WO2017144512A1 - Verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden halbleiterchips und strahlungsemittierender halbleiterchip - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden halbleiterchips und strahlungsemittierender halbleiterchip Download PDF

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pits
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radiation
facets
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Werner Bergbauer
Thomas LEHNHARDT
Jürgen OFF
Lise LAHOURCADE
Philipp Drechsel
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • a method for producing a radiation-emitting semiconductor chip is, for example, in the document
  • An object of the present application is to provide a
  • the growth substrate may comprise, for example, sapphire, SiC, GaN, AlN or silicon, or may consist of one of these materials. According to one embodiment of the method is on the
  • the buffer layer has a thickness of between 1 micron and 15 microns inclusive.
  • Recesses in an epitaxially grown layer which are in the form of a pyramid or a truncated pyramid, are referred to as V-pits or also V-defects.
  • the pyramid or the truncated pyramid is preferably formed as a straight pyramid or straight truncated pyramid.
  • Such defects have the shape of a Vs in a sectional view. This is the name of the defects go back.
  • the V-pits have a hexagonal base surface and a lateral surface composed of six facets.
  • the V-pits has a lateral surface with, for example, 12 facets.
  • the number of facets of a V-Pits can be one
  • the facets of a V-pit are each formed not only from a continuous surface, but from at least two surfaces which have an angle to each other, so that the respective facet has at least one kink.
  • Such V-pits have a sectional view in which at least one leg of the Vs has at least two partial sections with different sections
  • the footprint of the V-pits preferably at maximum open V-pit, has a diameter of between 20 nanometers and 1000 nanometers inclusive.
  • the height of the V-pits is preferably between 15 nanometers inclusive and 800 nanometers inclusive, more preferably between 100 nanometers and 100 nanometers inclusive
  • Buffer layer is a radiation-generating active
  • V-Pits Semiconductor layer sequence continues.
  • the facets of the V-Pits are usually with the material of the other
  • the radiation-generating active semiconductor layer sequence has on the facets of the V-pits
  • the active semiconductor layer sequence on the facets of the V-pits has a thickness that is perpendicular to a surface of the
  • Facets is less than 50% of its thickness on the major surface of the buffer layer.
  • the active semiconductor layer sequence on the facets of the V-pits can furthermore have a changed composition than on the main surface of the buffer layer.
  • a further layer sequence is applied to the active semiconductor layer sequence
  • the facets of the V Pits usually covered with the material of the further layer sequence.
  • the further layer sequence on the facets of the V-pits preferably has a substantially smaller thickness and / or a different one
  • composition on than a major surface of the active semiconductor layer sequence.
  • the further layer sequence is particularly preferably designed as an electron-blocking layer sequence.
  • the further layer sequence should provide a barrier for
  • the further layer sequence is selectively removed from the facets of the V-pits, wherein the further layer sequence on the main surface of the active
  • the further layer sequence also covers the main area of the active semiconductor layer sequence after that
  • Main surface of the further layer sequence in the selective removal of the further layer sequence of the facets takes place.
  • the material of the further layer sequence is completely removed from the facets of the V-pits, so that the semiconductor material of the
  • semiconductor layer epitaxially grown which is the V-pits complete or partially complete.
  • the material of the p-doped semiconductor layer is particularly
  • the p-doped semiconductor layer is particularly preferably epitaxially grown in such a way that it completely covers the main surface of the further layer sequence and, starting from the further layer sequence, forms a certain thickness.
  • the p-doped layer has a thickness of between 1 nm and 1 nm
  • the buffer layer including 500 nanometers up.
  • the buffer layer including 500 nanometers up.
  • the radiation-generating active semiconductor layer sequence, the further layer sequence and the p-doped semiconductor layer comprise a nitride compound semiconductor material or consist of a nitride compound semiconductor material.
  • Compound semiconductor materials containing nitrogen such as the materials of the system In x Al y Gai x - y N with 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1.
  • the following materials are
  • Nitride compound semiconductor materials GaN, InGaN, AlGaN.
  • the quantum films and the barrier layers are preferably arranged alternately. Particularly preferred are the
  • the barrier layers have GaN or consist of GaN.
  • the barrier layers may also comprise AlGaN or consist of AlGaN.
  • the quantum films preferably have radiation-generating
  • Quantum structures such as quantum dots
  • the further layer sequence is formed according to an embodiment of alternately arranged AlGaN layers and InGaN layers or of alternately arranged AlGaN layers and GaN layers or of alternately arranged InGaN layers and GaN layers.
  • the thickness of the further layer sequence on the facets of the V-pits is thinner than on one
  • Main surface of the active semiconductor layer sequence is particularly preferably, the further layer sequence on the facets of the V-pits has a thickness of between 5 nanometers and 200 nanometers inclusive.
  • the main surface of the active semiconductor layer sequence has the other
  • Layer sequence after epitaxial growth and before selective removal a thickness between 10 nanometers inclusive and including 400 nanometers.
  • the further layer sequence on the facets of the V-pits thinner, since they have a different morphology and surface reconstruction than the main surface of the active semiconductor layer sequence.
  • the epitaxial layers on the facets of the V-pits thinner, since they have a different morphology and surface reconstruction than the main surface of the active semiconductor layer sequence.
  • Main surface of a sapphire substrate having a (0001) orientation is also referred to as a c-plane.
  • the main surfaces formed thereon also have the following epitaxially grown
  • Layers such as the major surface of the active semiconductor layer sequence, have a (0001) -oriented major surface.
  • surface reconstruction of the facets results in the material of the further layer sequence being made thinner and / or having a different composition during epitaxy on the facets of the V-pits than on a main surface of the active semiconductor layer sequence.
  • the (0001) major surfaces are at one
  • Nitride compound semiconductor material usually due to the crystal structure of such semiconductor materials polar.
  • Nitride compound semiconductor materials typically have a ⁇ 1-101 ⁇ orientation and are therefore semipolar
  • each V-pit is six
  • the value of indium content refers to the
  • Facets of V-Pits have a value between 0.1% inclusive and 60% inclusive, preferably between 0.5% and 10% inclusive, during the
  • Indium content of the further layer sequence on the main surface of the active semiconductor layer sequence preferably has a value between 1% inclusive and 30% inclusive.
