WO2018234154A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement - Google Patents

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WO2018234154A1
WO2018234154A1 PCT/EP2018/065842 EP2018065842W WO2018234154A1 WO 2018234154 A1 WO2018234154 A1 WO 2018234154A1 EP 2018065842 W EP2018065842 W EP 2018065842W WO 2018234154 A1 WO2018234154 A1 WO 2018234154A1
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optoelectronic semiconductor
semiconductor component
layer
radiation
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PCT/EP2018/065842
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Tansen Varghese
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic
  • An object to be solved is to provide an improved optoelectronic semiconductor component for emission
  • Specify multicolored radiation which is characterized by a high resolution and high efficiency and can be used in particular as a multi-colored lighting device or display.
  • this includes
  • Optoelectronic semiconductor device a variety
  • juxtaposed active areas in particular are formed as micro or nanorods and are adapted to generate an electromagnetic primary radiation.
  • the active areas generate during operation
  • the optoelectronic semiconductor component may comprise hundreds or thousands or more active regions.
  • the active regions are in particular at least partially spaced from one another. That is, the active areas do not touch each other at least in some areas, but are at least partially separated from each other
  • the active areas can be any active areas trained.
  • the active areas can be any active areas trained.
  • Semiconductor device run, at least partially spaced from each other to be arranged.
  • the active regions can be connected to one another, for example, at their bottom surfaces or their top surfaces by a common material, in particular an electrically conductive layer.
  • a common material in particular an electrically conductive layer.
  • emit electromagnetic radiation are spaced from each other.
  • the active areas can each have one
  • Main extension direction for example, runs vertically to the lateral direction in which the active regions are spaced from each other.
  • a first group of the active regions follows a first direction in a radiation direction
  • Luminescence conversion element which is suitable for converting the primary radiation into a first secondary radiation.
  • the emission direction can be parallel to the
  • the first luminescence conversion element contains a first luminescent substance which is suitable for
  • the primary radiation comprises blue light and the first secondary radiation comprises red light.
  • Phosphors for wavelength conversion of the radiation of optoelectronic components are known per se to those skilled in the art and are therefore not further described.
  • a second group of the active regions follows a second one in the emission direction
  • Luminescence conversion element according to, which is suitable for converting the primary radiation into a second secondary radiation.
  • the second luminescence conversion element contains
  • a second phosphor other than the first phosphor which is suitable for
  • the primary radiation the first
  • the Primary radiation blue light, the first secondary radiation red light and the second secondary radiation green light are different colors.
  • the Primary radiation blue light, the first secondary radiation red light and the second secondary radiation green light are different colors.
  • the first and second luminescence conversion elements may, for example, at least one in a matrix material
  • the luminescence conversion elements for example, by
  • epitaxially deposited layers may be formed.
  • the epitaxial layers can first be applied to the optoelectronic
  • Bonded semiconductor device and then patterned to form the individual luminescence conversion elements, for example by selective etching.
  • Lumineszenzkonversions comprise on the first group of active areas and the second
  • Lumineszenzkonversionsetti on the second group of active areas is achieved in particular that the micro- or nanorods for the emission of radiation of different
  • Optoelectronic semiconductor component achieved that is characterized by a high resolution and high efficiency and is characterized for the emission of multi-colored radiation.
  • a particularly high resolution can be achieved in particular by small distances between the active areas.
  • the distances of adjacent active areas are less than 10 ym, in particular in the range between 50 nm and 10 ym.
  • a third group of the active regions does not follow in one emission direction
  • Luminescence conversion element according to.
  • the active regions of the first group thus emit the primary radiation into the
  • the optoelectronic semiconductor component is particularly suitable for emitting radiation of at least three different colors, in particular blue, green and red.
  • the optoelectronic semiconductor component may in particular be an RGB light source.
  • the active regions have a lateral extension, i. an extension perpendicular to its main extension direction, between 20 nm and 5 ym.
  • the active regions preferably have a length which is greater than that
  • Diameter For example, the length of the active
  • Areas at least twice as large as the diameter in particular at least five times as large as the diameter or even at least 50 times as large as the diameter of the active areas.
  • the adjustment of the size of the active areas in the lateral direction is effected, for example, by the size of the openings in a mask layer in which the active areas are grown, and in the vertical direction, for example by the growth time. Due to the size of the active regions, the optical properties, in particular the mode guidance, can be influenced.
  • the first and second Luminescence conversion elements arranged such that each active region of the first group each having a separate first luminescence conversion element and each active
  • a first conversion element or a second luminescence conversion element respectively covers exactly one active region.
  • Lumineszenzkonversions comprise each a lateral
  • Luminescence conversion elements preferably not more than half the distance of the active regions.
  • Luminescence conversion elements are in this case
  • Primary radiation may be advantageous for this purpose if the luminescence conversion elements have between 100% and 500% of the lateral extent of the active regions.
  • a radiation exit surface of the optoelectronic semiconductor component has at least one transparent dielectric layer, the first luminescence conversion elements and the second ones
  • Lumineszenzkonversionsetti are each arranged in recesses of the at least one dielectric layer. It is also possible that the first
  • Lumineszenzkonversionselement is arranged in recesses of a second dielectric layer.
  • the recesses in the at least one dielectric layer may be used for
  • Example can be produced with a lithographic process.
  • Luminescence conversion elements in depressions of at least one dielectric layer have the advantage that the size and position of the first and second luminescence conversion elements can be precisely adjusted by means of the depressions, in particular by means of a lithographic generation of the depressions. Furthermore, the arrangement of the first and second luminescence conversion elements in recesses of the at least one dielectric layer has the advantage that the luminescence conversion elements better against mechanical
  • the first and second luminescence conversion elements are advantageously each arranged in waveguides.
  • the waveguides can be formed, for example, in a dielectric layer. This embodiment has the advantage that the
  • Primary radiation B, the first secondary radiation R and the second secondary radiation G are each emitted in a directionally directed.
  • a wavelength-selective mirror is arranged between the active regions and the luminescence conversion elements.
  • wavelength-selective mirrors is in particular
  • Secondary radiation G to reflect at least for the most part and is for the primary radiation B in
  • the wavelength-selective mirror may, in particular, be configured to reflect red or green light and to emit blue light
  • the active regions can be controlled individually.
  • the active areas in this case at one of the radiation exit surface
  • Optoelectronic semiconductor device on a carrier substrate, wherein an electronic circuit for individually controlling the active regions is integrated into the carrier substrate.
  • the carrier substrate with an electronic circuit for the individual activation of the active regions can be produced for example in CMOS technology.
  • Optoelectronic semiconductor device no growth substrate on.
  • the growth substrate may, in particular, after an epitaxial production of the active regions of the
  • Semiconductor device can be detached, for example with a Laser lift-off procedure.
  • the detachment of the growth substrate makes it possible, in particular, to connect the active regions to a carrier substrate, which makes it possible to control the active regions individually.
  • Optoelectronic semiconductor device an RGB display with a variety of pixels.
  • each pixel has an active region of the first group, an active one
  • the pixels thus each contain at least one active region of each color, for example an active region for emission of blue light, an active region for emission of green light and a region for emission of red light. This does not exclude that a pixel has more than three, for example, four active areas.
  • the active regions preferably have an n-type
  • the active regions can be connected to one another, for example, on a bottom surface of the active regions.
  • the active regions may comprise an active layer covering the core region at least in directions transverse to the main extension direction of the active region. That is, the active layer can on
  • the bottom surfaces and / or top surfaces of the active regions are each free of the active layer and only
  • the active regions may be a p-type Semiconductor region forming a cover layer, which covers the active layer at least in directions transverse to the main extension direction of the active region.
  • Main extension direction of the active region is in each case covered by an active layer, which in turn, in particular in directions transverse to the main extension direction of the active region, each covered by a cover layer.
  • the active regions may in particular be so-called core-shell nanorods or core-shell micro-rods (also: core shell nanorods or core shell
  • microrods in which a shell having an active layer is applied around a core extending in all three spatial directions.
  • the active is applied to the shell having an active layer.
  • the nano- or micro-rods are preferably disc-shaped nano- or micro-rods (disc type nanorods or microrods), wherein the n-type semiconductor region, the active layer and the p-type
  • the active regions may be fabricated with an II-VI material or III-V material, particularly a III-nitride material such as InAlGaN, and emit as appropriate
  • Material composition in the active layer for example, primary radiation having a peak wavelength in one
  • the optoelectronic component comprises
  • a current spreading layer which covers the plurality of active areas at least in places.
  • the plurality of active areas at least in places.
  • the current spreading layer may partially or completely cover the active regions at their exposed outer surface.
  • the current spreading layer is preferable
  • Current spreading layer may be formed in such a case with a semiconductor material or with a transparent, conductive oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • the current spreading layer may alternatively or additionally comprise a metal.
  • the Stromaufweitungstik can, for example, only from a metal layer or from a
  • the current spreading layer may be provided with a semitransparent, conductive material, which is applied thinly, is formed.
  • the current spreading layer may in this case be formed, for example, with graphene or consist of graphene.
  • FIG. 1A shows a schematic illustration of a cross section through an optoelectronic semiconductor component according to a first exemplary embodiment
  • Figure 1B is an enlarged view of a
  • Figure IC is an enlarged view of a
  • Figure 1D is a simplified schematic plan view of the
  • Figures 2A to 20 schematically illustrated intermediate steps in an embodiment of a method for producing the optoelectronic
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a cross section through an optoelectronic semiconductor component according to a second exemplary embodiment
  • FIG. Figures 4A to 4L schematically illustrated intermediate steps in a further embodiment of a
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a cross section through an optoelectronic semiconductor component according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a cross section through an optoelectronic semiconductor component according to a fourth exemplary embodiment.
  • the optoelectronic semiconductor component 20 according to a first exemplary embodiment shown schematically in cross-section in FIG. 1A has a multiplicity of active regions 10a, 10b, 10c, which are adjacent to one another via a common
  • Carrier substrate 15 are arranged. To simplify the illustration, only seven active areas 10a, 10b, 10c are shown in FIG. The actual number of active areas 10a, 10b, 10c in the optoelectronic
  • Semiconductor device 20 may be significantly larger
  • the optoelectronic device for example, the optoelectronic
  • Semiconductor device 20 have at least fifty, at least one hundred or even at least a thousand active areas 10a, 10b, 10c.
  • the active areas 10a, 10b, 10c can be arranged in a matrix-like arrangement over the carrier substrate.
  • the active regions 10a, 10b, 10c are designed in particular as micro- or nanorods. A possible
  • Each active region 10a, 10b, 10c includes an n-type semiconductor region 11 forming a core region.
  • the core region is enveloped by an active layer 12, which is intended to generate electromagnetic radiation.
  • the active layer 12 is enveloped by a p-type semiconductor region 13, which has a
  • Cover layer forms. Such an arrangement of the layers in the micro- or nanorods is also referred to as the core-shell structure.
  • FIG. 10 An alternative possible embodiment of the active regions 10a, 10b, 10c is shown in FIG. At this point.
  • Embodiment are the n-type semiconductor region 11, the active layer 12 and the p-type semiconductor region 13 in the
  • Main extension direction z arranged one above the other.
  • the n-type semiconductor region 11, the active layer 12 and the p-type semiconductor region 13 in this case are arranged vertically above one another like a disk.
