WO2019038202A1 - Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2019038202A1
WO2019038202A1 PCT/EP2018/072332 EP2018072332W WO2019038202A1 WO 2019038202 A1 WO2019038202 A1 WO 2019038202A1 EP 2018072332 W EP2018072332 W EP 2018072332W WO 2019038202 A1 WO2019038202 A1 WO 2019038202A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
doping region
semiconductor layer
radiation
region
doping
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/072332
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander TONKIKH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Publication of WO2019038202A1 publication Critical patent/WO2019038202A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0062Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/0257Doping during depositing
    • H01L21/02584Delta-doping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/30Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table

Definitions

  • the present application relates to a
  • One object is to provide a semiconductor body which is characterized by a high efficiency. Furthermore, a method is to be specified, with which the semiconductor body can be produced.
  • a radiation-emitting semiconductor body with a semiconductor layer sequence is specified.
  • Semiconductor layer sequence is particularly epitaxial
  • Radiation-emitting semiconductor body has the
  • the active region is in particular arranged between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer.
  • Semiconductor layer and the p-type semiconductor layer may each be formed monolayer or multilayer.
  • the active area has a quantum structure.
  • quantum structure includes in the context of
  • quantum structure does not include information about the dimensionality of the quantization. It thus includes, among others, quantum wells, quantum wires, quantum rods, and quantum dots, and any combination of these structures.
  • the n-type semiconductor layer has a first doping region.
  • the first doping region is doped in particular with an n-dopant.
  • a thickness of the first doping region that is to say an extension of the first doping region in a direction perpendicular to a main plane of extension of the first doping region
  • the extending direction is particularly small compared to the total thickness of the n-type semiconductor layer.
  • the thickness of the first doping region is at most 5% of the thickness of the n-type semiconductor layer.
  • the n-type semiconductor layer has a second doping region.
  • the second doping region is doped in particular with an n-dopant, wherein the second doping region may have the same n-dopant as the first doping region or another n-dopant.
  • the first doping region has a higher
  • the first doping region forms a region of the n-conducting semiconductor layer in which the doping is high, for example, at least twice as high as in at least one side of the first doping region
  • the first doping region has a thickness of at most 5 nm, preferably of at most 2 nm.
  • the doping region is large compared to the thickness of the first doping region.
  • the second one is large compared to the thickness of the first doping region.
  • Doping at least five times as thick or at least ten times as thick as the first doping region.
  • the first doping region with the higher
  • Radiation-emitting semiconductor body advantageous as a charge carrier barrier for holes. Due to the comparatively thin n-doped first doping region, a potential barrier for holes in the valence band is advantageously generated
  • Doping doped with tellurium is incorporated on group V lattice sites and replaced at these sites, for example, phosphorus atoms. Tellurium acts as n-dopant.
  • Doping region doped with silicon is incorporated on group III lattice sites and replaced at these sites, for example, aluminum atoms or indium atoms. Silicon acts as n-type dopant.
  • the semiconductor layer sequence is based on the
  • Compound semiconductor material system Al x In y Ga x - y P z z ASI is based.
  • O.sub.x.sup.1, O.sup.y.sup.1.sup.l, x.sup. + Y.sup.-1 and O.sup.Sz ⁇ 1 are preferred.
  • Z is preferably 0.9 or z.sup.-1
  • Material system is particularly suitable for the generation of radiation with a wavelength from the red to the yellow to the green spectral range. "Based" in this context means that at least one layer of the
  • Semiconductor body such a material or consist of such a material.
  • This material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may, for example, have one or more dopants and additional constituents.
  • the above formula contains only the essential components of the crystal lattice (AI, Ga, In, As, P), although these may be partially replaced and / or supplemented by small amounts of other substances.
  • the dopant concentration in the first doping region is preferably 5 ⁇ 10 19 cm -3 or more.
  • Radiation-emitting semiconductor body is the first
  • Doping arranged between the active region and the second doping region By means of the first doping region, penetration of holes into the second doping region can be suppressed or at least reduced during operation of the semiconductor body.
  • the first doping region directly adjoins the active region.
  • Quantum layers the first doping region directly adjacent to the nearest quantum layer or be spaced from the nearest quantum layer. According to at least one embodiment of the
  • the first doping region and the second doping region adjoin one another directly to radiation-emitting semiconductor bodies.
  • the first doping region and the second doping region are arranged one above the other in the vertical direction.
  • the first doping region and the second doping region have substantially the same composition with respect to the group III elements and / or the group V elements.
  • the first doping region and the second doping region essentially differ by the one introduced into the respective region
  • Dopant for example, they differ percentages of the group III elements, for example Al, Ga, In, in the first doping region by in each case at most 5 percentage points of the respective proportions in the second
  • Doping By way of example, for the Al content this means X1-X2 ⁇ 0.05, the Al content in the first doping region and X2 the Al content in the second doping region. This applies analogously to the other group III elements, in particular the In content y.