  • the value of the aluminum content on the facets of the V-pits has a value of between 1% and 100% inclusive, preferably between 5% and 25% inclusive, while the
  • Main surface of the active semiconductor layer sequence preferably has a value between 1% inclusive and 100% inclusive.
  • the further layer sequence is removed by etching in the epitaxial reactor in situ selectively from the facets of the V-pits.
  • the growth substrate with the grown-up buffer layer and the grown active semiconductor layer sequence as well as the grown further layer sequence is removed by etching in the epitaxy reactor.
  • the workpiece between the growth processes and the etching process remains particularly preferred
  • Epitaxy reactor changed accordingly. For example, the Increased hydrogen content during etching versus hydrogen content during epitaxial growth within the epitaxial reactor. For example, the hydrogen content during the epitaxial growth within the epitaxial reactor between a value
  • Nitride compound semiconductor materials are in the
  • Epitaxieraktor usually gaseous precursor materials, of which one precursor material comprises nitrogen and another precursor material is an element of the group III of the periodic table, such as gallium, aluminum or indium.
  • the ratio of nitrogen to a group III element during the etching process is reduced from the growth process. For example, the ratio of to
  • the available group III element has a value greater than 0.2, preferably greater than 1, on the surface, while it has a value of less than 1, preferably less than 0.1, in the etching.
  • Layer sequence which adjoin directly to the edges of the openings of the V-pits in the further layer sequence, are removed in the selective removal of the further layer sequence of the semiconductor facets of the V-pits obliquely, so that the facets of the V-pits in the area, the is formed by the further layer sequence, a greater inclination to a normal of the main surface of the active
  • the semiconductor chip preferably comprises a p-doped semiconductor layer, wherein a multiplicity of V-pits proceed from the further layer sequence through the further layer sequence and the radiation-generating end
  • the material of the p-doped semiconductor layer in this case particularly preferably completely or completely fills the V-pits
  • the Structuring of the growth substrate may, for example, comprise structural elements which are in the form of dome-shaped domes
  • the dome-shaped domes more preferably have a base with a diameter between
  • the buffer layer is formed n-doped at least in the region adjacent to the active semiconductor layer sequence.
  • One idea of the present application is to use the further layer sequence, which is usually used to block
  • Radiation generating semiconductor layer sequence is arranged, but also hinders the injection of holes to completely remove from the facets of the V-pits and thus a better injection of holes from the p-doped
  • the rated current has, for example, current densities of at least 5 A / cm 2 . This leads to an increased efficiency of
  • Figure 7 shows a schematic sectional view of a
  • FIG. 8 shows, by way of example, a schematic representation of a scanning force microscopic image of an etched surface of a further layer sequence.
  • Figure 9 shows an example of a height profile of the recording
  • a growth substrate 1 is provided, for example made of sapphire (FIG. 1).
  • the first main surface of the sapphire substrate 1 is structured, for example, with dome-like structural elements 2, as already described in the general part of the description.
  • Buffer layer 3 in the present case comprises GaN or is formed from GaN. In the buffer layer 3 forms in the
  • V-Pits 4 epitaxial growth a variety of V-Pits 4 off.
  • the buffer layer 3 is formed n-doped at least in the region which faces away from the growth substrate 1.
  • the V-pits 4 may extend through the buffer layer 3 as far as the growth substrate 1 or, as shown in FIG.
  • a radiation-generating active semiconductor layer sequence 5 is applied to the buffer layer 3 epitaxially deposited (not shown).
  • the radiation-generating semiconductor layer sequence 5 is
  • the barrier layers 6 are formed from GaN, AlGaN or InGaN or AlInGaN or have one of these materials, while the quantum films 7 have InGaN or consist of InGaN.
  • Radiation generating semiconductor layer sequence 5 the V-pits 4 set in the radiation generating end
  • the facets 8 of the V-pits are in this case also completely covered with the quantum films 6 and the barrier layers 7 of the active semiconductor layer sequence 5.
  • a further layer sequence 9 is epitaxially deposited on the radiation-generating semiconductor layer sequence 5.
  • the further layer sequence 5 is formed from alternately arranged AlGaN layers 10 and InGaN layers 11.
  • GaN layers can also be used.
  • the further layer sequence 9 is presently a
  • Electron-blocking layer sequence is Electron-blocking layer sequence.
  • the further layer sequence 9 is deposited during epitaxial growth on the facets 8 of the V-pits 4.
  • the further layer sequence 9 on the facets 8 of the V-pit 4 may have a lower aluminum content and a smaller thickness than on a main surface 12 of the active radiation-generating semiconductor layer sequence 5.
  • the further layer sequence 9 is removed again from the facets 8 of the V-pits 4, while the further layer sequence 9 on the main surface 12 of FIG. 4
  • Radiation generating semiconductor layer sequence 5 remains. It is possible that the thickness of the further layer sequence 9 on the main surface 12 of the
  • Radiation generating semiconductor layer sequence 5 is reduced.
  • the removal of the further layer sequence 9 from the facets 8 of the V-pits 4 can take place, for example, in situ within the epitaxy reactor by changing the process parameters in the reactor. Furthermore, it is possible, as shown schematically in FIG. 5
  • Layer sequence 9 is formed, a greater inclination to a normal of the main surface 12 of the active
  • Semiconductor layer sequence 5 has as the remainder of the facet. 8
  • a p-doped semiconductor layer 15 is epitaxially grown on the further semiconductor layer sequence 9.
  • the p-doped semiconductor layer 15 completely fills the V-pits 4. Since the material of the further layer sequence 9 has been removed from the facets 8 of the V-pits 4, the material is the p-doped one In this case, the semiconductor layer 15 is in direct contact with the radiation-generating semiconductor layer sequence 5. Furthermore, the p-doped semiconductor layer 15 has a certain thickness over the radiation-generating layer sequence 5.