  • the semiconductor layers 11, 12, 13 of the optoelectronic semiconductor component 20 are preferably based on a nitride compound semiconductor.
  • a nitride compound semiconductor in the present context means that the semiconductor layers or at least one layer thereof is a III-nitride
  • Compound semiconductor material preferably In x Al y Gai x - y N where 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1. This material does not necessarily have to be a mathematically exact one
  • composition according to the above formula may contain one or more dopants as well as additional
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (In, Al, Ga, N), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
  • the n-type semiconductor region 11 comprises n-doped GaN, the active layer 12 InGaN and the
  • Partial layers are composed.
  • the active layer 12 may comprise a single or multiple quantum well structure.
  • the active regions 10 have a main extension direction z.
  • the active regions 10a, 10b, 10c are preferably formed longer along the main extension direction z than are wide in lateral directions, transverse or perpendicular to the main extension direction z.
  • the active areas 10a, 10b, 10c may, for example, have hexagonal bases. Alternatively, however, other shapes of the base are possible.
  • the p-contact 5 and the n-contacts 6 may be embodied for example as metal layers.
  • the n-type semiconductor regions 11 are electrically conductively connected to the n-contacts 6 and can in particular directly adjoin the n-contacts 6.
  • the electrical contacting of the p-type semiconductor regions 13 of the active regions 10a, 10b, 10c is achieved via a current spreading layer 4
  • the current spreading layer 4 adjoins the p-type semiconductor regions 13 of the active regions 10 in particular regions.
  • the current spreading layer 4 and the p-contact 5 are electrically insulated from the n-contacts 6 by at least one insulation layer 3.
  • part of the insulating layer 3 extends below the active layer 12 at the lower sides of the active regions 10a, 10b, 10c and the p Thus, only the n-type semiconductor region 11 is electrically connected to the n-type contact 6 respectively.
  • the insulating layer 3 as a mask for
  • the active regions 10a, 10b, 10c according to FIG. 1C are the n-type semiconductor region 11 and the active layer 12 in the lateral direction of one
  • Insulation layer 3 covered and in particular of the
  • the at least one insulation layer 3 is formed, for example, with a semiconductor oxide or a semiconductor nitride such as silicon oxide or silicon nitride.
  • Current spreading layer 4 which is disposed over the active regions 10a, 10b, 10c, is preferably one
  • Current spreading layer 4 are coupled out.
  • the current spreading layer 4 can be transparent
  • TCO conductive oxide
  • ITO indium tin oxide
  • Primary radiation which preferably comprises blue light.
  • the active layers 12 of the active regions 10a, 10b, 10c may each comprise the same semiconductor material, in particular a blue light suitable for emission
  • Nitride compound semiconductor material To achieve a multicolor radiation, a first group of active regions 10a each follow a first direction of radiation
  • Luminescence conversion element 21 which is suitable for converting the primary radiation B into a first secondary radiation R.
  • the first secondary radiation R is preferably red light.
  • a second group of active regions 10b follows in the direction of emission in each case a second luminescence conversion element 22, which is for conversion the primary radiation B in a second secondary radiation G is suitable.
  • the second secondary radiation G is preferably green light.
  • a third group of active regions 10c advantageously does not follow in the direction of radiation
  • the first and second luminescence conversion elements 21, 22 are advantageously each arranged in depressions of one or more transparent dielectric layers 9, 16, which are arranged above the active regions 10a, 10b, 10c.
  • the transparent dielectric layers 9, 16 are formed, for example, of a silicon oxide, in particular Si0 2 .
  • the active areas 10a, 10b, 10c are advantageously individually controllable.
  • an electronic is advantageous
  • Areas 10a, 10b, 10c can be realized in the carrier substrate 15, for example in CMOS technology, and are indicated only schematically in FIG. 1A by transistor symbols.
  • Carrier substrate 15 is located opposite a radiation exit surface 17 of the optoelectronic semiconductor component 20.
  • the optoelectronic semiconductor component 20 can be used for the following purposes.
  • Example a display, in particular an RGB display.
  • the display in this case preferably has a multiplicity of pixels, wherein each pixel advantageously has at least one active region 10a of the first group, one active region 10b of the second group and an active region 10c of the third group.
  • the optoelectronic semiconductor component 20 may be a lighting device that is suitable for the emission of
  • Mixed light is suitable, wherein the mixed light can be generated by additive color mixing of the active regions 10a, 10b, 10c.
  • the active areas 10a, 10b, 10c mixed light of different colors
  • White light can be generated with a specifically set color temperature.
  • FIGS 2A to 20 are shown schematically intermediate steps of an embodiment of a method for producing an optoelectronic semiconductor device, with which, for example, the optoelectronic
  • Semiconductor device according to the first embodiment can be produced.
  • active regions 10 have been epitaxially grown on a first semiconductor layer 2, which preferably comprises GaN and in particular may be n-doped.
  • the first semiconductor layer 2 is grown on a growth substrate 1, which preferably comprises sapphire, Si or SiC.
  • the active regions 10 have been provided with an insulating layer 3, which partially already before the epitaxial growth of the active regions 10 on the first semiconductor layer. 2
  • the insulating layer 3 is, for example, a photolithographic process such that it covers areas of the side surfaces of the active areas 10, as previously described in connection with Figures 1B and IC.
  • the insulation layer 3 is preferably an oxide layer, in particular a SiO 2 layer.
  • FIG. 2B schematically illustrates a subsequent process step in which a current spreading layer 4 has been applied to the active regions 10, which preferably has a transparent conductive oxide such as ITO.
  • a current spreading layer 4 has been applied to the active regions 10, which preferably has a transparent conductive oxide such as ITO.
  • the active regions 10 which preferably has a transparent conductive oxide such as ITO.
  • Combination of a metal layer and a transparent conductive oxide layer can be used as Stromweitweitungstik 4.
  • a mask layer 8 for example, a
  • the mask layer 8 has been removed so far that it ends in the vertical direction below the upper side regions 19 of the active regions 10.
  • the removal of the mask layer 8 can be achieved, for example, by an etching process, in particular by an etching process with an oxygen plasma,
  • a transparent dielectric layer 9 is applied to the intermediate step shown in FIG. 2F.
  • the transparent dielectric layer 9 may in particular be an oxide layer, for example a SiO 2 layer.
  • the material removal can be carried out in particular by a mechanical method such as grinding, lapping or polishing.
  • a mechanical method such as grinding, lapping or polishing.
  • CMP chemical-mechanical polishing
  • transparent dielectric layer 9 has been applied.
  • the further part of the transparent dielectric layer 9 advantageously has the same material as the first one
  • recesses 23 have been formed in the transparent dielectric layer 9, for example, by a photolithographic process in conjunction with an etching process, at the interface between the lower and upper parts of the transparent dielectric layer 9.
  • a converter material has been applied in the previously produced recesses 23 of the transparent dielectric layer 9.
  • the converter material may, for example, comprise quantum dots (quantum dots) and be applied by an aerosol-jet method. Alternatively, there are others
  • the converter material can be structured lithographically after the deposition. It is also possible that
  • Converter material may be formed by epitaxial layers, which can be applied by bonding and subsequently structured.
  • Lumineszenzkonversionsmaschine 21 has been generated.
  • the method steps illustrated in FIGS. 2H to 2J can subsequently be repeated in order to generate second conversion elements 22 over a second group of active areas 10.
  • a further transparent dielectric layer 16 is applied, then depressions are produced therein, a second converter material is applied in the depressions and excess converter material is removed again by a polishing process. Subsequently, the second luminescence conversion elements 22 thus produced with further
  • Material of the transparent dielectric layer 16 are covered to protect them from external influences. As in
  • the luminescence conversion elements 21, 22 are advantageously completely in recesses of FIG.
  • Lumineszenzkonversionsetti 21, 22 are generated simultaneously, and then the converter materials for forming the first luminescence conversion elements 21 and second
  • Lumineszenzkonversionsetti 22 are selectively introduced into the provided for them recesses of a transparent dielectric layer.
  • the optoelectronic semiconductor component is connected to a
  • Growth substrate 1 detached, for example by a laser lift-off method or alternatively by a mechanical method such as etching, grinding and / or polishing.
  • the n-type semiconductor regions of the 11 active regions 10 are exposed, so that they can be contacted individually.
  • the active regions 10 have each been provided with an n-contact 6.
  • the active regions 10 each have a separate n-contact 6. Furthermore, one is
  • n-contacts 6 and the p-contact 5 can each as
  • n-type contacts 6 and / or the p-type contact 5 may be formed by a combination of a transparent conductive oxide layer and a
  • Connection layer 25 removed again.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the invention
  • the active regions 10a, 10b, 10c have separate p-type contacts 5 which are respectively connected to the p-type semiconductor region 13 of the active regions 10a, 10b, 10c. Furthermore, the active regions 10a, 10b, 10c have a common n-contact 6 which is connected to the first semiconductor layer 2
  • the first semiconductor layer 2 is
  • n-doped semiconductor layer which is connected to the n-type semiconductor regions 11 of the active regions 10a, 10b, 10c.
  • the carrier substrate 15 advantageously includes an electronic circuit 18 for individually controlling the active areas 10a, 10b, 10c. At one of the active areas 10a, 10b, 10c
  • a transparent dielectric layer 16 is arranged, in which luminescence conversion elements 21, 22 are embedded.
  • each of the active regions 10a of a first group follows in the emission direction a first one
  • Luminescence conversion element 21 is suitable for the primary radiation emitted by the active regions 10a, preferably blue light to convert into a first secondary radiation R, in particular in red light.
  • the active regions 10b of a second group follow in the
  • Luminescence conversion element 22 is suitable for the primary radiation emitted by the active regions 10b,
  • the active regions 10c of a third group do not follow, respectively
  • Primary radiation B in particular blue light, emit. Further advantageous embodiments of the second
  • active regions 10 have been epitaxially grown on a first semiconductor layer 2, which preferably has n-doped GaN.
  • the first semiconductor layer 2 is on a
  • Growth substrate 1 grown which preferably has sapphire, Si or SiC. Furthermore, the active areas 10 with an insulating layer 3 has been provided, some already before the epitaxial growth of the active regions
  • the insulation layer 3 is preferably an oxide layer, in particular a SiO 2 layer.
  • the active regions 10 have a p-doped or undoped region 14 at the top. This is illustrated in a detailed view of an active region 10 in FIG. 4B. Unlike the first
  • the entire core region of the core-shell nanorods or core-shell micro-rods is not formed by the n-type semiconductor region 11 in the second exemplary embodiment. Rather, first, a first part of
  • Etching process applied a suitable mask layer 8 and structured so that only the tips of the active regions 10 expose.
  • the exposed p-doped or undoped semiconductor regions 14 additionally passivated for example by plasma etching.
  • a current spreading layer 4 which preferably has a transparent conductive oxide such as ITO or alternatively a metal, is initially applied over the entire area to the active ones
  • Current spreading layer 4 has been removed by an anisotropic etching process from the tips of the active regions 10 and portions of the insulating layer 3 in spaces between the active regions 10 and outside the active regions 10.
  • Insulation layer 3 and parts of the p-doped or undoped regions 14 of the active regions 10 have been partially removed.
  • the material removal can be carried out in particular by a mechanical method such as grinding, lapping or polishing.