  • the first doping region forms a charge carrier barrier for holes. It has been shown that an efficient charge carrier barrier can be achieved in the first doping region by the spatially vertically limited and simultaneously high doping concentration. In particular, this charge carrier barrier, unlike conventional charge carrier barriers, is not affected by a variation of the group III elements of the
  • Semiconductor material achieved, but exclusively or at least predominantly due to the comparatively high doping concentration.
  • the n-type semiconductor layer has a further first
  • Doping on which has a higher dopant concentration than the second doping region and has a thickness of at most 5 nm.
  • the further first doping region may in particular have one or more of the features mentioned in connection with the first doping region.
  • the further first doping region has a thickness of at most 2 nm. In the vertical direction, the first doping region and the further first doping region spaced apart. A distance between the first doping region and the further first doping region is preferably at most 5 nm.
  • the n-conducting semiconductor layer may also have a plurality of first doping regions.
  • a substrate is provided and a substrate
  • Semiconductor layer and a p-type semiconductor layer is grown.
  • the active region is between the n-type semiconductor layer and the p-type one
  • Semiconductor layer has a first doping region and a second doping region, wherein the first doping region has a higher dopant concentration than the second doping region
  • the first doping region has a thickness of at most 5 nm, preferably of at most 2 nm.
  • the first doping region is deposited at a lower growth temperature than the second doping region.
  • Dopant in the first doping region favors.
  • the first doping region is at a growth temperature of
  • Growth temperature can be increased, for example
  • the deposition of the active region can be carried out at a higher growth temperature than the
  • Deposition of the first doping region for example at the growth temperature of the second region.
  • exclusively gas with the n-dopant, for example tellurium, without supplying a further gas for the group II atoms and group V atoms is supplied for producing the first doping region.
  • the n-dopant for example tellurium
  • Concentrations of the n-type dopant in the first doping region can be achieved.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor body in a schematic sectional view
  • Figure 2 shows a schematic band edge profile
  • FIG. 3A Measurement results of a
  • FIG. 3B Measurement results of a
  • Figure 5 shows another embodiment of a
  • the semiconductor body 1 shown.
  • the semiconductor body 1 has a semiconductor layer sequence 2.
  • Semiconductor layer sequence is arranged on a substrate 5, for example a growth substrate for an epitaxial deposition of the semiconductor layer sequence 2.
  • the semiconductor layer sequence 2 has an active region 20 provided for generating radiation, which is arranged between an n-type semiconductor layer 21 and a p-type semiconductor layer 22. A means of the
  • Semiconductor body 1 formed radiation-emitting
  • Component such as a light-emitting diode semiconductor chip expediently has for electrically contacting the n-type semiconductor layer 21 and the p-type
  • Semiconductor layer 22 each have an externally accessible electrical contact, so that by applying an external electrical voltage between these contacts charge carriers from opposite sides are injected into the active region 20 and can recombine there under the emission of radiation. These contacts are not explicitly shown for ease of illustration.
  • the active region 20 has a quantum structure with a plurality of quantum layers 201 and barrier layers 202 arranged therebetween. In the figure, only three quantum layers 201 are shown by way of example. However, the active region 20 may only be one or two
  • the n-type semiconductor layer 21 has a first one
  • the n-type dopant is tellurium or silicon.
  • Tellurium functions as a donor by incorporation into group V lattice sites
  • silicon functions as a donor by incorporation into group III lattice sites.
  • the n-type semiconductor layer 21 furthermore has a second doping region 212, wherein the second doping region has a lower dopant concentration than the first doping region.
  • the second doping region may comprise the same or a different n-dopant than the first doping region.
  • gallium arsenide is suitable as the growth substrate for the semiconductor layer sequence.
  • z> 0.9, for example z 1, applies to the active region.
  • another semiconductor material in particular find another III-V compound semiconductor material application.
  • the first doping region 211 has a comparatively small thickness compared to the second doping region 212.
  • the second doping region 212 is at least five times as thick or at least ten times as thick as the first doping region 211.
  • the first doping region 211 is between the second
  • Doping region 212 and the active region 20 is arranged.
  • the first doping region 211 directly adjoins the active region 20.
  • the vertical direction ie parallel to the deposition direction z and perpendicular to a main extension plane of the semiconductor layers of
  • the first doping region 211 is in particular the last n-type semiconductor layer of the semiconductor body 1 in front of the active region 20. It has been found that by suitable choice of
  • two-dimensional surface doping density and may have a small thickness in the vertical direction.
  • the thickness of the first doping region 211 is between one monolayer inclusive and 2 nm inclusive. Such doping is in a very small amount
  • Thickness range can be referred to as ⁇ -doping (English, ⁇ -doping)
  • the n-type semiconductor layer 21 thus has two
  • a contact layer 223 is arranged on the p-type semiconductor layer 22, which delimits the semiconductor body 1 in the vertical direction.