  • the semiconductor chip according to the exemplary embodiment of FIG. 7 has a growth substrate 1, which is formed, for example, from sapphire. On a main surface 16 of the growth substrate 1, which is formed, for example, from sapphire.
  • Wax substrate 1 which may be structured as described above, a buffer layer 3 is applied, which has GaN.
  • the buffer layer 3 is formed n-doped at least in the region which faces away from the main surface 16 of the growth substrate 1.
  • a radiation-generating active semiconductor layer sequence 5 is formed with alternately arranged quantum films 6 and barrier layers 7.
  • the barrier layers 7 are formed, for example, of GaN, while the quantum films 6 are formed of InGaN.
  • a further layer sequence 9 is arranged, which is formed of alternating AlGaN layers 10 and InGaN or GaN layers 11.
  • the semiconductor chip according to the embodiment of FIG. 7 comprises a multiplicity of V-pits 4 and a p-doped one
  • V-pits 4 Semiconductor layer 15 whose material completely fills the V-pits 4.
  • the V-pits 4 completely penetrate the further layer sequence 9 and the radiation-generating layer sequence 5 as well as the buffer layer 3 in part, the cross-section of the V-pits 4 starting from the p-doped one Layer 15 toward the buffer layer 3 each continuously tapered.
  • the material of the p-doped semiconductor layer 15 is in direct contact with the radiation-generating semiconductor layer sequence 5 at the facets 8 of the V-pits 4.
  • the arrows in FIG. 7 are intended to schematically improve the supply of the quantum films 6 in the active semiconductor layer sequence 5 with holes + symbolize the p-doped layer 15.
  • FIG. 8 shows by way of example a schematic representation of a scanning force microscopic image of the surface of a further layer sequence 9 in the region of a plurality of V-pits 4, while FIG. 9 shows by way of example a height profile along the line AA 'of FIG.
  • the arrows in FIG. 8 in this case designate the same locations on the surface of the scanning force microscope image as the arrows in the height profile of FIG. 9.
  • the bright circled area in the receptacle of FIG. 8 shows this side removed

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips mit den folgenden Schrittenangegeben: - Bereitstellen eines Aufwachssubstrats (1), - epitaktisches Aufwachsen einer Pufferschicht (3) auf das Aufwachssubstrat (1), wobei in der Pufferschicht (3) eine Vielzahl an V-Pits (4) erzeugt wird, - epitaktisches Aufwachsen einer strahlungserzeugenden aktiven Halbleiterschichtenfolge (5) auf die Pufferschicht (3), wobei sich die Struktur der V-Pits (4) in die aktive Halbleiterschichtenfolge (5) fortsetzt, - epitaktisches Aufwachsen einer weiteren Schichtenfolge (9) auf die aktive Halbleiterschichtenfolge (5), wobei sich die Struktur der V-Pits (4) in die weitere Schichtenfolge (9) fortsetzt, - Selektives Entfernen der weiteren Schichtenfolge (9) von den Facetten (8) der V-Pits (4), wobei die weitere Schichtenfolge (9) auf der Hauptfläche (12) der aktiven Halbleiterschichtenfolge (5) verbleibt, und - epitaktisches Aufwachsen einer p-dotierten Halbleiterschicht (15), die die V-Pits (4) vollständig oder teilweise ausfüllt. Weiterhin wird ein Halbleiterchip angegeben, der mit diesem Verfahren hergestellt werden kann.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden
Halbleiterchips und strahlungsemittierender Halbleiterchip
Es werden ein Verfahren zur Herstellung eines
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips und ein
strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben. Ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist beispielsweise in der Druckschrift
WO 2011/080219 angegeben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, einen
strahlungsemittierenden Halbleiterchip mit erhöhter Effizienz und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Halbleiterchips anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 und einen strahlungsemittierenden
Halbleiterchip mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst .
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des
Verfahrens sowie des Halbleiterchips sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips wird zunächst ein Aufwachssubstrat bereitgestellt. Das Aufwachssubstrat kann beispielsweise Saphir, SiC, GaN, A1N oder Silizium aufweisen oder aus einem dieser Materialien bestehen. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf das
Aufwachssubstrat eine Pufferschicht epitaktisch aufgewachsen. In der Pufferschicht wird hierbei eine Vielzahl an V-Pits erzeugt .
Beispielsweise weist die Pufferschicht eine Dicke zwischen einschließlich 1 Mikrometer und einschließlich 15 Mikrometer auf . Als V-Pits oder auch V-Defekte werden Ausnehmungen in einer epitaktisch gewachsenen Schicht bezeichnet, die in der Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes ausgebildet sind. Die Pyramide oder der Pyramidenstumpf ist hierbei bevorzugt als gerade Pyramide oder gerader Pyramidenstumpf ausgebildet. Derartige Defekte weisen in einer Schnittansicht die Form eines Vs auf. Hierauf geht die Bezeichnung der Defekte zurück. Besonders bevorzugt weisen die V-Pits eine hexagonale Grundfläche und eine Mantelfläche auf, die sich aus sechs Facetten zusammensetzt. Weiterhin ist es auch möglich, dass die V-Pits eine Mantelfläche mit beispielsweise 12 Facetten aufweist. Die Anzahl der Facetten eines V-Pits kann ein
Vielfaches von sechs betragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Facetten eines V-Pits jeweils nicht nur aus einer durchgehenden Fläche gebildet, sondern aus mindestens zwei Flächen, die einen Winkel zueinander aufweisen, so dass die jeweilige Facette mindestens einen Knick aufweist. Derartige V-Pits weisen eine Schnittansicht auf, bei dem mindestens ein Schenkel des Vs mindestens zwei Teilabschnitte mit unterschiedlichen
Steigungen aufweist. Beispielsweise weist die Grundfläche der V-Pits, bevorzugt bei maximal geöffnetem V-Pit, einen Durchmesser zwischen einschließlich 20 Nanometer und einschließlich 1000 Nanometer auf .