  • the mechanical method such as grinding, lapping or polishing.
  • CMP chemical-mechanical polishing
  • the p-type contacts 5 are each electrically conductively connected to the p-type semiconductor regions 13 via the current spreading layer 4.
  • an ohmic contact between the p-contacts 5, which in particular comprise a metal, and the current spreading layer 4 is produced in this way.
  • a Schottky contact is produced between the metal of the p-contacts 5 and the preferably passivated p-doped or undoped regions 14, so that they are connected to these
  • Each active region 10 is advantageously provided with a separate p-contact 5.
  • the separate p-contacts 5 make it possible in the finished optoelectronic semiconductor component that the active regions 10 are individually controllable.
  • the active regions 10 are embodied as core-shell nano- or micro-rods, it is the second one
  • Main extension direction in particular the vertical
  • the p-type contacts 5 can be applied directly to the p-type semiconductor regions 13 without a
  • regions 10 are preferably surrounded only by the insulation layer 3.
  • the active ones have Areas 10 in this case, no current spreading layer 4 on.
  • FIG. 4J shows a next intermediate step of the method, again using the example of active regions 10 in the form of core-shell nano- or micro-rods. This and the other intermediate steps shown can be found in the
  • Execution of the active regions 10 can be carried out as a disk-shaped nano- or micro-rods in an analogous manner.
  • the insulating layer 3 a recess has been produced, in which the first semiconductor layer 2 has been exposed, which is in particular an n-doped GaN layer and connects electrically to the n-type semiconductor regions of the active regions 10.
  • an n-contact 6 has been made, which is an electrical connection to the first semiconductor layer 2 has been exposed, which is in particular an n-doped GaN layer and connects electrically to the n-type semiconductor regions of the active regions 10.
  • Semiconductor layer 2 produces. About the first
  • Semiconductor layer 2 are the active regions with the
  • Support substrate 15 has been connected so that an electronic circuit 18 for individual control active areas 10 has.
  • the carrier substrate 15 may be configured as in the first embodiment. In contrast to the first exemplary embodiment, however, the carrier substrate 15 becomes on a side opposite the growth substrate 1
  • the growth substrate 1 has been detached from the first semiconductor layer 2.
  • the first semiconductor layer 2 is with further process steps, analogous to those in the Figures 2H to 2K explained steps can be carried out and therefore will not be explained again, a
  • transparent dielectric layer 16 has been applied to the first luminescence conversion elements 21 and second
  • Luminescence conversion elements 22 are embedded. As in the first embodiment, the
  • Luminescence conversion elements 21, 22 have been applied to the active regions 10a, 10b, 10c such that a group of first active regions 10a in the emission direction in each case a first luminescence conversion element 21 for
  • Conversion of the primary radiation is arranged downstream of a first secondary radiation.
  • a group of second active regions 10b is in each case a second luminescence conversion element 22 for converting the primary radiation into a second one
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of the invention
  • a waveguide 28 follows the active regions 10a, 10b, 10c in the emission direction.
  • the first and second luminescence conversion elements 21, 22 are advantageously each arranged in a waveguide 28.
  • the waveguides 28 may be arranged, for example, in a dielectric layer 16. This embodiment has the
  • Secondary radiation R and the second secondary radiation G are each directed radiated.
  • Luminescence conversion elements 21, 22 each one
  • wavelength-selective mirror 27 may be arranged.
  • the wavelength-selective mirror 27 advantageously has such a reflection behavior that it matches that of the
  • Luminescence conversion elements 21, 22 produced first
  • Secondary radiation R and second secondary radiation G at least for the most part reflected and for the
  • Primary radiation B is substantially transparent to radiation.
  • the wavelength-selective mirror 27 may in particular be adapted to reflect red or green light and to transmit blue light. In this way, advantageously more light is emitted in the emission direction and the scattering of light at the luminescence conversion elements 21, 22 is reduced. Furthermore, the absorption of
  • Reduced semiconductor device 20 and increases the efficiency.
  • wavelength-selective mirrors 27 are arranged on the transparent dielectric layer 9. If instead of the
  • wavelength-selective mirrors 27 advantageously directly on the upper side regions of the active regions 10a, 10b, 10c
  • Semiconductor device 20 with the waveguides 28 and the wave-selective mirror 27 may individually or in
  • the optoelectronic semiconductor component may be, for example, as shown in FIG Be configured embodiment. These embodiments can also in other embodiments of the
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of the invention
  • Embodiment of Figure 1 is that the current spreading through a StromaufWeitungs Mrs 4 made of a transparent conductive oxide and applied thereto further StromaufWeitungs Mrs 4a made of a metal.
  • the p-type contact 5 is guided through the transparent conductive oxide layer 4 to the current spreading layer 4a comprising a metal.
  • Lumineszenzkonversions institute 21, 22 advantageously applied directly to the upper side regions of the active regions 10a, 10b, 10c. This applies equally to the
  • Metal layer 4a may also be advantageous in other embodiments of the optoelectronic semiconductor component

Abstract

Optoelektronisches Halbleiterbauelement (20) zur Emission mehrfarbiger Strahlung (R, G, B), mit - einer Vielzahl nebeneinander angeordneter aktiver Bereiche (10a, 10b, 10c), die als Mikro- oder Nanostäbe ausgebildet sind und zur Erzeugung einer elektromagnetischen Primärstrahlung (B) eingerichtet sind, wobei - einer ersten Gruppe der aktiven Bereiche (10a) in einer Abstrahlrichtung jeweils ein erstes Lumineszenzkonversionselement (21) nachfolgt, das zur Konvertierung der Primärstrahlung (B) in eine erste Sekundärstrahlung (R) geeignet ist, und - einer zweiten Gruppe der aktiven Bereiche (10b) in der Abstrahlrichtung jeweils ein zweites Lumineszenzkonversionselement (22) nachfolgt, das zur Konvertierung der Primärstrahlung (B) in eine zweite Sekundärstrahlung (G) geeignet ist, wobei die Primärstrahlung (B), die erste Sekundärstrahlung (R) und die zweite Sekundärstrahlung (G) verschiedene Farben aufweisen.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement, das zur Emission mehrfarbiger Strahlung geeignet ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 113 741.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer
Vielzahl nebeneinander angeordneter aktiver Bereiche, die als Mikro- oder Nanostäbe (engl, microrods oder nanorods) ausgebildet sind, ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 2015/091754 AI bekannt.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes optoelektronisches Halbleiterbauelement zur Emission
mehrfarbiger Strahlung anzugeben, das sich durch eine hohe Auflösung und hohe Effizienz auszeichnet und insbesondere als mehrfarbige Beleuchtungsvorrichtung oder Display einsetzbar ist .
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterbauelement eine Vielzahl
nebeneinander angeordneter aktiver Bereiche, die insbesondere als Mikro- oder Nanostäbe ausgebildet sind und zur Erzeugung einer elektromagnetischen Primärstrahlung eingerichtet sind.
Vorzugsweise erzeugen die aktiven Bereiche im Betrieb
Primärstrahlung im Spektralbereich des sichtbaren Lichts, insbesondere blaues Licht. Dies schließt nicht aus, dass die Primärstrahlung auch violette oder UV-Strahlung enthält. Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann insbesondere hundert oder tausend oder mehr aktive Bereiche umfassen.
Die aktiven Bereiche sind insbesondere zumindest teilweise beabstandet zueinander angeordnet. Das heißt, die aktiven Bereiche berühren sich zumindest bereichsweise nicht, sondern sind zumindest bereichsweise als voneinander getrennte
Bereiche ausgebildet. Die aktiven Bereiche können
beispielsweise in lateralen Richtungen, die parallel zu einer Haupterstreckungsebene des optoelektronischen
Halbleiterbauelements verlaufen, zumindest bereichsweise beabstandet zueinander angeordnet sein. Die aktiven Bereiche können dabei beispielsweise an ihren Bodenflächen oder ihren Deckflächen durch ein gemeinsames Material, insbesondere eine elektrisch leitfähige Schicht, miteinander verbunden sein. Insbesondere aber die Bereiche der aktiven Bereiche, die im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements
elektromagnetische Strahlung emittieren, sind beabstandet zueinander angeordnet.
Die aktiven Bereiche können jeweils eine
Haupterstreckungsrichtung aufweisen. Die
Haupterstreckungsrichtungen eines Großteils, beispielsweise aller aktiven Bereiche, können im Rahmen der
Herstellungstoleranz parallel zueinander verlaufen. Die
Haupterstreckungsrichtung verläuft beispielsweise senkrecht zu der lateralen Richtung, in der die aktiven Bereiche beabstandet zueinander angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements folgt einer ersten Gruppe der aktiven Bereiche in einer Abstrahlrichtung ein erstes
Lumineszenzkonversionselement nach, das zur Konvertierung der Primärstrahlung in eine erste Sekundärstrahlung geeignet ist. Die Abstrahlrichtung kann insbesondere parallel zur
Haupterstreckungsrichtung der aktiven Bereiche verlaufen. Das erste Lumineszenzkonversionselement enthält insbesondere einen ersten Leuchtstoff, der dazu geeignet ist, die
Primärstrahlung in die erste Sekundärstrahlung mit einer anderen, insbesondere größeren, Wellenlänge umzuwandeln.
Beispielsweise umfasst die Primärstrahlung blaues Licht und die erste Sekundärstrahlung rotes Licht. Geeignete
Leuchtstoffe zur Wellenlängenkonversion der Strahlung von optoelektronischen Bauelementen sind dem Fachmann an sich bekannt und werden deshalb nicht weiter beschrieben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements folgt einer zweiten Gruppe der aktiven Bereiche in der Abstrahlrichtung ein zweites
Lumineszenzkonversionselement nach, das zur Konvertierung der Primärstrahlung in eine zweite Sekundärstrahlung geeignet ist. Das zweite Lumineszenzkonversionselement enthält
insbesondere einen vom ersten Leuchtstoff verschiedenen zweiten Leuchtstoff, der dazu geeignet ist, die
Primärstrahlung in die zweite Sekundärstrahlung mit einer anderen, insbesondere größeren, Wellenlänge umzuwandeln.
Vorteilhaft weisen die Primärstrahlung, die erste
Sekundärstrahlung und die zweite Sekundärstrahlung
verschiedene Farben auf. Beispielsweise umfasst die Primärstrahlung blaues Licht, die erste Sekundärstrahlung rotes Licht und die zweite Sekundärstrahlung grünes Licht.
Die ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente können beispielsweise mindestens einen in ein Matrixmaterial
eingebrachten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ können die Lumineszenzkonversionselemente beispielsweise durch
epitaktisch abgeschiedene Schichten (sogenannte Epi¬ Konverter) gebildet sein. Die epitaktischen Schichten können in diesem Fall zunächst auf das optoelektronische
Halbleiterbauelement gebondet und dann zur Ausbildung der einzelnen Lumineszenzkonversionselemente strukturiert werden, beispielsweise durch selektives Ätzen. Durch das Aufbringen der ersten
Lumineszenzkonversionselemente auf die erste Gruppe der aktiven Bereiche und der zweiten
Lumineszenzkonversionselemente auf die zweite Gruppe der aktiven Bereiche wird insbesondere erreicht, dass die Mikro- oder Nanostäbe zur Emission von Strahlung verschiedener
Farben geeignet sind. Auf diese Weise wird ein
optoelektronisches Halbleiterbauelement erzielt, dass sich durch eine hohe Auflösung und eine hohe Effizienz auszeichnet und zur Abstrahlung mehrfarbiger Strahlung auszeichnet.