  • the contact layer 223 serves, in particular, for improved electrical contacting of the semiconductor body 1 via a contact (not applied to the semiconductor body)
  • a valence band is produced in the valence band by means of the first doping region 211
  • the first doping region 211 and the material of the second doping region 212 adjoining the first doping region 211 need not differ for this purpose.
  • FIG. 3A shows measurement results of SIMS measurements for the tellurium content c Te (curve 31) and the aluminum content c A i (curve 32) for a noninventive
  • the first doping region may in particular have AllnP.
  • the doping range is, for example, between 5 ⁇ 10 19 cm -3 inclusive and 2 ⁇ 10 21 cm -3 inclusive.
  • FIG. 4 shows the relative external quantum efficiency EQE Test / EQE Ref for an embodiment of the invention
  • Radiation-emitting semiconductor body as a function of the operating current density J.
  • the external quantum efficiency of a radiation-emitting semiconductor body without the first doping region was used as a reference curve (EQE Ref ) has therefore been normalized to 100%. It turns out that the radiation-emitting semiconductor body according to the
  • Quantum efficiency is particularly significant when the operating current density is comparatively low. In the embodiment results in a particularly high
  • Quantum efficiency when the operating current density is not more than about 0.2 A / cm 2 or preferably not more than 0.1 A / cm 2 .
  • Semiconductor body corresponds essentially to the im
  • the further first doping region 213 may be formed in particular as described in connection with the first doping region 211.
  • the n-type semiconductor layer 21 thus has two
  • a distance between the first doping region 211 and the further first doping region 213 is preferably at most 5 nm. Such a further first doping region 213 may contribute to an enhancement of the effect of the
  • FIGS. 6A and 6B An exemplary embodiment of a method for producing the semiconductor body is shown in FIGS. 6A and 6B.
  • a substrate 5, in particular in the form of a growth substrate, is provided.
  • GaAs is suitable.
  • a semiconductor layer sequence 2 is grown, the one for generating radiation
  • n-conducting having provided active region 20, which is arranged between an n-type semiconductor layer 21 and a p-type semiconductor layer 22.
  • Semiconductor layer 21 has a first doping region 211 and a second doping region 212, wherein the first
  • Doping 211 a higher dopant concentration having.
  • the deposition parameters in the production of the first doping region 211 are selected such that a
  • Semiconductor region 212 and active region 20 are deposited, for example, at a growth temperature of at least 650 ° C.
  • Semiconductor bodies are further processed.
  • the n-type semiconductor layer 21 and the p-type semiconductor layer 22 each have AllnP, which layers are expediently related to the
  • Growth substrates such as GaAs, lattice-matched or at least almost lattice-matched, such as a maximum
  • Doping concentration is particularly suitable for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) beschrieben, mit einer Halbleiterschichtenfolge (2), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20), eine n-leitende Halbleiterschicht (21) und eine p-leitende Halbleiterschicht (22) aufweist, wobei der aktive Bereich (20) zwischen der n-leitenden Halbleiterschicht (21) und der p-leitenden Halbleiterschicht (22) angeordnet ist, wobei die n-leitende Halbleiterschicht (21) einen ersten Dotierbereich (211) und einen zweiten Dotierbereich (212) aufweist, der erste Dotierbereich (211) eine höhere Dotierstoffkonzentration als der der zweite Dotierbereich (212) aufweist, und der erste Dotierbereich (211) eine Dicke von höchstens 5 nm aufweist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers (1) angegeben.

Description

Beschreibung
S RAHLUNGSEMI IERENDER HALBLEITERKÖRPER UND VERFAHREN ZU
DESSEN HERSTELLUNG
Die vorliegende Anmeldung betrifft einen
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 119 369.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bei strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Leuchtdioden im sichtbaren Spektralbereich können Leckströme deren Effizienz beeinträchtigen. Eine der Ursachen hierfür ist, dass positive Ladungsträger (Löcher) am Übergang zwischen dem zur Erzeugung von Strahlung
vorgesehenen aktiven Bereich und dem n-leitenden Bereich aufgrund einer zu geringen Potentialbarriere in den n- leitenden Bereich gelangen und dort nicht-strahlend
rekombinieren. Dieser Effekt verstärkt sich mit zunehmender Betriebstemperatur . Durch Verwendung von Halbleitermaterial, welches im Vergleich zum Material des aktiven Bereichs eine große Bandlücke aufweist, kann nur ein Teil der Löcher vom Eindringen in den n-leitenden Bereich abgehalten werden. Zudem ist es bei Materialsystemen wie beispielsweise AlInGaP oftmals nicht mehr möglich, durch eine Anpassung der Anteile der Gruppe- III-Elemente für den n-leitenden Bereich eine noch höhere Bandlücke und damit eine ausreichend hohe Potentialbarriere zu erzielen. Eine Aufgabe ist es, einen Halbleiterkörper anzugeben, der sich durch eine hohe Effizienz auszeichnet. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem der Halbleiterkörper hergestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch einen
Halbleiterkörper beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge angegeben. Die
Halbleiterschichtenfolge ist insbesondere epitaktisch
abgeschieden, beispielsweise mittels MOCVD.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die
Halbleiterschichtenfolge einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, eine n-leitende
Halbleiterschicht und eine p-leitende Halbleiterschicht auf. Der aktive Bereich ist insbesondere zwischen der n-leitenden Halbleiterschicht und der p-leitenden Halbleiterschicht angeordnet. Der aktive Bereich, die n-leitende
Halbleiterschicht und die p-leitende Halbleiterschicht können jeweils einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Beispielsweise weist der aktive Bereich eine Quantenstruktur auf .