Die Höhe der V-Pits liegt bevorzugt zwischen einschließlich 15 Nanometer und einschließlich 800 Nanometer, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 100 Nanometer und
einschließlich 400 Nanometer.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf die
Pufferschicht eine Strahlungserzeugende aktive
Halbleiterschichtenfolge epitaktisch aufgewachsen. Hierbei setzt sich die Struktur der V-Pits in die aktive
Halbleiterschichtenfolge fort. Die Facetten der V-Pits werden hierbei in der Regel mit dem Material der weiteren
Strahlungserzeugenden aktiven Halbleiterschichtenfolge bedeckt. Allerdings weist die Strahlungserzeugende aktive Halbleiterschichtenfolge auf den Facetten der V-Pits
bevorzugt eine wesentlich geringere Dicke auf als einer
Hauptfläche der Pufferschicht. Beispielsweise weist die aktive Halbleiterschichtenfolge auf den Facetten der V-Pits eine Dicke auf, die senkrecht zu einer Oberfläche der
Facetten weniger als 50% von ihrer Dicke auf der Hauptfläche der Pufferschicht beträgt. Alternativ oder zusätzlich kann die aktive Halbleiterschichtenfolge auf den Facetten der V- Pits weiterhin eine geänderte Zusammensetzung aufweisen als auf der Hauptfläche der Pufferschicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird auf die aktive Halbleiterschichtenfolge eine weitere Schichtenfolge
epitaktisch aufgewachsen, in der sich ebenfalls die Struktur der V-Pits fortsetzt. Auch hierbei werden die Facetten der V- Pits in der Regel mit dem Material der weiteren Schichtenfolge bedeckt. Allerdings weist auch hier die weitere Schichtenfolge auf den Facetten der V-Pits bevorzugt eine wesentlich geringere Dicke und/oder eine andere
Zusammensetzung auf als auf einer Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge .
Die weitere Schichtenfolge ist besonders bevorzugt als elektronenblockende Schichtenfolge ausgebildet. Mit anderen Worten soll die weitere Schichtenfolge eine Barriere für
Elektronen ausbilden und so verhindern, dass in dem fertigen Halbleiterchip Elektronen in die weitere Schichtenfolge aus der Strahlungserzeugenden Schichtenfolge verloren gehen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in einem nächsten Schritt die weitere Schichtenfolge von den Facetten der V-Pits selektiv entfernt, wobei die weitere Schichtenfolge auf der Hauptfläche der aktiven
Halbleiterschichtenfolge verbleibt. Besonders bevorzugt bedeckt die weitere Schichtenfolge die Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge hierbei auch nach dem
Entfernen vollständig. Es ist jedoch möglich, dass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Materialabtrag über die
Hauptfläche der weiteren Schichtenfolge bei dem selektiven Entfernen der weiteren Schichtenfolge von den Facetten erfolgt. Besonders bevorzugt wird das Material der weiteren Schichtenfolge von den Facetten der V-Pits vollständig entfernt, so dass das Halbleitermaterial der
Strahlungserzeugenden aktiven Halbleiterschichtenfolge freiliegt.
In einem nächsten Schritt wird eine p-dotierte
Halbleiterschicht epitaktisch aufgewachsen, die die V-Pits vollständig oder teilweise ausfüllen kann. Hierbei steht das Material der p-dotierten Halbleiterschicht besonders
bevorzugt in direktem Kontakt mit dem Material der aktiven Halbleiterschichtenfolge innerhalb der V-Pits.
Die p-dotierte Halbleiterschicht wird hierbei besonders bevorzugt derart epitaktisch aufgewachsen, dass diese die Hauptfläche der weiteren Schichtenfolge vollständig bedeckt und ausgehend von der weiteren Schichtenfolge eine gewisse Dicke ausbildet. Beispielsweise weist die p-dotierte Schicht ausgehend von der Hauptfläche der weiteren Schichtenfolge eine Dicke zwischen einschließlich 1 Nanometer und
einschließlich 500 Nanometer auf. Besonders bevorzugt weisen die Pufferschicht, die
Strahlungserzeugende aktive Halbleiterschichtenfolge, die weitere Schichtenfolge und die p-dotierte Halbleiterschicht ein Nitridverbindungshalbleitermaterial auf oder bestehen aus einem Nitridverbindungshalbleitermaterial . Nitrid- Verbindungshalbleitermaterialien sind
Verbindungshalbleitermaterialien, die Stickstoff enthalten, wie die Materialien aus dem System InxAlyGai-x-yN mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x+y < 1. Beispielsweise handelt es sich bei den folgenden Materialien um
Nitridverbindunghalbleitermaterialien: GaN, InGaN, AlGaN.
Gemäß einer Ausführungsform weist die aktive
Halbleiterschichtenfolge eine Vielzahl an Quantenfilmen auf, die durch Barriereschichten voneinander getrennt sind.
Bevorzugt sind die Quantenfilme und die Barriereschichten alternierend angeordnet. Besonders bevorzugt weisen die
Quantenfilme InGaN auf oder bestehen aus InGaN, während die Barriereschichten GaN aufweisen oder aus GaN bestehen. Alternativ können die Barriereschichten auch AlGaN aufweisen oder aus AlGaN bestehen.
Die Quantenfilme weisen bevorzugt Strahlungserzeugende
Quantenstrukturen wie beispielsweise Quantenpunkte,
Quantendrähte oder Quantentöpfe auf.
Die weitere Schichtenfolge ist gemäß einer Ausführungsform aus alternierend angeordneten AlGaN-Schichten und InGaN- Schichten oder aus alternierend angeordneten AlGaN-Schichten und GaN-Schichten oder aus alternierend angeordneten InGaN- Schichten und GaN-Schichten gebildet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens wird die Dicke der weiteren Schichtenfolge auf den Facetten der V-Pits dünner ausgebildet als auf einer
Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge. Besonders bevorzugt weist die weitere Schichtenfolge auf den Facetten der V-Pits eine Dicke zwischen einschließlich 5 Nanometer und einschließlich 200 Nanometer auf. Auf der Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge weist die weitere
Schichtenfolge nach dem epitaktischen Aufwachsen und vor den selektiven Entfernen eine Dicke zwischen einschließlich 10 Nanometer und einschließlich 400 Nanometer auf.