Eine besonders hohe Auflösung kann insbesondere durch geringe Abstände zwischen den aktiven Bereichen erzielt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen
Halbleiterbauelements betragen die Abstände benachbarter aktiver Bereiche weniger als 10 ym, insbesondere im Bereich zwischen 50 nm und 10 ym. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements folgt einer dritten Gruppe der aktiven Bereiche in einer Abstrahlrichtung kein
Lumineszenzkonversionselement nach. Die aktiven Bereiche der ersten Gruppe emittieren somit die Primärstrahlung in die
Abstrahlrichtung. Das optoelektronische Halbleiterbauelement ist insbesondere zur Emission von Strahlung mindestens drei verschiedener Farben, insbesondere blau, grün und rot, geeignet. Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann insbesondere eine RGB-Lichtquelle sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weisen die aktiven Bereiche eine laterale Ausdehnung, d.h. eine Ausdehnung senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsrichtung, zwischen 20 nm und 5 ym auf. In der Haupterstreckungsrichtung weisen die aktiven Bereiche vorzugsweise eine Länge auf, die größer ist als der
Durchmesser. Beispielsweise ist die Länge der aktiven
Bereiche mindestens zwei Mal so groß wie der Durchmesser, insbesondere mindestens fünf Mal so groß wie der Durchmesser oder sogar mindestens 50 Mal so groß wie der Durchmesser der aktiven Bereiche.
Die Einstellung der Größe der aktiven Bereiche in lateraler Richtung erfolgt beispielsweise durch die Größe der Öffnungen in einer Maskenschicht, in der die aktiven Bereiche gewachsen werden, und in vertikaler Richtung beispielsweise durch die Wachstumszeit. Durch die Größe der aktiven Bereiche können die optischen Eigenschaften, insbesondere die Modenführung, beeinflusst werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind die ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente derart angeordnet, dass jedem aktiven Bereich der ersten Gruppe jeweils ein separates erstes Lumineszenzkonversionselement und jedem aktiven
Bereich der zweiten Gruppe jeweils ein separates zweites Lumineszenzkonversionselement zugeordnet ist. Mit anderen
Worten bedeckt ein erstes Konversionselement oder ein zweites Lumineszenzkonversionselement jeweils genau einen aktiven Bereich . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weisen die ersten und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente jeweils eine laterale
Ausdehnung auf, die zwischen einmal und fünfmal so groß ist wie die laterale Ausdehnung der aktiven Bereiche. Weiterhin beträgt die laterale Ausdehnung der
Lumineszenzkonversionselemente bevorzugt nicht mehr als die Hälfte des Abstands der aktiven Bereiche. Die
Lumineszenzkonversionselemente sind in diesem Fall
vorteilhaft so dimensioniert, dass sie die von dem ihnen zugeordneten aktiven Bereich ausgehende Strahlung vollständig absorbieren und in eine Sekundärstrahlung konvertieren. In Abhängigkeit von der Winkelverteilung der emittierten
Primärstrahlung kann es hierzu vorteilhaft sein, wenn die Lumineszenzkonversionselemente zwischen 100% und 500% der lateralen Ausdehnung der aktiven Bereiche aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist eine Strahlungsaustrittsfläche des optoelektronischen Halbleiterbauelements mindestens eine transparente dielektrische Schicht auf, wobei die ersten Lumineszenzkonversionselemente und die zweiten
Lumineszenzkonversionselemente jeweils in Vertiefungen der mindestens einen dielektrischen Schicht angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass das erste
Lumineszenzkonversionselement in Vertiefungen einer ersten dielektrischen Schicht und das zweite
Lumineszenzkonversionselement in Vertiefungen einer zweiten dielektrischen Schicht angeordnet ist. Die Vertiefungen in der mindestens einen dielektrischen Schicht können zum
Beispiel mit einem Lithographieverfahren erzeugt werden. Die Anordnung der ersten und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente in Vertiefungen mindestens einer dielektrischen Schicht hat den Vorteil, dass mittels der Vertiefungen die Größe und Position der ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente genau einstellbar ist, insbesondere mittels einer lithografischen Erzeugung der Vertiefungen. Weiterhin hat die Anordnung der ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente in Vertiefungen der mindestens einen dielektrischen Schicht den Vorteil, dass die Lumineszenzkonversionselemente besser vor mechanischen
Beschädigungen geschützt sind. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente vorteilhaft jeweils in Wellenleitern angeordnet. Die Wellenleiter können beispielsweise in einer dielektrischen Schicht ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die
Primärstrahlung B, die erste Sekundärstrahlung R und die zweite Sekundärstrahlung G jeweils gerichtet abgestrahlt werden .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen den aktiven Bereichen und den Lumineszenzkonversionselementen ein wellenlängenselektiver Spiegel angeordnet. Der
wellenlängenselektive Spiegel ist insbesondere dazu
eingerichtet, die von den Lumineszenzkonversionselementen erzeugte erste Sekundärstrahlung R und zweite
Sekundärstrahlung G zumindest zum überwiegenden Teil zu reflektieren und ist für die Primärstrahlung B im
Wesentlichen strahlungsdurchlässig. Der wellenlängenselektive Spiegel kann insbesondere dazu eingerichtet sein, rotes oder grünes Licht zu reflektieren und blaues Licht zu
transmittieren . Auf diese Weise wird vorteilhaft die
Absorption von konvertierter Strahlung im optoelektronischen Halbleiterbauelement vermindert und die Effizienz erhöht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind die aktiven Bereiche individuell ansteuerbar. Vorteilhaft weisen die aktiven Bereiche in diesem Fall an einer der Strahlungsaustrittsfläche
zugewandten Seite einen gemeinsamen elektrischen Kontakt und an einer der Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite separate elektrische Kontakte auf. Es ist weiterhin auch möglich, dass jeweils beide Kontakte der aktiven
Bereiche individuell ansteuerbar sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
optoelektronische Halbleiterbauelement ein Trägersubstrat auf, wobei eine elektronische Schaltung zur individuellen Ansteuerung der aktiven Bereiche in das Trägersubstrat integriert ist. Das Trägersubstrat mit einer elektronischen Schaltung zur individuellen Ansteuerung der aktiven Bereiche kann beispielsweise in CMOS-Technik hergestellt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
optoelektronische Halbleiterbauelement kein Aufwachssubstrat auf. Das Aufwachssubstrat kann insbesondere nach einer epitaktischen Herstellung der aktiven Bereiche von dem
Halbleiterbauelement abgelöst werden, zum Beispiel mit einem Laser-Lift-Off-Verfahren . Das Ablösen des Aufwachssubstrats ermöglicht es insbesondere, die aktiven Bereiche mit einem Trägersubstrat zu verbinden, das es ermöglicht, die aktiven Bereiche einzeln anzusteuern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
optoelektronische Halbleiterbauelement ein RGB-Display mit einer Vielzahl von Pixeln. Vorzugsweise weist jedes Pixel einen aktiven Bereich der ersten Gruppe, einen aktiven
Bereich der zweiten Gruppe und einen aktiven Bereich der dritten Gruppe auf. Die Pixel enthalten somit jeweils mindestens einen aktiven Bereich jeder Farbe, beispielsweise einen aktiven Bereich zur Emission blauen Lichts, einen aktiven Bereich zur Emission grünen Lichts und einen Bereich zur Emission roten Lichts. Dies schließt nicht aus, dass ein Pixel mehr als drei, beispielsweise vier aktive Bereiche aufweist .
Die aktiven Bereiche weisen vorzugsweise einen n-Typ
Halbleiterbereich auf, der einen Kernbereich ausbildet. Über diesen Kernbereich können die aktiven Bereiche beispielsweise an einer Bodenfläche der aktiven Bereiche jeweils miteinander verbunden sein. Ferner können die aktiven Bereiche eine aktive Schicht aufweisen, die den Kernbereich zumindest in Richtungen quer zur Haupterstreckungsrichtung des aktiven Bereichs bedeckt. Das heißt, die aktive Schicht kann an
Mantelflächen und gegebenenfalls auch an Deckflächen der aktiven Bereiche ausgebildet sein und den Kernbereich dort überdecken. Insbesondere ist es aber auch möglich, dass Bodenflächen und/oder Deckflächen der aktiven Bereiche jeweils frei von der aktiven Schicht sind und lediglich
Mantelflächen der aktiven Bereiche von der aktiven Schicht bedeckt sind. Weiter können die aktiven Bereiche einen p-Typ Halbleiterbereich aufweisen, der eine Deckschicht ausbildet, die die aktive Schicht zumindest in Richtungen quer zur Haupterstreckungsrichtung des aktiven Bereichs bedeckt. Insgesamt ist es also möglich, dass ein Großteil,
insbesondere alle aktiven Bereiche, jeweils einen Kernbereich aufweisen, der in Richtungen quer zur
Haupterstreckungsrichtung des aktiven Bereichs jeweils von einer aktiven Schicht bedeckt ist, die wiederum, insbesondere auch in Richtungen quer zur Haupterstreckungsrichtung des aktiven Bereichs, jeweils von einer Deckschicht bedeckt ist.
Bei den aktiven Bereichen kann es sich dabei insbesondere um so genannte Kern-Hülle-Nanostäbe oder Kern-Hülle-Mikrostäbe (englisch auch: core shell nanorods oder core shell
microrods) handeln, bei denen eine Hülle mit einer aktiven Schicht um einen Kern aufgebracht ist, der sich in alle drei Raumrichtungen erstreckt. Bei einer alternativen Ausgestaltung weisen die aktiven
Bereiche eine Haupterstreckungsrichtung auf, wobei in der Haupterstreckungsrichtung ein n-Typ Halbleiterbereich, die aktive Schicht und ein p-Typ Halbleiterbereich derart übereinander angeordnet sind, dass sie in lateraler Richtung nicht überlappen. Bei dieser Ausgestaltung sind die Nano- oder Mikrostäbe vorzugsweise scheibenförmige Nano- oder Mikrostäbe (disc type nanorods or microrods) , wobei der n-Typ Halbleiterbereich, die aktive Schicht und der p-Typ
Halbleiterbereich aufeinanderfolgende Scheiben,
beispielsweise mit zylindrischem oder hexagonalem
Querschnitt, sind. Solche scheibenförmigen Nano- oder
Mikrostäbe werden oftmals als "quantum disc" bezeichnet. Die aktiven Bereiche können mit einem II-VI-Material oder III-V-Material, insbesondere einem III-Nitrid-Material wie z.B. InAlGaN, hergestellt werden und emittieren je nach
Materialzusammensetzung in der aktiven Schicht beispielsweise Primärstrahlung mit einer Peak-Wellenlänge in einem
Wellenlängenbereich bis höchstens 550 nm. Dabei ist die Peak- Wellenlänge insbesondere die Wellenlänge maximaler Emission. Vorzugsweise wird blaues Licht erzeugt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das optoelektronische
Halbleiterbauelement eine Stromaufweitungsschicht, welche die Vielzahl der aktiven Bereiche zumindest stellenweise bedeckt. Bei einer möglichen Ausgestaltung kann die
Stromaufweitungsschicht die aktiven Bereiche elektrisch leitend miteinander verbinden. Beispielsweise steht die
Stromaufweitungsschicht in direktem Kontakt mit der
Deckschicht der aktiven Bereiche. Die Stromaufweitungsschicht kann die aktiven Bereiche an ihrer freiliegenden Außenfläche teilweise oder vollständig bedecken.