Die Bezeichnung Quantenstruktur umfasst im Rahmen der
Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der
Ladungsträger durch Einschluss ( "confinement " ) eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können.
Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantenstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentöpfe (quantum wells) , Quantendrähte (quantum wires) , Quantenstäbchen (quantum rods) und Quantenpunkte (quantum dots) und jede Kombination dieser Strukturen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die n- leitende Halbleiterschicht einen ersten Dotierbereich auf. Der erste Dotierbereich ist insbesondere mit einem n- Dotierstoff dotiert. Eine Dicke des ersten Dotierbereichs, also eine Ausdehnung des ersten Dotierbereichs in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der
Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge
erstreckenden Richtung, ist insbesondere klein gegenüber der Gesamtdicke der n-leitenden Halbleiterschicht. Beispielsweise beträgt die Dicke des ersten Dotierbereichs höchstens 5 % der Dicke der n-leitenden Halbleiterschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die n- leitende Halbleiterschicht einen zweiten Dotierbereich auf. Der zweite Dotierbereich ist insbesondere mit einem n- Dotierstoff dotiert, wobei der zweite Dotierbereich den gleichen n-Dotierstoff wie der erste Dotierbereich oder einen anderen n-Dotierstoff aufweisen kann. Der erste Dotierbereich weist eine höhere
Dotierstoffkonzentration als der zweite Dotierbereich auf. Insbesondere bildet der erste Dotierbereich einen Bereich der n-leitenden Halbleiterschicht, in dem die Dotierung hoch, beispielsweise mindestens doppelt so hoch, ist, wie in einem zumindest an einer Seite des ersten Dotierbereichs
angrenzenden Halbleitermaterial des zweiten Dotierbereichs. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist der erste Dotierbereich eine Dicke von höchstens 5 nm, vorzugsweise von höchstens 2 nm, auf. Beispielsweise weist der erste
Dotierbereich eine Dicke zwischen einschließlich einer
Monolage und fünf Atomlagen auf. Die Dicke des zweiten
Dotierbereichs ist zum Beispiel groß gegenüber der Dicke des ersten Dotierbereichs. Beispielsweise ist der zweite
Dotierbereich mindestens fünfmal so dick oder mindestens zehnmal so dick wie der erste Dotierbereich.
Der erste Dotierbereich mit der höheren
Dotierstoffkonzentration als der zweite Dotierbereich und der geringen Dicke von weniger als 5 nm wirkt bei dem
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper vorteilhaft als Ladungsträgerbarriere für Löcher. Durch den vergleichsweise dünnen n-dotierten ersten Dotierbereich wird vorteilhaft eine Potentialbarriere für Löcher im Valenzband erzeugt, die
Löcher daran hindert, den aktiven Bereich zu verlassen. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Ladungsträger im aktiven Bereich unter Emission von Strahlung rekombinieren und so die Effizienz des Halbleiterkörpers vorteilhaft erhöht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ist der erste
Dotierbereich mit Tellur dotiert. In diesem Fall ist der Dotierstoff Tellur auf Gruppe-V-Gitterplätzen eingebaut und ersetzt an diesen Stellen beispielsweise Phosphor-Atome. Tellur fungiert hierbei als n-Dotierstoff .
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform des
strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ist der erste
Dotierbereich mit Silizium dotiert. In diesem Fall ist der Dotierstoff Silizium auf Gruppe-III-Gitterplätzen eingebaut und ersetzt an diesen Stellen beispielsweise Aluminium-Atome oder Indium-Atome. Silizium fungiert hierbei als n- Dotierstoff.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers basiert die
Halbleiterschichtenfolge auf einem Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial oder Arsenid-Phosphid-
Verbindungshalbleitermaterial . Insbesondere basiert die Halbleiterschichtenfolge auf dem
VerbindungshalbleitermaterialSystem AlxInyGai-x-yPzAsi-z basiert. Hierbei gelten O ^ x ^ l, O ^ y ^ l, x + y < 1 und 0 -S z < 1. Vorzugsweise ist z > 0,9 oder z = 1. Dieses
Materialsystem ist für die Erzeugung von Strahlung mit einer Wellenlänge vom roten über den gelben bis in den grünen Spektralbereich besonders geeignet. „Basierend" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass mindestens eine Schicht des
Halbleiterkörpers, beispielsweise alle Schichten des
Halbleiterkörpers, ein solches Material aufweisen oder aus einem solchen Material bestehen. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, As, P) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Die Dotierstoffkonzentration in dem ersten Dotierbereich beträgt vorzugsweise 5 x 1019 cm-3 oder mehr.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ist der erste
Dotierbereich zwischen dem aktiven Bereich und dem zweiten Dotierbereich angeordnet. Mittels des ersten Dotierbereichs kann im Betrieb des Halbleiterkörpers ein Eindringen von Löchern in den zweiten Dotierbereich unterdrückt oder zumindest verringert werden. Beispielsweise grenzt der erste Dotierbereich unmittelbar an den aktiven Bereich an. Bei einem aktiven Bereich mit einer oder mehreren
Quantenschichten kann der erste Dotierbereich unmittelbar an die nächstgelegene Quantenschicht angrenzen oder von der nächstgelegenen Quantenschicht beabstandet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers grenzen der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich unmittelbar aneinander an. Insbesondere sind der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich in vertikaler Richtung übereinander angeordnet.