In der Regel ist es möglich, die weitere Schichtenfolge auf den Facetten der V-Pits dünner auszubilden, da diese eine andere Morphologie und Oberflächenrekonstruktion aufweisen als die Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge. Beispielsweise werden die epitaktischen Schichten auf der
Hauptfläche eines Saphirsubstrats gewachsen, die eine (0001)- Orientierung aufweist. Eine derartige Hauptfläche eines Saphirsubstrats wird auch als c-Fläche bezeichnet. Entsprechend weisen auch die darauf ausgebildeten Hauptflächen der nachfolgend epitaktisch aufgewachsenen
Schichten, wie beispielsweise die Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge, eine ( 0001 ) -orientierte Hauptfläche auf. Die unterschiedliche Morphologie und
Oberflächenrekonstruktion der Facetten führt in der Regel dazu, dass das Material der weiteren Schichtenfolge bei der Epitaxie auf den Facetten der V-Pits dünner und/oder mit einer anderen Zusammensetzung ausgebildet wird als auf einer Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge.
Die ( 0001 ) -Hauptflächen sind bei einem
Nitridverbindungshalbleitermaterial in der Regel aufgrund der Kristallstruktur derartiger Halbleitermaterialien polar. Die Facetten von V-Pits in einem derart gewachsenen
Nitridverbindungshalbleitermaterial weisen in der Regel eine { 1-101 } -Orientierung auf und sind damit semipolar
ausgebildet . Gemäß einer Ausführungsform ist jedes V-Pit von sechs
Facetten begrenzt, die durch eine nichtpolare oder semipolare Fläche gebildet ist, bevorzugt durch eine semipolare {10-11}- Fläche . Aufgrund des Unterschieds der Morphologie und der
Oberflächenrekonstruktion zwischen Hauptfläche und Facetten der V-Pits ist es möglich, dass der Aluminiumgehalt und/oder der Indiumgehalt der weiteren Schichtenfolge, die auf die Facetten der V-Pits aufgebracht wird, gegenüber dem
Aluminiumgehalt der weiteren Schichtenfolge, die auf die Hauptfläche der aktiven Schichtenfolge aufgebracht wird, verändert, bevorzugt erniedrigt ist. Beispielsweise weist der Wert des Indiumgehalts auf den
Facetten der V-Pits einen Wert zwischen einschließlich 0,1% und einschließlich 60% auf, bevorzugt einen Wert zwischen einschließlich 0,5% und einschließlich 10%, während der
Indiumgehalt der weiteren Schichtenfolge auf der Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge bevorzugt einen Wert zwischen einschließlich 1% und einschließlich 30% aufweist.
Beispielsweise weist der Wert des Aluminiumgehalts auf den Facetten der V-Pits einen Wert zwischen einschließlich 1% und einschließlich 100% auf, bevorzugt einen Wert zwischen einschließlich 5% und einschließlich 25%, während der
Aluminiumgehalt der weiteren Schichtenfolge auf der
Hauptfläche der aktiven Halbleiterschichtenfolge bevorzugt einen Wert zwischen einschließlich 1% und einschließlich 100% aufweist .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens wird die weitere Schichtenfolge durch Ätzen im Epitaxiereaktor in situ selektiv von den Facetten der V-Pits entfernt. Mit anderen Worten wird das Aufwachssubstrat mit der aufgewachsenen Pufferschicht und der aufgewachsenen aktiven Halbleiterschichtenfolge sowie der aufgewachsenen weiteren Schichtenfolge mittels Ätzen im Epitaxiereaktor entfernt. Besonders bevorzugt verbleibt hierbei das Werkstück zwischen den Aufwachsprozessen und dem Ätzprozess im
Epitaxiereaktor. Dies vereinfacht die Herstellung des
Halbleiterchips . Um einen Materialabtrag von der weiteren Schichtenfolge im
Epitaxiereaktor beim Ätzprozess zu erzielen, werden gegenüber dem Aufwachsprozess die Prozessparameter in dem
Epitaxiereaktor entsprechend geändert. Beispielsweise ist der Wasserstoffgehalt während des Ätzens gegenüber dem Wasserstoffgehalt während des epitaktischen Aufwachsens innerhalb des Epitaxiereaktors erhöht. Beispielsweise weist der Wasserstoffgehalt während des epitaktischen Aufwachsens innerhalb des Epitaxiereaktors einen Wert zwischen
einschließlich 0 und einschließlich dem vierfachen der Summe der Hydride, die nicht Wasserstoff entsprechen, auf, während der Wasserstoffgehalt innerhalb des Epitaxiereaktors während des Ätzens beispielsweise mindestens dem zehnten Teil der Summe der Hydride, die nicht Wasserstoff entsprechen, aufweist .
Zum epitaktischen Abscheiden von
Nitridverbindungshalbleitermaterialien befinden sich im
Epitaxieraktor in der Regel gasförmige Vorläufermaterialien, von denen ein Vorläufermaterial Stickstoff umfasst und ein weiteres Vorläufermaterial ein Element aus der Gruppe III des Periodensystems, wie beispielsweise Gallium, Aluminium oder Indium. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Verhältnis von Stickstoff zu einem Element der Gruppe III während des Ätzprozesses gegenüber dem Aufwachsprozess erniedrigt. Beispielsweise weist das Verhältnis von zum
Wachstum verfügbaren Stickstoff zu einem zum Wachstum
verfügbaren Element der Gruppe III auf der Oberfläche während des Epitaxieprozesses einen Wert größer als 0,2, bevorzugt größer 1 auf, während er bei dem Ätzen einen Wert kleiner 1, bevorzugt kleiner 0,1, aufweist.
