterstreifens (34,37) ausgebildet sind, und wobei mehrere Leiterstreifen (34,37) vorgesehen sind, die voneinander getrennt sind.
15. Array nach Anspruch 14, wobei die Leiterstreifen (34,37) in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sind.
16. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei zuerst ein Zwischen- produkt auf einem Wachstumssubstrat hergestellt wird, wo¬ bei das Zwischenprodukt wenigstens den Kern umfasst, wo¬ bei das Zwischenprodukt von dem Wachstumssubstrat abge¬ nommen und auf einen Träger aufgebracht wird und die An¬ ordnung fertig gestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Zwischenprodukt den Kern und die aktive Zonenschicht aufweist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei der Träger eine Maskierungsschicht aufweist, wobei die Mas¬ kierungsschicht Öffnungen aufweist, wobei in den Öffnun¬ gen eine Spiegelschicht und/oder eine erste Kontakt- schicht vorgesehen sind, und wobei das Zwischenprodukt in die Öffnung mit einem ersten Endbereich eingelegt und mit dem Träger befestigt wird.
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