Die Stromaufweitungsschicht ist vorzugsweise
strahlungsdurchlässig ausgebildet. Die
Stromaufweitungsschicht kann in einem solchen Fall mit einem Halbleitermaterial oder mit einem transparenten, leitfähigen Oxid gebildet sein. Beispielsweise eignet sich Indiumzinnoxid (ITO) als Material zur Bildung der Stromaufweitungsschicht . Die Stromaufweitungsschicht kann alternativ oder zusätzlich ein Metall aufweisen. Die Stromaufweitungsschicht kann beispielsweise nur aus einer Metallschicht oder aus einer
Kombination einer transparenten leitfähigen Oxidschicht mit einer Metallschicht bestehen. Ferner ist es möglich, dass die Stromaufweitungsschicht mit einem semitransparenten, leitfähigen Material, das dünn aufgetragen wird, gebildet ist. Die Stromaufweitungsschicht kann in diesem Fall zum Beispiel mit Graphen gebildet sein oder aus Graphen bestehen. Das optoelektronische Halbleiterbauelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung werden im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1A eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 1B eine vergrößerte Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines aktiven Bereichs,
Figur IC eine vergrößerte Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines aktiven Bereichs,
Figur 1D eine vereinfachte schematische Aufsicht auf die
aktiven Bereiche, Figuren 2A bis 20 schematisch dargestellte Zwischenschritte bei einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen
Halbleiterbauelements , Figur 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Figuren 4A bis 4L schematisch dargestellte Zwischenschritte bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines
Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements ,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und Figur 6 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die
dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen . Das in Figur 1A schematisch im Querschnitt dargestellte optoelektronische Halbleiterbauelement 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist eine Vielzahl aktiver Bereiche 10a, 10b, 10c auf, die nebeneinander über einem gemeinsamen
Trägersubstrat 15 angeordnet sind. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Figur 1 nur sieben aktive Bereiche 10a, 10b, 10c dargestellt. Die tatsächliche Anzahl der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c in dem optoelektronischen
Halbleiterbauelement 20 kann wesentlich größer sein,
beispielsweise kann das optoelektronische
Halbleiterbauelement 20 mindestens fünfzig, mindestens hundert oder sogar mindestens tausend aktive Bereiche 10a, 10b, 10c aufweisen. Die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c können in einer matrixartigen Anordnung über dem Trägersubstrat angeordnet sein.
Die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c sind insbesondere als Mikro- oder Nanostäbe ausgebildet. Ein mögliches
Ausführungsbeispiel eines aktiven Bereichs 10a, 10b, 10c ist in Figur 1B vergrößert dargestellt. Jeder aktive Bereich 10a, 10b, 10c umfasst einen n-Typ Halbleiterbereich 11, der einen Kernbereich ausbildet. Der Kernbereich wird von einer aktiven Schicht 12 umhüllt, die zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Die aktive Schicht 12 wird von einem p-Typ Halbleiterbereich 13 umhüllt, der eine
Deckschicht ausbildet. Eine solche Anordnung der Schichten in den Mikro- oder Nanostäben wird auch als Kern-Hülle Struktur (engl, core-shell structure) bezeichnet.
Eine alternative mögliche Ausgestaltung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c ist in Figur IC dargestellt. Bei dieser
Ausgestaltung sind der n-Typ Halbleiterbereich 11, die aktive Schicht 12 und der p-Typ Halbleiterbereich 13 in der
Haupterstreckungsrichtung z übereinander angeordnet. Der n- Typ Halbleiterbereich 11, die aktive Schicht 12 und der p-Typ Halbleiterbereich 13 sind in diesem Fall scheibenförmig vertikal übereinander angeordnet.
Bei beiden möglichen Ausgestaltungen der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c basieren die Halbleiterschichten 11, 12, 13 des optoelektronischen Halbleiterbauelements 20 vorzugsweise auf einem Nitrid-Verbindungs-Halbleiter. „Auf einem Nitrid- Verbindungshalbleiter basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichten oder zumindest eine Schicht davon ein III-Nitrid-
Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise InxAlyGai-x-yN umfasst, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte
Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche
Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen
physikalischen Eigenschaften des InxAlyGai-x-yN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (In, AI, Ga, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Beispielsweise weist der n-Typ Halbleiterbereich 11 n- dotiertes GaN, die aktive Schicht 12 InGaN und die
Deckschicht p-dotiertes GaN auf. Es ist auch denkbar, dass der n-Typ Halbleiterbereich 11, die aktive Schicht 12 und/oder der p-Typ Halbleiterbereich 13 aus mehreren
Teilschichten zusammengesetzt sind. Insbesondere kann die aktive Schicht 12 eine Einfach- oder Mehrfach- Quantentopfstruktur aufweisen.
Die aktiven Bereiche 10 weisen eine Haupterstreckungsrichtung z auf. Die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c sind vorzugsweise entlang der Haupterstreckungsrichtung z länger ausgebildet, als sind in lateralen Richtungen, quer oder senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung z, breit sind.
Wie in der schematischen dargestellten Aufsicht auf einige der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c in Figur 1D zu sehen ist, können die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c beispielsweise hexagonale Grundflächen aufweisen. Alternativ sind aber auch andere Formen der Grundfläche möglich. Wie in Figur 1A dargestellt, erfolgt die elektrische
Kontaktierung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c
beispielsweise über einen gemeinsamen p-Kontakt 5 und
separate n-Kontakte 6. Der p-Kontakt 5 und die n-Kontakte 6 können beispielsweise als Metallschichten ausgeführt sein. Die n-Typ Halbleiterbereiche 11 sind mit den n-Kontakten 6 elektrisch leitend verbunden und können insbesondere direkt an die n-Kontakte 6 angrenzen. Der elektrische Kontaktierung der p-Typ Halbleiterbereiche 13 der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c wird über eine StromaufWeitungsschicht 4
hergestellt, die über Teile der p-Typ Halbleiterbereiche 13 geführt ist und an den p-Kontakt 5 angeschlossen ist. Die Stromaufweitungsschicht 4 grenzt insbesondere bereichsweise an die p-Typ Halbleiterbereiche 13 der aktiven Bereiche 10 an. Die Stromaufweitungsschicht 4 und der p-Kontakt 5 sind durch mindestens eine Isolationsschicht 3 von den n-Kontakten 6 elektrisch isoliert.
Bei der in Fig. 1B gezeigten Ausführung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c als Kern-Hülle Nano- oder Mikrostäbe erstreckt sich ein Teil der Isolationsschicht 3 an den Unterseiten der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c unter die aktive Schicht 12 und die p-Typ Halbleiterbereiche 13. Somit ist jeweils nur der n-Typ Halbleiterbereich 11 elektrisch an den n-Kontakt 6 angeschlossen. Bei der Herstellung der Kern-Hülle-Nano- oder Mikrostäbe kann die Isolationsschicht 3 als Maske zur
Erzeugung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c während des epitaktischen Wachstums dienen. Beispielsweise kann zunächst der als Kern fungierende n-Typ Halbleiterbereich 11 in
Öffnungen der Isolationsschicht 3 gewachsen werden, und dann der Kern nacheinander von der aktiven Schicht 12 und dem p- Typ Halbleiterbereich 13 überwachsen werden. Bei der alternativen Ausführung der aktiven Bereich 10a, 10b, 10c gemäß Figur IC sind der n-Typ Halbleiterbereich 11 und die aktive Schicht 12 in seitlicher Richtung von einer
Isolationsschicht 3 bedeckt und insbesondere von der
Stromaufweitungsschicht 4 elektrisch isoliert.
Die mindestens eine Isolationsschicht 3 ist beispielsweise mit einem Halbleiteroxid oder einem Halbleiternitrid wie Siliziumoxid oder Siliziumnitrid gebildet. Die
Stromaufweitungsschicht 4, die über den aktiven Bereichen 10a, 10b, 10c angeordnet ist, ist vorzugsweise eine
transparente Schicht. Somit kann die von dem
optoelektronischen Halbleiterbauelement 20 emittierte
Strahlung zumindest teilweise durch die
Stromaufweitungsschicht 4 ausgekoppelt werden. Insbesondere kann die Stromaufweitungsschicht 4 ein transparentes
leitfähiges Oxid (TCO, transparent conductive oxide) wie zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid (ITO) aufweisen. Die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c emittieren eine
Primärstrahlung, die vorzugsweise blaues Licht umfasst. Die aktiven Schichten 12 der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c können jeweils das gleiche Halbleitermaterial aufweisen, insbesondere ein zur Emission blauen Lichts geeignetes
Nitridverbindungshalbleitermaterial . Zur Erzielung einer mehrfarbigen Abstrahlung folgt einer ersten Gruppe aktiver Bereiche 10a in Abstrahlungsrichtung jeweils ein erstes
Lumineszenzkonversionselement 21 nach, das zur Konvertierung der Primärstrahlung B in eine erste Sekundärstrahlung R geeignet ist. Die erste Sekundärstrahlung R ist vorzugsweise rotes Licht. Weiterhin folgt einer zweiten Gruppe aktiver Bereiche 10b in Abstrahlungsrichtung jeweils ein zweites Lumineszenzkonversionselement 22 nach, das zur Konvertierung der Primärstrahlung B in eine zweite Sekundärstrahlung G geeignet ist. Die zweite Sekundärstrahlung G ist vorzugsweise grünes Licht. Einer dritten Gruppe der aktiven Bereiche 10c folgt in Abstrahlungsrichtung vorteilhaft kein
Lumineszenzkonversionselement nach, so dass die aktiven
Bereiche 10c der dritten Gruppe die Primärstrahlung B
emittieren .
Die ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 sind vorteilhaft jeweils in Vertiefungen einer oder mehrerer transparenter dielektrischer Schichten 9, 16 angeordnet, welche über den aktiven Bereichen 10a, 10b, 10c angeordnet sind. Die transparenten dielektrischen Schichten 9, 16 sind beispielsweise aus einem Siliziumoxid, insbesondere Si02, gebildet.
Die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c sind vorteilhaft einzeln ansteuerbar. Hierzu ist vorteilhaft eine elektronische
Schaltung 18 zur individuellen Ansteuerung der aktiven
Bereiche 10a, 10b, 10c in ein Trägersubstrat 15 des
optoelektronischen Halbleiterbauelements 20 integriert. Die elektronische Schaltung 18 zur Ansteuerung der aktiven
Bereiche 10a, 10b, 10c kann in dem Trägersubstrat 15 zum Beispiel in CMOS-Technik realisiert sein und ist in Figur 1A nur schematisch durch Transistorsymbole angedeutet. Das
Trägersubstrat 15 liegt einer Strahlungsaustrittsfläche 17 des optoelektronischen Halbleiterbauelements 20 gegenüber.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 20 kann zum
Beispiel ein Display, insbesondere ein RGB-Display sein.