Auch eine Anpassung von Temperatur und Druck können die
Bedingungen in dem Epitaxiereaktor derart ändern, dass statt einem Aufwachsen ein Entfernen der weiteren Schichtenfolge erfolgt . Weiterhin ist es möglich, dass Bereiche der weiteren
Schichtenfolge, die direkt an die Ränder der Öffnungen der V- Pits in der weiteren Schichtenfolge angrenzen, bei dem selektiven Entfernen der weiteren Schichtenfolge von den Halbleiterfacetten der V-Pits schräg abgetragen werden, so dass die Facetten der V-Pits in dem Bereich, der durch die weitere Schichtenfolge gebildet ist, eine größere Neigung gegenüber einer Normalen der Hauptfläche der aktiven
Halbleiterschichtenfolge aufweist als der Rest der Facette.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein
strahlungsemittierender Halbleiterchip ein epitaktisches Aufwachssubstrat , eine aktive Strahlungserzeugende
Schichtenfolge und eine weitere Schichtenfolge.
Weiterhin umfasst der Halbleiterchip bevorzugt eine p- dotierte Halbleiterschicht, wobei sich eine Vielzahl von V- Pits ausgehend von der weiteren Schichtenfolge durch die weitere Schichtenfolge und die Strahlungserzeugende
Halbleiterschichtenfolge hindurch erstreckt. Die V-Pits verjüngen sich hierbei ausgehend von der weiteren
Schichtenfolge durch die Strahlungserzeugende Schichtenfolge hindurch . Das Material der p-dotierten Halbleiterschicht füllt hierbei die V-Pits besonders bevorzugt vollständig oder auch
teilweise aus und steht an den Facetten der V-Pits in
direktem Kontakt mit der Strahlungserzeugenden
Halbleiterschichtenfolge .
Besonders bevorzugt ist die Hauptfläche des
Aufwachssubstrats , auf die die Pufferschicht epitaktisch aufgewachsen ist, strukturiert ausgebildet. Die Strukturierung des Aufwachssubstrats kann beispielsweise Strukturelemente umfassen, die als domförmige Kuppeln
ausgebildet sind. Die domförmigen Kuppeln weisen besonders bevorzugt eine Basis mit einem Durchmesser zwischen
einschließlich 0,4 Mikrometer und einschließlich 3,9
Mikrometer auf. Die Höhe der Kuppeln liegt besonders
bevorzugt zwischen 0,5 Mikrometer und 3 Mikrometer.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des
Halbleiterchips ist die Pufferschicht zumindest im Bereich angrenzend an die aktive Halbleiterschichtenfolge n-dotiert ausgebildet .
Eine Idee der vorliegenden Anmeldung ist es, die weitere Schichtenfolge, die in der Regel zur Blockierung von
Elektronen zwischen der p-dotierten Schicht und der
Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist, aber auch die Injektion von Löchern behindert, von den Facetten der V-Pits vollständig zu entfernen und so eine bessere Injektion von Löchern aus der p-dotierten
Halbleiterschicht in die Strahlungserzeugende Zone zu
ermöglichen. So werden die Quantenfilme der aktiven
Halbleiterschichtenfolge senkrecht zu ihrer
Haupterstreckungsrichtung gleichmäßiger mit Löchern versorgt. Insbesondere werden Quantenfilme, die einen größeren Abstand zur p-dotierten Schicht aufweisen, besser mit Löchern
versorgt. Auf diese Art und Weise werden mit Vorteil die Stromdichten, die notwendig sind, um eine bestimmte
Strahlungsausbeute des Halbleiterchips zu erzielen,
verringert. Insbesondere wird die Stromdichte in den
einzelnen Quantenfilmen verringert, mit der Folge, dass die Wahrscheinlichkeit für nicht-strahlende Verlustprozesse der Ladungsträger in der aktiven Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge bei Nennstrom verringert wird. Der Nennstrom weist beispielsweise Stromdichten von mindestens 5 A/cm2 auf. Dies führt zu einer erhöhten Effizienz der
Halbleiterchips .
Weiterhin führt das Entfernen der weiteren Schichtenfolge von den Facetten der V-Pits zu einem niedrigeren seriellen
Widerstand für Injektion von Löchern in die Quantenfilme und folglich zu einer Erniedrigung der Vorwärtsspannung.
Merkmale und Ausführungsformen, die vorliegend nur in
Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, können auch, soweit technisch sinnvoll, bei dem Halbleiterchip ausgebildet sein und umgekehrt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 1 bis 6 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens näher erläutert.
Figur 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines
Halbleiterchips gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Figur 8 zeigt exemplarisch eine schematische Darstellung einer rasterkraftmikroskopischen Aufnahme einer geätzten Oberfläche einer weiteren Schichtenfolge.
Figur 9 zeigt exemplarisch ein Höhenprofil der Aufnahme aus
Figur 8 entlang der Linie AA' . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 6 wird in einem ersten Schritt ein Aufwachssubstrat 1 bereitgestellt, beispielsweise aus Saphir (Figur 1). Die erste Hauptfläche des Saphirsubstrates 1 ist beispielsweise mit kuppelartigen Strukturelementen 2 strukturiert, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung beschrieben.
In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 2
dargestellt ist, wird eine Pufferschicht 3 auf das
Aufwachssubstrat 1 epitaktisch abgeschieden. Die
Pufferschicht 3 weist vorliegend GaN auf oder ist aus GaN gebildet. In der Pufferschicht 3 bildet sich bei dem
epitaktischen Wachstum eine Vielzahl an V-Pits 4 aus. Der Übersichtlichkeit halber ist in Figur 2 lediglich ein V-Pit 4 im Schnitt exemplarisch dargestellt. Die Pufferschicht 3 ist vorliegend zumindest in dem Bereich, der von dem Aufwachsubstrat 1 abgewandt ist, n-dotiert ausgebildet. Die V-Pits 4 können sich durch die Pufferschicht 3 bis zum Aufwachssubstrat 1 hin erstrecken oder, wie
vorliegend in Figur 2 schematisch dargestellt, lediglich einen Teilbereich der Pufferschicht 3 durchdringen.