Zum Beispiel weisen der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung bezüglich der Gruppe-III-Elemente und/oder der Gruppe-V- Elemente auf. Mit anderen Worten unterscheiden sich der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich im Wesentlichen durch den in den jeweiligen Bereich eingebrachten
Dotierstoff. Beispielsweise unterscheiden sich die prozentualen Anteile der Gruppe-III-Elemente, beispielsweise AI, Ga, In, im ersten Dotierbereich um jeweils höchstens 5 Prozentpunkte von den jeweiligen Anteilen im zweiten
Dotierbereich. Für den Al-Gehalt bedeutet dies exemplarisch X1-X2 ^ 0,05, wobei der Al-Gehalt im ersten Dotierbereich und X2 der Al-Gehalt im zweiten Dotierbereich ist. Dies gilt analog für die übrigen Gruppe-III-Elemente, insbesondere den In-Gehalt y.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers bildet der erste Dotierbereich eine Ladungsträgerbarriere für Löcher. Es hat sich gezeigt, dass durch die räumlich in vertikaler Richtung begrenzte und gleichzeitig hohe Dotierkonzentration im ersten Dotierbereich eine effiziente Ladungsträgerbarriere erzielt werden kann. Insbesondere wird diese Ladungsträgerbarriere im Unterschied zu konventionellen Ladungsträgerbarrieren nicht durch eine Variation der Gruppe-III-Elemente des
Halbleitermaterials erzielt, sondern ausschließlich oder zumindest überwiegend aufgrund der vergleichsweise hohen Dotierkonzentration.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die n- leitende Halbleiterschicht einen weiteren ersten
Dotierbereich auf, der eine höhere Dotierstoffkonzentration als der zweite Dotierbereich aufweist und eine Dicke von höchstens 5 nm aufweist. Der weitere erste Dotierbereich kann insbesondere eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem ersten Dotierbereich genannten Merkmale aufweisen.
Beispielsweise weist der weitere erste Dotierbereich eine Dicke von höchstens 2 nm auf. In vertikaler Richtung sind der erste Dotierbereich und der weitere erste Dotierbereich voneinander beabstandet. Ein Abstand zwischen dem ersten Dotierbereich und dem weiteren ersten Dotierbereich beträgt vorzugsweise höchstens 5 nm. Die n-leitende Halbleiterschicht kann auch mehrere erste Dotierbereiche aufweisen.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des
Halbleiterkörpers angegeben. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Substrat bereitgestellt und eine
Halbleiterschichtenfolge, die einen zur Erzeugung von
Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, eine n-leitende
Halbleiterschicht und eine p-leitende Halbleiterschicht aufweist, wird aufgewachsen. Der aktive Bereich ist zwischen der n-leitenden Halbleiterschicht und der p-leitenden
Halbleiterschicht angeordnet. Die n-leitende
Halbleiterschicht weist einen ersten Dotierbereich und einen zweiten Dotierbereich auf, wobei der erste Dotierbereich eine höhere Dotierstoffkonzentration als der der zweite
Dotierbereich aufweist. Der erste Dotierbereich weist eine Dicke von höchstens 5 nm, vorzugsweise von höchstens 2 nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Dotierbereich bei eine geringeren Wachstumstemperatur abgeschieden als der zweite Dotierbereich. Durch die
geringere Wachstumstemperatur wird der Einbau des
Dotierstoffs in dem ersten Dotierbereich begünstigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Dotierbereich bei einer Wachstumstemperatur von
höchstens 600 °C, insbesondere von höchstens 580 °C,
abgeschieden . Für die Abscheidung des zweiten Dotierbereichs kann die
Wachstumstemperatur erhöht werden, beispielsweise auf
mindestens 650 °C. Weiterhin kann auch die Abscheidung des aktiven Bereichs bei einer höheren Wachstumstemperatur erfolgen als die
Abscheidung des ersten Dotierbereichs, beispielsweise bei der Wachstumstemperatur des zweiten Bereichs. Zwischen der
Abscheidung des zweiten Dotierbereichs und des aktiven
Bereichs kann also zeitweise eine Absenkung der
Wachstumstemperatur für die Ausbildung des ersten
Dotierbereichs erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur Herstellung des ersten Dotierbereichs ausschließlich Gas mit dem n-Dotierstoff, beispielsweise Tellur, ohne Zuführung eines weiteren Gases für die Gruppe-I II-Atome und Gruppe-V- Atome zugeführt. Auf diese Weise können besonders hohe
Konzentrationen des n-Dotierstoffs im ersten Dotierbereich erzielt werden.
Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders zur
Herstellung des zuvor beschriebenen Halbleiterkörpers. In Zusammenhang mit dem Halbleiterkörper angeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterkörpers in schematischer Schnittansicht,
Figur 2 einen schematischen Bandkantenverlauf des
Leitungsbands Ec und des Valenzbands Ev entlang einer
Abscheiderichtung z bei einem Ausführungsbeispiel des
Halbleiterkörpers ,
Figur 3A Messergebnisse einer
Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS) -Messung einer
Tellurkonzentration und einer Aluminiumkonzentration jeweils als Funktion der Eindringtiefe d bei einem nicht
erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel,
Figur 3B Messergebnisse einer
Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS) -Messung einer
Tellurkonzentration und einer Aluminiumkonzentration jeweils als Funktion der Eindringtiefe d bei einem
Ausführungsbeispiel ,
Figur 4 Messergebnisse der relativen externen
Quanteneffizienz EQETest/EQERef in Abhängigkeit von der
Stromdichte J,
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Halbleiterkörpers in schematischer Schnittansicht, und Figuren 6A und 6B ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterkörpers anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können
vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere
Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein . In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines
Halbleiterkörpers 1 gezeigt. Der Halbleiterkörper 1 weist eine Halbleiterschichtenfolge 2 auf. Die
Halbleiterschichtenfolge ist auf einem Substrat 5 angeordnet, beispielsweise einem Aufwachssubstrat für eine epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge 2.
Die Halbleiterschichtenfolge 2 weist einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20 auf, der zwischen einer n-leitenden Halbleiterschicht 21 und einer p-leitenden Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Ein mittels des
Halbleiterkörpers 1 gebildetes Strahlungsemittierendes
Bauelement wie beispielsweise ein Leuchtdioden-Halbleiterchip weist zweckmäßigerweise zur elektrischen Kontaktierung der n- leitenden Halbleiterschicht 21 und der p-leitenden
Halbleiterschicht 22 jeweils einen extern zugänglichen elektrischen Kontakt auf, sodass durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung zwischen diesen Kontakten Ladungsträger von gegenüber liegenden Seiten in den aktiven Bereich 20 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren können. Diese Kontakte sind zur vereinfachten Darstellung nicht explizit gezeigt. Der aktive Bereich 20 weist eine Quantenstruktur mit einer Mehrzahl von Quantenschichten 201 und dazwischen angeordneten Barriereschichten 202 auf. In der Figur sind lediglich exemplarisch drei Quantenschichten 201 gezeigt. Der aktive Bereich 20 kann jedoch auch nur eine oder zwei
Quantenschichten 202 oder mehr als drei Quantenschichten aufweisen .
Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist einen ersten
Dotierbereich 211 mit einem n-Dotierstoff auf. Beispielsweise ist der n-Dotierstoff Tellur oder Silizium. Tellur wirkt als Donator durch einen Einbau an Gruppe-V-Gitterplätzen und Silizium wirkt als Donator durch den Einbau an Gruppe-III- Gitterplätzen.
Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist weiterhin einen zweiten Dotierbereich 212 auf, wobei der zweite Dotierbereich eine geringere Dotierstoffkonzentration aufweist als der erste Dotierbereich. Der zweite Dotierbereich kann den gleichen oder einen anderen n-Dotierstoff aufweisen als der erste Dotierbereich.
Die nachfolgende Beschreibung erfolgt anhand einer
Halbleiterschichtenfolge, die auf dem
Verbindungshalbleitermaterialsystem AlxInyGai-x-yPzAsi-z
basiert. Hierbei gelten O ^ x ^ l, O ^ y ^ l, x + y < 1 und 0 ^ z < 1. Das Verfahren ist jedoch auch auf andere
Verbindungshalbleitermaterialsysteme anwendbar . Als Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge eignet sich beispielsweise Galliumarsenid . Für den aktiven Bereich gilt insbesondere z > 0,9, beispielsweise z = 1. Alternativ kann jedoch auch ein anderes Halbleitermaterial, insbesondere ein anderes III-V-Verbindungshalbleitermaterial Anwendung finden .
Der erste Dotierbereich 211 weist im Vergleich zum zweiten Dotierbereich 212 eine vergleichsweise geringe Dicke auf. Beispielsweise ist der zweite Dotierbereich 212 mindestens fünfmal so dick oder mindestens zehnmal so dick wie der erste Dotierbereich 211. Der erste Dotierbereich 211 ist zwischen dem zweiten
Dotierbereich 212 und dem aktiven Bereich 20 angeordnet.