Das Display weist in diesem Fall vorzugsweise eine Vielzahl von Pixeln auf, wobei jedes Pixel vorteilhaft jeweils mindestens einen aktiven Bereich 10a der ersten Gruppe, einen aktiven Bereich 10b der zweiten Gruppe und einen aktiven Bereich 10c der dritten Gruppe aufweist.
Weiterhin kann das optoelektronische Halbleiterbauelement 20 eine Beleuchtungsvorrichtung sein, die zur Emission von
Mischlicht geeignet ist, wobei das Mischlicht durch additive Farbmischung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c erzeugt werden kann. Durch gezielte Ansteuerung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c kann Mischlicht verschiedener Farben
erzeugt werden, beispielsweise farbiges Licht mit gezielt eingestelltem Farbort. Weiterhin kann beispielsweise
Weißlicht mit gezielt eingestellter Farbtemperatur erzeugt werden . In den Figuren 2A bis 20 sind schematisch Zwischenschritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements dargestellt, mit dem beispielsweise das optoelektronische
Halbleiterbauelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt werden kann.
Bei dem in Figur 2A dargestellten Zwischenschritt sind aktive Bereiche 10 epitaktisch auf einer ersten Halbleiterschicht 2, die vorzugsweise GaN aufweist und insbesondere n-dotiert sein kann, aufgewachsen worden. Die erste Halbleiterschicht 2 ist auf einem Aufwachssubstrat 1 aufgewachsen, das vorzugsweise Saphir, Si oder SiC aufweist. Weiterhin sind die aktiven Bereiche 10 mit einer Isolationsschicht 3 versehen worden, die teilweise bereits vor dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven Bereiche 10 auf die erste Halbleiterschicht 2
aufgebracht werden kann und somit als Maske zum Aufwachsen der aktiven Bereiche 10 dienen kann. Die Isolationsschicht 3 ist beispielsweise mit einem fotolithografischen Verfahren derart strukturiert worden, dass sie Bereiche der Seitenflächen der aktiven Bereiche 10 abdeckt, wie es zuvor im Zusammenhang mit den Figuren 1B und IC beschrieben wurde. Die Isolationsschicht 3 ist vorzugsweise eine Oxidschicht, insbesondere eine Si02-Schicht .
In Figur 2B ist ein nachfolgender Prozessschritt schematisch dargestellt, bei dem eine Stromaufweitungsschicht 4 auf die aktiven Bereiche 10 aufgebracht worden ist, die vorzugsweise ein transparentes leitfähiges Oxid wie zum Beispiel ITO aufweist. Alternativ kann eine Metallschicht oder eine
Kombination aus einer Metallschicht und einer transparenten leitfähigen Oxidschicht als Stromaufweitungsschicht 4 eingesetzt werden.
In einem in Figur 2C dargestellten weiteren Zwischenschritt ist eine Maskenschicht 8, beispielsweise eine
Fotolackschicht, auf die Stromaufweitungsschicht 4
aufgebracht worden.
Bei dem in Figur 2D dargestellten weiteren Zwischenschritt ist die Maskenschicht 8 soweit abgetragen worden, dass sie in vertikaler Richtung unterhalb der Oberseitenbereiche 19 der aktiven Bereiche 10 endet. Das Abtragen der Maskenschicht 8 kann zum Beispiel durch einen Ätzprozess, insbesondere durch einen Ätzprozess mit einem Sauerstoffplasma,
durchgeführt werden. Weiterhin ist ein weiterer Ätzprozess durchgeführt worden, um die Stromaufweitungsschicht 4 von den nicht von der Maskenschicht 8 bedeckten Oberseitenbereichen 19 zu entfernen. Dies kann mittels eines nasschemischen
Ätzprozesses oder mittels eines Trockenätzprozesses
durchgeführt werden. In dem in Figur 2E dargestellten Zwischenschritt ist die Maskenschicht 8 wieder entfernt worden. Die
Oberseitenbereiche 19 der aktiven Bereiche 10 sind nun von der Stromaufweitungsschicht 4 befreit.
Bei dem in Figur 2F dargestellten Zwischenschritt ist eine transparente dielektrische Schicht 9 auf die
Stromaufweitungsschicht 4 aufgebracht worden, welche diese vorzugsweise vollständig planarisiert . Die transparente dielektrische Schicht 9 füllt insbesondere die Zwischenräume zwischen den aktiven Bereichen 10, die mit der
Stromaufweitungsschicht 4 bedeckt sind, vollständig auf. Die transparente dielektrische Schicht 9 kann insbesondere eine Oxidschicht, beispielsweise eine Si02-Schicht , sein.
Alternativ zu einer transparenten dielektrischen Schicht 9 wäre es bei diesem Schritt auch möglich, eine opake oder reflektierende Schicht aufzubringen, welche die aktiven
Bereiche 10 planarisiert. Bei dem in Figur 2G dargestellten weiteren Zwischenschritt sind die transparente dielektrische Schicht 9 sowie
darunterliegende Teile der aktiven Bereiche 10 teilweise abgetragen worden. Der Materialabtrag kann insbesondere durch ein mechanisches Verfahren wie beispielsweise Schleifen, Läppen oder Polieren erfolgen. Insbesondere kann der
Materialabtrag durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) erfolgen. Der Materialabtrag erfolgt insbesondere so weit, dass die Oberseitenbereiche 19 der aktiven Bereiche 10 abgetragen werden. Dieser optionale Zwischenschritt kann vorteilhaft sein, um Leckströme an den Oberseitenbereichen 19 zu reduzieren und/oder geführte Moden in den aktiven
Bereichen zu verstärken. Bei dem in Figur 2H dargestellten Zwischenschritt ist auf die zuvor freigelegte Oberfläche ein weiterer Teil der
transparenten dielektrischen Schicht 9 aufgebracht worden. Der weitere Teil der transparenten dielektrischen Schicht 9 weist vorteilhaft das gleiche Material wie der zuerst
aufgebrachte Teil der transparenten dielektrischen Schicht 9 auf. In diesem Fall entsteht keine optisch wirksame
Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen Teil der transparenten dielektrischen Schicht 9. Weiterhin sind bei dem Zwischenschritt der Figur 2H Vertiefungen 23 in der transparenten dielektrischen Schicht 9 erzeugt worden, beispielsweise durch ein fotolithografisches Verfahren in Verbindung mit einem Ätzprozess. In einem weiteren in Figur 21 dargestellten Zwischenschritt ist ein Konvertermaterial in den zuvor erzeugten Vertiefungen 23 der transparenten dielektrischen Schicht 9 aufgebracht worden. Das Konvertermaterial kann zum Beispiel Quantenpunkte (Quantum Dots) aufweisen und durch ein Aerosol-Jet-Verfahren aufgebracht werden. Alternativ sind auch andere
Ausgestaltungen des Konvertermaterials und Verfahren zum Aufbringen des Konvertermaterials möglich. Beispielsweise kann das Konvertermaterial nach der Abscheidung lithografisch strukturiert werden. Es ist auch möglich, dass das
Konvertermaterial durch epitaktische Schichten gebildet sein, die durch Bonden aufgebracht und nachfolgend strukturiert werden können.
Bei dem in Figur 2J dargestellten Zwischenschritt ist
überschüssiges Konvertermaterial, welches die Oberfläche der transparenten dielektrischen Schicht 9 außerhalb der
Vertiefungen bedeckt, mit einem Polierprozess wieder entfernt worden. Auf diese Weise sind in den Vertiefungen 23 der transparenten dielektrischen Schicht 9 erste
Lumineszenzkonversionselemente 21 erzeugt worden.
Die in den Figuren 2H bis 2J dargestellten Verfahrensschritte können nachfolgend wiederholt werden, um über einer zweiten Gruppe aktiver Bereiche 10 zweite Konversionselemente 22 zu erzeugen. Beispielsweise wird nach dem Verfahrensschritt der Figur 2J eine weitere transparente dielektrische Schicht 16 aufgebracht, anschließend Vertiefungen darin erzeugt, ein zweites Konvertermaterial in den Vertiefungen aufgebracht und überschüssiges Konvertermaterial durch einen Polierprozess wieder entfernt. Nachfolgend können die so hergestellten zweiten Lumineszenzkonversionselemente 22 mit weiterem
Material der transparenten dielektrischen Schicht 16 bedeckt werden, um sie vor äußeren Einflüssen zu schützen. Wie in
Figur 2K dargestellt, sind die Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 vorteilhaft vollständig in Vertiefungen der
transparenten dielektrischen Schichten 9, 16 angeordnet. Es ist auch möglich, dass die ersten und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 in derselben
dielektrischen Schicht erzeugt werden. Beispielsweise können die Ausnehmungen für die ersten und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 gleichzeitig erzeugt werden, und dann die Konvertermaterialien zur Ausbildung der ersten Lumineszenzkonversionselemente 21 und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente 22 selektiv in die für sie vorgesehenen Ausnehmungen einer transparenten dielektrischen Schicht eingebracht werden.
Bei dem in Figur 2L dargestellten Zwischenschritt ist das optoelektronische Halbleiterbauelement an einer dem
Aufwachssubstrat 1 gegenüberliegenden Seite mittels einer Verbindungschicht 25, beispielsweise einer KlebstoffSchicht , mit einem Hilfsträger 26 verbunden worden.
Wie in Figur 2M dargestellt, wird nachfolgend das
Aufwachssubstrat 1 abgelöst, beispielsweise durch ein Laser- Lift-Off Verfahren oder alternativ durch ein mechanisches Verfahren wie Ätzen, Schleifen und/oder Polieren.
Gleichzeitig oder anschließend wird auch die erste
Halbleiterschicht 2 entfernt. Auf diese Weise werden
insbesondere die n-Typ Halbleiterbereiche der 11 aktiven Bereiche 10 freigelegt, so dass sie einzeln kontaktiert werden können.
Bei dem in Figur 2N dargestellten Zwischenschritt sind die aktiven Bereiche 10 jeweils mit einem n-Kontakt 6 versehen worden. Insbesondere weisen die aktiven Bereiche 10 jeweils einen separaten n-Kontakt 6 auf. Weiterhin ist eine
Vertiefung in der Isolationsschicht 3 erzeugt worden, die sich bis zur StromaufWeitungsschicht 4 erstreckt. In der Vertiefung ist ein p-Kontakt zu elektrischen Kontaktierung der Stromaufweitungsschicht 4 aufgebracht worden. Die n- Kontakte 6 und der p-Kontakt 5 können jeweils als
Metallschichten ausgebildet sein. Alternativ können die n- Kontakte 6 und/oder der p-Kontakt 5 durch eine Kombination aus einer transparenten leitfähigen Oxidschicht und einer
Metallschicht gebildet sein. Hierdurch kann die Reflexion der Kontakte vorteilhaft erhöht werden.