In einem nächsten Schritt wird auf die Pufferschicht 3 eine Strahlungserzeugende aktive Halbleiterschichtenfolge 5 epitaktisch abgeschieden (nicht dargestellt) . Die Strahlungserzeugende Halbleiterschichtenfolge 5 ist
vorliegend aus alternierend angeordneten Barriereschichten 6 und Quantenfilmen 7 ausgebildet. Die Barriereschichten 6 sind hierbei aus GaN, AlGaN oder InGaN oder AlInGaN gebildet oder weisen eines dieser Materialien auf, während die Quantenfilme 7 InGaN aufweisen oder aus InGaN bestehen.
Bei dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven
Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5 setzen sich die V-Pits 4 in die Strahlungserzeugende
Halbleiterschichtenfolge 5 fort. Die Facetten 8 der V-Pits werden hierbei ebenfalls mit den Quantenfilmen 6 und den Barriereschichten 7 der aktiven Halbleiterschichtenfolge 5 vollständig bedeckt.
In einem nachfolgenden Schritt, der schematisch in Figur 3 dargestellt ist, wird eine weitere Schichtenfolge 9 auf der Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5 epitaktisch abgeschieden. Die weitere Schichtenfolge 5 ist vorliegend aus alternierend angeordneten AlGaN-Schichten 10 und InGaN- Schichten 11 gebildet. Statt der AlGaN oder InGaN-Schichten 11 können auch GaN-Schichten verwendet sein. Bei der weiteren Schichtenfolge 9 handelt es sich vorliegend um eine
elektronenblockierende Schichtenfolge.
Auch die weitere Schichtenfolge 9 wird beim epitaktischen Aufwachsen auf den Facetten 8 der V-Pits 4 abgeschieden.
Allerdings kann die weitere Schichtenfolge 9 auf den Facetten 8 des V-Pits 4 einen niedrigeren Aluminiumgehalt sowie eine geringe Dicke aufweisen als auf einer Hauptfläche 12 der aktiven Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5. In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 4 dargestellt ist, wird die weitere Schichtenfolge 9 von den Facetten 8 der V-Pits 4 wieder entfernt, während die weitere Schichtenfolge 9 auf der Hauptfläche 12 der
Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5 verbleibt. Hierbei ist es möglich, dass sich die Dicke der weiteren Schichtenfolge 9 auf der Hauptfläche 12 der
Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5 verringert. Das Entfernen der weiteren Schichtenfolge 9 von den Facetten 8 der V-Pits 4 kann beispielsweise in situ innerhalb des Epitaxiereaktors durch Ändern der Prozessparameter im Reaktor erfolgen . Weiterhin ist es möglich, wie schematisch in Figur 5
dargestellt, dass die Bereiche 13 der weiteren Schichtenfolge 9, die direkt an die Ränder der Öffnung der V-Pits 4 in der weiteren Schichtenfolge 9 angrenzen, bei dem selektiven
Entfernen der weiteren Schichtenfolge von den Facetten 8 der V-Pits 4 stärker abgetragen werden, so dass die Facetten 8 der V-Pits 4 in dem Bereich 14, der durch die weitere
Schichtenfolge 9 gebildet ist, eine größere Neigung gegenüber einer Normalen der Hauptfläche 12 der aktiven
Halbleiterschichtenfolge 5 aufweist als der Rest der Facette 8.
In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 6 dargestellt ist, wird eine p-dotierte Halbleiterschicht 15 auf die weitere Halbleiterschichtenfolge 9 epitaktisch aufgewachsen. Die p-dotierte Halbleiterschicht 15 füllt hierbei die V-Pits 4 vollständig aus. Da das Material der weiteren Schichtenfolge 9 von den Facetten 8 der V-Pits 4 entfernt wurde, steht das Material der p-dotierten Halbleiterschicht 15 hierbei in direktem Kontakt mit der Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5. Weiterhin weist die p-dotierte Halbleiterschicht 15 eine gewisse Dicke über der Strahlungserzeugenden Schichtenfolge 5 auf.
Der Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 weist ein Aufwachssubstrat 1 auf, das beispielsweise aus Saphir gebildet ist. Auf eine Hauptfläche 16 des
Aufwachssubstrates 1, das wie bereits oben beschrieben strukturiert ausgebildet sein kann, ist eine Pufferschicht 3 aufgebracht, die GaN aufweist. Die Pufferschicht 3 ist zumindest in dem Bereich, der von der Hauptfläche 16 des Aufwachssubstrates 1 abgewandt ist, n-dotiert ausgebildet. Auf der Pufferschicht 3 ist eine Strahlungserzeugende aktive Halbleiterschichtenfolge 5 mit alternierend angeordneten Quantenfilmen 6 und Barriereschichten 7 ausgebildet. Die Barriereschichten 7 sind beispielsweise aus GaN gebildet, während die Quantenfilme 6 aus InGaN gebildet sind.
Auf der aktiven Strahlungserzeugenden
Halbleiterschichtenfolge 5 ist eine weitere Schichtenfolge 9 angeordnet, die aus alternierenden AlGaN-Schichten 10 und InGaN oder GaN-Schichten 11 gebildet ist.
Der Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 umfasst eine Vielzahl von V-Pits 4 und eine p-dotierte
Halbleiterschicht 15, deren Material die V-Pits 4 vollständig ausfüllt. Die V-Pits 4 durchdringen vorliegend die weitere Schichtenfolge 9 und die Strahlungserzeugende Schichtenfolge 5 vollständig sowie die Pufferschicht 3 teilweise, wobei sich der Querschnitt der V-Pits 4 ausgehend von der p-dotierten Schicht 15 hin zur Pufferschicht 3 jeweils kontinuierlich verj üngt .
Das Material der p-dotierten Halbleiterschicht 15 steht hierbei an den Facetten 8 der V-Pits 4 in direktem Kontakt mit der Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge 5. Die Pfeile in Figur 7 sollen schematisch die bessere Versorgung der Quantenfilme 6 in der aktiven Halbleiterschichtenfolge 5 mit Löchern + aus der p-dotierten Schicht 15 symbolisieren.