Insbesondere grenzt der erste Dotierbereich 211 unmittelbar an den aktiven Bereich 20 an. In vertikaler Richtung, also parallel zur Abscheiderichtung z und senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der
Halbleiterschichtenfolge, ist der erste Dotierbereich 211 insbesondere die letzte n-leitende Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers 1 vor dem aktiven Bereich 20. Es hat sich gezeigt, dass durch geeignete Wahl der
Abscheidebedingungen die Herstellung eines insbesondere mit Tellur oder Silizium dotierten ersten Dotierbereichs 211 erzielt werden kann, der sich durch eine hohe
zweidimensionale Flächendotierdichte auszeichnet und in vertikaler Richtung eine geringe Dicke aufweisen kann.
Beispielsweise beträgt die Dicke des ersten Dotierbereichs 211 zwischen einschließlich einer Monolage und einschließlich 2 nm. Eine solche Dotierung in einem sehr kleinen
Dickenbereich kann als δ-Dotierung (engl, δ-doping)
bezeichnet werden.
Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist also zwei
Dotierbereiche 211, 212 auf, in denen jeweils eine n- Dotierung erfolgt, wobei der erste Dotierbereich 211 eine geringere Dicke und gleichzeitige eine höhere
Dotierstoffkonzentration aufweist als der zweite
Dotierbereich 212.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Kontaktschicht 223 auf der p-leitenden Halbleiterschicht 22 angeordnet, die den Halbleiterkörper 1 in vertikaler Richtung begrenzt. Für diese Kontaktschicht 223 kann ein Halbleitermaterial mit einem niedrigen Phosphor-Gehalt, beispielsweise z < 0,1 oder z = 0 Anwendung finden, etwa eine AlGaAs-Halbleiterschicht . Die Kontaktschicht 223 dient insbesondere einer verbesserten elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 1 über einen auf dem Halbleiterkörper aufgebrachten Kontakt (nicht
explizit dargestellt) .
Wie der in Figur 2 dargestellte Bandkantenverlauf für das Leitungsband Ec und das Valenzband Ev zeigt, wird mittels des ersten Dotierbereichs 211 im Valenzband eine
Ladungsträgerbarriere gebildet, die Löcher von einem
Übertritt vom aktiven Bereich 20 in die n-leitende
Halbleiterschicht 21 hindert. Dadurch wird die
Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Ladungsträger im aktiven Bereich 20 strahlend rekombinieren. Bezüglich der Gruppe-III- Anteile müssen sich der erste Dotierbereich 211 und das an den ersten Dotierbereich 211 angrenzende Material des zweiten Dotierbereichs 212 hierfür nicht unterscheiden.
In der Figur 3A sind Messergebnisse von SIMS-Messungen für den Tellur-Gehalt cTe (Kurve 31) und den Aluminium-Gehalt cAi (Kurve 32) bei einem nicht erfindungsgemäßen
Vergleichsbeispiel gezeigt. Anhand des Aluminium-Gehalts ist die räumliche Position des aktiven Bereichs 20 deutlich zu erkennen, da dieser einen vergleichsweise geringen Al-Gehalt aufweist. Weiterhin sind in der Figur 3B Messergebnisse von SIMS-Messungen für den Tellur-Gehalt cTe (Kurve 33) und den Aluminium-Gehalt cAi (Kurve 34) bei einem Ausführungsbeispiel Halbleiterkörpers gezeigt. Die Kurve 33 zeigt, dass der n- Dotierstoff Tellur in dem ersten Dotierbereich 211 mit einer hohen Konzentration und einer geringen vertikalen Ausdehnung entlang der Eindringtiefe d vorliegt. Insbesondere erfolgt der Einbau in ein Halbleitermaterial mit einem hohen
Phosphor-Anteil, etwa einem Phosphor-Anteil von z > 0,9, etwa z = 1. Der erste Dotierbereich kann insbesondere AllnP aufweisen. Eine Dotierstoffkonzentration im ersten
Dotierbereich beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 5 x 1019 cm-3 und einschließlich 2 x 1021 cm-3.