Bei dem in Figur 20 dargestellten Verfahrensschritt sind die n-Kontakte 6 und der p-Kontakt 5 mit einem Trägersubstrat 15 verbunden worden, dass die elektronische Schaltung 18 zur individuellen Ansteuerung der aktiven Bereiche 10 aufweist. Zur Fertigstellung des in Figur 1A gezeigten
optoelektronischen Halbleiterbauelements 20 werden
nachfolgend der Hilfsträger 26 und gegebenenfalls die
Verbindungschicht 25 wieder entfernt.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Halbleiterbauelements 20. Das zweite
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten
Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass das
Trägersubstrat 15 an einer dem ursprünglichen
Aufwachssubstrat gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c weisen separate p-Kontakte 5 auf, welche jeweils an den p-Typ Halbleiterbereich 13 der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c angeschlossen sind. Weiterhin weisen die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c einen gemeinsamen n-Kontakt 6 auf, der an die erste Halbleiterschicht 2
angeschlossen ist. Die erste Halbleiterschicht 2 ist
insbesondere eine n-dotierte Halbleiterschicht, welche mit den n-Typ Halbleiterbereichen 11 der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c verbunden ist. Wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel enthält das Trägersubstrat 15 vorteilhaft eine elektronische Schaltung 18 zur individuellen Ansteuerung der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c. An einer den aktiven Bereichen 10a, 10b, 10c
gegenüberliegenden Seite der ersten Halbleiterschicht 2 ist eine transparente dielektrische Schicht 16 angeordnet, in die Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 eingebettet sind.
Insbesondere folgt den aktiven Bereichen 10a einer ersten Gruppe in der Abstrahlungsrichtung jeweils ein erstes
Lumineszenzkonversionselement 21 nach. Das erste
Lumineszenzkonversionselement 21 ist dazu geeignet, die von den aktiven Bereichen 10a emittierte Primärstrahlung, vorzugsweise blaues Licht, in eine erste Sekundärstrahlung R zu konvertieren, insbesondere in rotes Licht. Den aktiven Bereichen 10b einer zweiten Gruppe folgt in der
Abstrahlungsrichtung jeweils ein zweites
Lumineszenzkonversionselement 22 nach. Das zweite
Lumineszenzkonversionselement 22 ist dazu geeignet, die von den aktiven Bereichen 10b emittierte Primärstrahlung,
vorzugsweise blaues Licht, in eine zweite Sekundärstrahlung G zu konvertieren, insbesondere in grünes Licht. Weiterhin folgt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel den aktiven Bereichen 10c einer dritten Gruppe jeweils kein
Lumineszenzkonversionselement nach, so dass diese die
Primärstrahlung B, insbesondere blaues Licht, emittieren. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten
Ausführungsbeispiels ergeben sich aus der vorherigen
Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels sowie aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterbauelements 20 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiels .
In den Figuren 4A bis 4H sind schematisch Zwischenschritte des Ausführungsbeispiels zur Herstellung des
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt.
Bei dem in Figur 4A dargestellten Zwischenschritt sind aktive Bereiche 10 epitaktisch auf einer ersten Halbleiterschicht 2, die vorzugsweise n-dotiertes GaN aufweist, aufgewachsen worden. Die erste Halbleiterschicht 2 ist auf einem
Aufwachssubstrat 1 aufgewachsen, das vorzugsweise Saphir, Si oder SiC aufweist. Weiterhin sind die aktiven Bereiche 10 mit einer Isolationsschicht 3 versehen worden, die teilweise bereits vor dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven Bereiche
10 auf die erste Halbleiterschicht 2 aufgebracht werden kann und somit als Maske zum Aufwachsen der aktiven Bereiche 10 dienen kann. Die Isolationsschicht 3 ist vorzugsweise eine Oxidschicht, insbesondere eine Si02-Schicht . Die aktiven Bereiche 10 weisen an der Oberseite einen p-dotierten oder undotierten Bereich 14 auf. Dies ist in einer Detailansicht eines aktiven Bereichs 10 in Figur 4B verdeutlicht. Anders als bei dem ersten
Ausführungsbeispiel wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht der gesamte Kernbereich der Kern-Hülle-Nanostäbe oder Kern-Hülle-Mikrostäbe durch den n-Typ Halbleiterbereich 11 gebildet. Vielmehr wird zunächst ein erster Teil des
Kernbereichs als n-Typ Halbleiterbereich 11 aufgewachsen, und nachfolgend ein zweiter Teil des Kernbereichs als p-dotierter oder undotierter Bereich 14 über dem n-Typ Halbleiterbereich
11 gewachsen, der insbesondere die Spitze der aktiven
Bereiche 10 ausbildet. Erst danach wird der aus dem n-Typ Halbleiterbereich 11 und dem p-dotierten oder undotierten Halbleiterbereich 14 gebildete Kernbereich von der aktiven Schicht 12 und dem p-Typ Halbleiterbereich 13 überwachsen. Wie in Figur 4C dargestellt, werden anschließend der p-Typ
Halbleiterbereich 13 und die aktive Schicht 12 im Bereich der Spitzen der aktiven Bereiche 10 entfernt. Dies kann
insbesondere durch einen Ätzprozess erfolgen. Hierzu wird, wie in Figur 4D dargestellt, vor der Durchführung des
Ätzprozesses eine geeignete Maskenschicht 8 aufgebracht und so strukturiert, dass nur die Spitzen der aktiven Bereiche 10 freilegen. Vorzugsweise werden die freigelegten p-dotierten oder undotierten Halbleiterbereiche 14 zusätzlich beispielsweise durch Plasmaätzen passiviert.
Bei dem in Figur 4E dargestellten Zwischenschritt ist eine Stromaufweitungsschicht 4, die vorzugsweise ein transparentes leitfähiges Oxid wie beispielsweise ITO oder alternativ ein Metall aufweist, zunächst ganzflächig auf die aktiven
Bereiche 10 aufgebracht worden. Bei dem in Figur 4F dargestellten Zwischenschritt ist die
Stromaufweitungsschicht 4 durch einen anisotropen Ätzprozess von den Spitzen der aktiven Bereiche 10 sowie von Bereichen der Isolationsschicht 3 in Zwischenräumen zwischen den aktiven Bereichen 10 und außerhalb der aktiven Bereiche 10 entfernt worden.
Bei dem in Figur 4G dargestellten Zwischenschritt ist
weiteres Material der Isolationsschicht 3 aufgebracht worden, um insbesondere die Zwischenräume zwischen den aktiven
Bereichen 10 aufzufüllen. Nachfolgend sind Teile der
Isolationsschicht 3 sowie Teile der die p-dotierten oder undotierten Bereiche 14 der aktiven Bereiche 10 teilweise abgetragen worden. Der Materialabtrag kann insbesondere durch ein mechanisches Verfahren wie beispielsweise Schleifen, Läppen oder Polieren erfolgen. Insbesondere kann der
Materialabtrag durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) erfolgen. Der Materialabtrag erfolgt insbesondere so weit, dass die p-dotierten oder undotierten Bereiche 14 der aktiven Bereiche 10 und die Stromaufweitungsschicht 4 teilweise freiliegen.
In einem weiteren in Figur 4H dargestellten Verfahrensschritt sind p-Kontakte 5 derart auf die aktiven Bereiche 10 aufgebracht worden, dass sie jeweils an die
Stromaufweitungsschicht 4 anschließen. Auf diese Weise sind die p-Kontakte 5 jeweils über die Stromaufweitungsschicht 4 mit den p-Typ Halbleiterbereichen 13 elektrisch leitend verbunden. Insbesondere wird auf diese Weise ein Ohmscher Kontakt zwischen den p-Kontakten 5, die insbesondere ein Metall aufweisen, und der Stromaufweitungsschicht 4, erzeugt. Zwischen dem Metall der p-Kontakte 5 und den vorzugsweise passivierten p-dotierten oder undotierten Bereichen 14 entsteht dagegen ein Schottky-Kontakt , so dass an diesen
Stellen keine elektrisch leitende Verbindung vorliegt. Jeder aktive Bereich 10 wird vorteilhaft mit einem separaten p- Kontakt 5 versehen. Die separaten p-Kontakte 5 ermöglichen es im fertigen optoelektronischen Halbleiterbauelement, dass die aktiven Bereiche 10 einzeln ansteuerbar sind.
Alternativ zu den zuvor beschriebenen Verfahrensschritten, bei denen die aktiven Bereiche 10 als Kern-Hülle-Nano- oder Mikrostäbe ausgeführt sind, ist es bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel auch möglich, dass die aktiven Bereiche
10 als scheibenförmige Nano- oder Mikrostäbe ausgeführt sind, wie Sie zuvor im Zusammenhang mit der Figur IC beschrieben worden sind. Eine solche Variante ist schematisch in Figur 41 dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung folgen der n-Typ
Halbleiterbereich 11, die aktive Schicht 12 und der p- Halbleiterbereich 13 in den aktiven Bereichen 10 in der
Haupterstreckungsrichtung, insbesondere der vertikalen
Richtung, aufeinander. Bei dieser Variante können die p- Kontakte 5 unmittelbar auf die p-Typ Halbleiterbereiche 13 aufgebracht werden, ohne dass zuvor eine
Stromaufweitungsschicht 4 aufgebracht wird. Die aktiven
Bereiche 10 sind bei dieser Variante vorzugsweise nur von der Isolationsschicht 3 umgeben. Insbesondere weisen die aktiven Bereiche 10 in diesem Fall keine StromaufWeitungsschicht 4 auf .
In Figur 4J ist ein nächster Zwischenschritt des Verfahrens dargestellt, nun wieder am Beispiel von aktiven Bereichen 10 in Form von Kern-Hülle-Nano- oder Mikrostäben. Dieser und die weiteren dargestellten Zwischenschritte können bei der
Ausführung der aktiven Bereiche 10 als scheibenförmige Nano- oder Mikrostäbe in analoger Weise durchgeführt werden. In der Isolationsschicht 3 ist eine Ausnehmung erzeugt worden, in der die erste Halbleiterschicht 2 freigelegt wurde, die insbesondere eine n-dotierte GaN-Schicht ist und elektrisch an die n-Typ Halbleiterbereiche der aktiven Bereiche 10 anschließt. In der Ausnehmung ist ein n-Kontakt 6 hergestellt worden, der einen elektrischen Anschluss an die erste
Halbleiterschicht 2 herstellt. Über die erste
Halbleiterschicht 2 sind die aktiven Bereiche mit dem
gemeinsamen n-Kontakt 6 verbunden. Bei einem weiteren in Figur 4K dargestellten Zwischenschritt sind die p-Kontakte 5 und der n-Kontakt 6 mit einem
Trägersubstrat 15 verbunden worden, dass eine elektronische Schaltung 18 zur individuellen Ansteuerung aktiven Bereiche 10 aufweist. Das Trägersubstrat 15 kann wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird das Trägersubstrat 15 aber an einer dem Aufwachssubstrat 1 gegenüberliegenden Seite
angeordnet . Bei dem weiteren in Figur 4L dargestellten Zwischenschritt ist das Aufwachssubstrat 1 von der ersten Halbleiterschicht 2 abgelöst worden. Auf der ersten Halbleiterschicht 2 ist mit weiteren Verfahrensschritten, die analog zu den in den Figuren 2H bis 2K erläuterten Schritten erfolgen können und deshalb nicht nochmals näher erläutert werden, eine
transparente dielektrische Schicht 16 aufgebracht worden, in die erste Lumineszenzkonversionselemente 21 und zweite
Lumineszenzkonversionselemente 22 eingebettet sind. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die
Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 derart auf die aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c aufgebracht worden, dass einer Gruppe von ersten aktiven Bereichen 10a in Abstrahlungsrichtung jeweils ein erstes Lumineszenzkonversionselement 21 zur
Konversion der Primärstrahlung in ein erste Sekundärstrahlung nachgeordnet ist. Einer Gruppe von zweiten aktiven Bereichen 10b ist jeweils ein zweites Lumineszenzkonversionselement 22 zur Konversion der Primärstrahlung in eine zweite
Sekundärstrahlung nachgeordnet. Weiterhin folgt einer dritten Gruppe von aktiven Bereichen 10c in Abstrahlungsrichtung kein Lumineszenzkonversionselement nach, so dass die dritte Gruppe von aktiven Bereichen 10c die Primärstrahlung emittieren. In Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Halbleiterchips 20 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel folgt den aktiven Bereichen 10a, 10b, 10c in Abstrahlrichtung jeweils ein Wellenleiter 28 nach. Die ersten und zweiten Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 sind vorteilhaft jeweils in einem Wellenleiter 28 angeordnet. Die Wellenleiter 28 können beispielsweise in einer dielektrischen Schicht 16 angeordnet sein. Diese Ausgestaltung hat den
Vorteil, dass die Primärstrahlung B, die erste
Sekundärstrahlung R und die zweite Sekundärstrahlung G jeweils gerichtet abgestrahlt werden.