Figur 8 zeigt exemplarisch eine schematische Darstellung einer rasterkraftmikroskopischen Aufnahme der Oberfläche einer weiteren Schichtenfolge 9 im Bereich mehrerer V-Pits 4, während Figur 9 beispielhaft ein Höhenprofil entlang der Linie AA' der Figur 8 darstellt. Die Pfeile in Figur 8 bezeichnen hierbei die gleichen Stellen auf der Oberfläche der rasterkraftmikroskopischen Aufnahme wie die Pfeile im Höhenprofil der Figur 9. Die helle eingekreiste Fläche in der Aufnahme der Figur 8 zeigt hierbei seitlich abgetragene
Bereiche der weiteren Schichtenfolge 9 um das V-Pit 4 wie es bereits anhand der Figur 5 beschrieben wurde.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 102016103346.4, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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. Bezugs zeichenliste
1 Aufwachssubstrat
2 Strukturelemente
3 Pufferschicht
4 V-Pits
5 Strahlungserzeugende Halbleiterschichtenfolge
6 Quantenfilm
7 Barriereschicht
8 Facette der V-Pits
9 weitere Schichtenfolge
10 AlGaN-Schicht
11 InGaN-Schicht
12 Hauptfläche der aktiven Schichtenfolge
13 Bereiche der weiteren Schichtenfolge
14 Bereiche der Facetten
15 p-dotierte Halbleiterschicht
16 Hauptfläche des Substrats
+ Löcher

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Aufwachssubstrats (1),
epitaktisches Aufwachsen einer Pufferschicht (3) auf das Aufwachssubstrat (1), wobei in der Pufferschicht
(3) eine Vielzahl an V-Pits (4) erzeugt wird, epitaktisches Aufwachsen einer Strahlungserzeugenden aktiven Halbleiterschichtenfolge (5) auf die
Pufferschicht (3) , wobei sich die Struktur der V-Pits
(4) in die aktive Halbleiterschichtenfolge (5) fortsetzt,
epitaktisches Aufwachsen einer weiteren
Schichtenfolge (9) auf die aktive
Halbleiterschichtenfolge (5) , wobei sich die Struktur der V-Pits (4) in die weitere Schichtenfolge (9) fortsetzt,
selektives Entfernen der weiteren Schichtenfolge (9) von den Facetten (8) der V-Pits (4), wobei die weitere Schichtenfolge (9) auf der Hauptfläche (12) der aktiven Halbleiterschichtenfolge (5) verbleibt, und
epitaktisches Aufwachsen einer p-dotierten
Halbleiterschicht (15), die die V-Pits (4)
vollständig oder teilweise ausfüllt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei der
- die aktive Halbleiterschichtenfolge
(5) eine Vielzahl an Quantenfilmen (6) aufweist, die durch
Barriereschichten (7) voneinander getrennt sind, und
- die Quantenfilme
(6) InGaN und die Barriereschichten (7) GaN oder AlGaN aufweisen. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
bei dem die weitere Schichtenfolge (9) vollständig von den Facetten (8) der V-Pits (4) entfernt wird, so dass die p-dotierte Halbleiterschicht (15) an den Facetten (8) in direktem Kontakt mit der aktiven
Halbleiterschichtenfolge (5) steht.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
bei dem die weitere Schichtenfolge (9) aus alternierend angeordneten AlGaN-Schichten (10) und InGaN-Schichten (11) oder aus alternierend angeordneten AlGaN-Schichten und GaN-Schichten aus alternierend angeordneten InGaN- Schichten und GaN-Schichten gebildet ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem die Dicke der weiteren Schichtenfolge (9) auf den Facetten (8) der V-Pits (4) dünner ausgebildet wird, als auf einer Hauptfläche (12) der aktiven
Halbleiterschichtenfolge (5) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5,
bei dem der Aluminiumgehalt und/oder Indiumgehalt der weiteren Schichtenfolge (9), die auf die Facetten (8) der V-Pits (4) aufgebracht wird, gegenüber dem
Aluminiumgehalt und/oder dem Indiumgehalt der weiteren Schichtenfolge (9), die auf die Hauptfläche (12) der aktiven Halbleiterschichtenfolge (5) aufgebracht wird, erniedrigt ist.
7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die weitere Schichtenfolge (9) durch Ätzen im Epitaxiereaktor in situ selektiv von den Facetten (8) der V-Pits (4) entfernt wird.
8. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei ein Wasserstoffgehalt während des Ätzprozesses gegenüber einem Wasserstoffgehalt während des
epitaktischen Aufwachsprozesses innerhalb des
Epitaxiereaktors erhöht ist.
9. Strahlungsemittierender Halbleiterchip umfassend:
- ein epitaktisches Aufwachssubstrat (1),
- eine aktive Strahlungserzeugende Schichtenfolge (5) , und
- eine weitere Schichtenfolge (9) auf der
Strahlungserzeugenden Schichtenfolge (5) , und
- eine p-dotierte Halbleiterschicht (15), wobei
- sich eine Vielzahl an V-Pits (4) ausgehend von der weiteren Schichtenfolge (9) durch die weitere
Schichtenfolge (9) und die Strahlungserzeugende
Halbleiterschichtenfolge (5) hindurch erstreckt, die sich ausgehend von der weiteren Schichtenfolge (9) durch die Strahlungserzeugende Schichtenfolge (5) verjüngen, und
- das Material der p-dotierten Halbleiterschicht (15) die V-Pits (4) vollständig oder teilweise ausfüllt und an den Facetten (8) der V-Pits (4) in direktem Kontakt mit der Strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge (5) steht.
10. Halbleiterchip nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Hauptfläche (16) des Aufwachssubstrats (1), auf die die Pufferschicht (3) epitaktisch aufgewachsen ist, strukturiert ist.
11. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 10,
bei dem das Aufwachssubstrat (1) Saphir, SiC, GaN, A1N oder Silizium aufweist.
12. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem
- jedes V-Pit (4) von Facetten (8) begrenzt ist, deren Anzahl ein Vielfaches von sechs beträgt, und
- jede Facette (8) durch eine nicht-polare oder
semipolare Fläche gebildet ist.
13. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
bei dem die Pufferschicht (3) zumindest im Bereich angrenzend an die aktive Halbleiterschichtenfolge (5) n dotiert ausgebildet ist.
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