Vorteilhaft kann bei diesem Ausführungsbeispiel oder bei einem der anderen Ausführungsbeispiele zwischen den aktiven Bereichen 10a, 10b, 10c und den
Lumineszenzkonversionselementen 21, 22 jeweils ein
wellenlängenselektiver Spiegel 27 angeordnet sein. Der wellenlängenselektive Spiegel 27 weist vorteilhaft ein derartiges Reflexionsverhalten auf, dass er die von den
Lumineszenzkonversionselementen 21, 22 erzeugte erste
Sekundärstrahlung R und zweite Sekundärstrahlung G zumindest zum überwiegenden Teil reflektiert und für die
Primärstrahlung B im Wesentlichen strahlungsdurchlässig ist. Der wellenlängenselektive Spiegel 27 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, rotes oder grünes Licht zu reflektieren und blaues Licht zu transmittieren . Auf diese Weise wird vorteilhaft mehr Licht in die Abstrahlrichtung emittiert und die Streuung von Licht an den Lumineszenzkonversionselementen 21, 22 vermindert. Weiterhin wird die Absorption von
konvertierter Strahlung im optoelektronischen
Halbleiterbauelement 20 vermindert und die Effizienz erhöht.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist der
wellenlängenselektive Spiegel 27 auf der transparenten dielektrischen Schicht 9 angeordnet. Wenn statt der
transparenten dielektrischen Schicht 9 eine opake
dielektrische Schicht verwendet wird, wird der
wellenlängenselektive Spiegel 27 vorteilhaft direkt auf die Oberseitenbereiche der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c
aufgebracht .
Die Ausgestaltungen des optoelektronischen
Halbleiterbauelements 20 mit den Wellenleitern 28 und dem wellenselektiven Spiegel 27 können einzeln oder in
Kombination miteinander eingesetzt werden. Hierbei kann das optoelektronische Halbleiterbauelement ansonsten, wie in Fig. 5 dargestellt, beispielsweise wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein. Diese Ausgestaltungen können aber auch bei anderen Ausführungsformen des
optoelektronischen Halbleiterbauelements mit Vorteil
eingesetzt werden, insbesondere auch bei dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel.
In Figur 6 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Halbleiterchips 20 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel der Figur 1. Der Unterschied zum
Ausführungsbeispiel der Figur 1 besteht darin, dass die Stromaufweitung durch eine StromaufWeitungsschicht 4 aus einem transparenten leitfähigen Oxid und einer darauf aufgebrachten weiteren StromaufWeitungsschicht 4a aus einem Metall erfolgt. Der p-Kontakt 5 ist durch die transparente leitfähige Oxidschicht 4 zu der StromaufWeitungsschicht 4a, die ein Metall aufweist, geführt.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 befindet sich zwischen den aktiven Bereichen 10a, 10b, 10c und den
Lumineszenzkonversionselementen 21, 22 ein Teil der
transparenten dielektrischen Schicht 9. Wenn statt der transparenten dielektrischen Schicht 9 eine opake
dielektrische Schicht verwendet wird, werden die
Lumineszenzkonversionselemente 21, 22 vorteilhaft direkt auf die Oberseitenbereiche der aktiven Bereiche 10a, 10b, 10c aufgebracht. Dies gilt in gleicher Weise für das
Ausführungsbeispiel der Figur 1. Weitere Details des optoelektronischen Halbleiterbauelements des vierten Ausführungsbeispiels können der Beschreibung der Figur 1 entnommen werden und werden deshalb hier nicht nochmals näher erläutert. Die Ausgestaltung der Stromaufweitungsschicht als Kombination aus einer transparenten leitfähigen Oxidschicht 4 und einer
Metallschicht 4a kann auch bei anderen Ausführungsformen des optoelektronischen Halbleiterbauelements mit Vorteil
eingesetzt werden, insbesondere auch bei den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 Substrat
2 erste Halbleiterschicht
3 IsolationsSchicht
4 Stromaufweitungsschicht
4a metallische Stromaufweitungsschicht
5 p-Kontakt
6 n-Kontakt
7 elektrisch isolierende Schicht
8 Maskenschicht
9 transparente dielektrische Schicht
10 aktiver Bereich
10a aktiver Bereich der ersten Gruppe
10b aktiver Bereich der ersten Gruppe
10c aktiver Bereich der ersten Gruppe
11 n-Typ Halbleiterbereich
12 aktive Schicht
13 p-Typ Halbleiterbereich
14 p-dotierter oder undotierter Halbleiterbereich
15 Trägersubstrat
16 transparente dielektrische Schicht
17 Strahlungsaustrittsfläche
18 elektronische Schaltung
19 OberSeitenbereiche
20 optoelektronisches Halbleiterbauelement
21 erstes Lumines zenzkonversionselernent
22 zweites Lumines zenzkonversionselernent
23 Vertiefung
25 Verbindungsschicht
26 Hilfsträger
27 wellenlängenselektiver Spiegel
28 Wellenleiter Haupterstreckungsrichtung der aktiven Bereiche
PrimärStrahlung
erste Sekundärstrahlung
zweite Sekundärstrahlung

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (20) zur
Emission mehrfarbiger Strahlung (R, G, B) , mit
- einer Vielzahl nebeneinander angeordneter aktiver Bereiche (10a, 10b, 10c), die als Mikro- oder Nanostäbe ausgebildet sind und zur Erzeugung einer
elektromagnetischen Primärstrahlung (B) eingerichtet sind, wobei
- einer ersten Gruppe der aktiven Bereiche (10a) in einer Abstrahlrichtung jeweils ein erstes
Lumineszenzkonversionselement (21) nachfolgt, das zur Konvertierung der Primärstrahlung (B) in eine erste Sekundärstrahlung (R) geeignet ist, und
- einer zweiten Gruppe der aktiven Bereiche (10b) in der Abstrahlrichtung jeweils ein zweites
Lumineszenzkonversionselement (22) nachfolgt, das zur Konvertierung der Primärstrahlung (B) in eine zweite Sekundärstrahlung (G) geeignet ist, wobei die
Primärstrahlung (B) , die erste Sekundärstrahlung (R) und die zweite Sekundärstrahlung (G) verschiedene Farben aufweisen .
2. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei einer dritten Gruppe der aktiven Bereiche (10c) in einer Abstrahlrichtung kein
Lumineszenzkonversionselement nachfolgt, so dass die aktiven Bereiche der dritten Gruppe (10c) die
Primärstrahlung (B) in die Abstrahlrichtung emittieren.
3. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Abstände benachbarter aktiver Bereiche (10a, 10b, 10c) weniger als 10 ym betragen.
4. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die aktiven Bereiche (10a, 10b, 10c) eine laterale Ausdehnung zwischen 20 nm und 5 ym aufweisen.
5. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die ersten und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente (21, 22) derart
angeordnet sind, dass jedem aktiven Bereich (10a) der ersten Gruppe jeweils ein separates erstes
Lumineszenzkonversionselement (21) und jedem aktiven Bereich (10b) der zweiten Gruppe jeweils ein separates zweites Lumineszenzkonversionselement (22) zugeordnet ist .
6. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die ersten und zweiten
Lumineszenzkonversionselemente (21, 22) jeweils eine laterale Ausdehnung aufweisen, die zwischen einmal und fünfmal so groß ist wie die laterale Ausdehnung der aktiven Bereiche (10a, 10b, 10c) und/oder die laterale Ausdehnung der Lumineszenzkonversionselemente (21, 22) nicht mehr als die Hälfte eines Abstands zwischen den aktiven Bereichen (10a, 10b, 10c) beträgt.
7. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die ersten Lumineszenzkonversionselemente (21) und die zweiten Lumineszenzkonversionselemente (22) jeweils in Vertiefungen mindestens einer dielektrischen Schicht (9, 16) angeordnet sind.
8. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die ersten Lumineszenzkonversionselemente (21) und die zweiten Lumineszenzkonversionselemente (22) jeweils in Wellenleitern (28) angeordnet sind.
9. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen den aktiven Bereichen (10a, 10b, 10c) und den Lumineszenzkonversionselementen (21, 22) ein
wellenlängenselektiver Spiegel (27) angeordnet ist.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die aktiven Bereiche (10a, 10b, 10c) individuell ansteuerbar sind.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
das ein Trägersubstrat (15) aufweist, und wobei eine elektronische Schaltung (18) zur individuellen
Ansteuerung der aktiven Bereiche (10a, 10b, 10c) in das Trägersubstrat (15) integriert ist.
12. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (20) kein Aufwachssubstrat aufweist.
13. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (20) ein RGB-Display mit einer Vielzahl von Pixeln ist, wobei jedes Pixel einen aktiven Bereich (10a) der ersten
Gruppe, einen aktiven Bereich (10b) der zweiten Gruppe und einen aktiven Bereich (10c) der dritten Gruppe aufweist .
14. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die aktiven Bereiche (10a, 10b, 10c)
eine Haupterstreckungsrichtung (z) aufweisen, einen n-Typ Halbleiterbereich (11) aufweisen, der einen Kernbereich ausbildet,
eine aktive Schicht (12) aufweisen, die den
Kernbereich zumindest in Richtungen quer zur
Haupterstreckungsrichtung (Z) des aktiven Bereichs (10a, 10b, 10c) bedeckt, und
- einen p-Typ Halbleiterbereich (13) aufweisen, der eine Deckschicht (13) ausbildet, die die aktive Schicht (11) zumindest in Richtungen quer zur
Haupterstreckungsrichtung (z) des aktiven Bereichs (10a, 10b, 10c) bedeckt.
15. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
wobei die aktiven Bereiche (10)
eine Haupterstreckungsrichtung (z) aufweisen, - in der Haupterstreckungsrichtung (z) ein n-Typ
Halbleiterbereich (11), eine aktive Schicht (12) und ein p-Typ Halbleiterbereich (13) derart übereinander
angeordnet sind, dass sie in lateraler Richtung nicht überlappen .
16. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einer StromaufWeitungsschicht (4), welche die aktiven Bereiche zumindest (10a, 10b, 10c) teilweise bedeckt .
17. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die StromaufWeitungsschicht (4) ein transparentes leitfähiges Oxid und/oder ein Metall aufweist.
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