Die Figur 4 zeigt die relative externe Quanteneffizienz EQETest/EQERef für ein Ausführungsbeispiel des
Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers in Abhängigkeit von der Betriebsstromdichte J. Die externe Quanteneffizienz eines Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ohne den ersten Dotierbereich wurde als Referenzkurve (EQERef) herangezogen ist deshalb auf 100% normiert worden. Es zeigt sich, dass der Strahlungsemittierende Halbleiterkörper gemäß dem
Ausführungsbeispiel von sehr kleinen bis zu sehr großen
Stromdichten eine höhere externe Quanteneffizienz als das Referenzbeispiel aufweist. Die Steigerung der externen
Quanteneffizienz ist insbesondere dann signifikant, wenn die Betriebsstromdichte vergleichsweise niedrig ist. Bei dem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine besonders hohe
Quanteneffizienz, wenn die Betriebsstromdichte nicht mehr als etwa 0,2 A/cm2 oder bevorzugt nicht mehr als 0,1 A/cm2 beträgt . Das in Figur 5 gezeigte Ausführungsbeispiel für einen
Halbleiterkörper entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist die n- leitende Halbleiterschicht 21 zusätzlich zum ersten
Dotierbereich 211 und zweiten Dotierbereich 212 einen
weiteren ersten Dotierbereich 213 auf. Der weitere erste Dotierbereich 213 kann insbesondere wie im Zusammenhang mit dem ersten Dotierbereich 211 beschrieben ausgebildet sein. Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist also zwei
Dotierbereiche 211, 213 mit dem n-Dotierstoff auf, wobei zwischen diesen beiden Dotierbereichen ein Teilbereich des zweiten Dotierbereichs 212 angeordnet ist. Ein Abstand zwischen dem ersten Dotierbereich 211 und dem weiteren ersten Dotierbereich 213 beträgt vorzugsweise höchstens 5 nm. Ein solcher weiterer erster Dotierbereich 213 kann zu einer Verstärkung des Effekts der
Ladungsträgerbarriere führen.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterkörpers ist in den Figuren 6A und 6B gezeigt. Ein Substrat 5, insbesondere in Form eines Auswachssubstrats wird bereitgestellt. Beispielsweise eignet sich GaAs .
Auf dem Substrat 5 wird eine Halbleiterschichtenfolge 2 aufgewachsen, die einen zur Erzeugung von Strahlung
vorgesehenen aktiven Bereich 20 aufweist, welcher zwischen einer n-leitenden Halbleiterschicht 21 und einer p-leitenden Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Die n-leitende
Halbleiterschicht 21 weist einen ersten Dotierbereich 211 und einen zweiten Dotierbereich 212 auf, wobei der erste
Dotierbereich 211 eine höhere Dotierstoffkonzentration aufweist. Die Abscheideparameter bei der Herstellung des ersten Dotierbereichs 211 sind so gewählt, dass ein
effizienter Einbau des n-Dotierstoffs erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass sich durch vergleichsweise geringe Wachstumstemperaturen von höchstens 600 °C ein effizienter Einbau von Tellur auf Gruppe-V-Gitterplätzen oder Silizium auf Gruppe-III-Gitterplätzen ergibt. Bei üblichen
Wachstumstemperaturen von 650 °C oder mehr für das
Halbleitermaterialsystem AlInGaAsP ist der Einbau der
Dotierstoffe dagegen weniger effizient. Der zweite
Halbleiterbereich 212 und der aktive Bereich 20 werden beispielsweise bei einer Wachstumstemperatur von mindestens 650 °C abgeschieden.
Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Lumineszenzdioden-Halbleiterchips kann die
Halbleiterschichtenfolge nachfolgend zu einzelnen
Halbleiterkörpern weiterverarbeitet werden.
Beispielsweise weisen die n-leitende Halbleiterschicht 21 und die p-leitende Halbleiterschicht 22 jeweils AllnP auf, wobei diese Schichten zweckmäßigerweise bezüglich des
Aufwachssubstrats , etwa GaAs, gitterangepasst oder zumindest nahezu gitterangepasst sind, etwa mit einer maximalen
relativen Abweichung der Gitterkonstante von 2 %. In diesem Fall beträgt der Phosphor-Gehalt z = 1. Es kann jedoch auch ein geringerer Phosphor-Gehalt Anwendung finden,
beispielsweise z ^ 0,9.
Die Effizienz verringernde Leckströme werden bei dem
Halbleiterkörper mittels des ersten Dotierbereichs 211 effektiv unterdrückt, wodurch sich eine höhere Effizienz der Strahlungserzeugung ergibt.
Die beschriebene Ausgestaltung einer Ladungsträgerbarriere mittels eines Dotierbereichs mit einer besonders hohen
Dotierkonzentration eignet sich insbesondere für
Halbleiterschichten, deren Bandlücke durch Variation der Zusammensetzung der Gruppe-I II-Atome nicht mehr ohne Weiteres gesteigert werden kann.
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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Bezugs zeichenliste
1 Halbleiterkörper
2 Halbleiterschichtenfolge
20 aktiver Bereich
201 Quantenschicht
202 BarriereSchicht
21 n-leitende Halbleiterschicht
211 erster Dotierbereich
212 zweiter Dotierbereich
213 weiterer erster Dotierbereich
22 p-leitende Halbleiterschicht
223 Kontaktschicht
31 Kurve
32 Kurve
33 Kurve
34 Kurve
5 Substrat

Claims

Patentansprüche
1. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper (1) mit einer Halbleiterschichtenfolge (2), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20), eine n-leitende Halbleiterschicht (21) und eine p-leitende Halbleiterschicht (22) aufweist, wobei der aktive Bereich (20) zwischen der n- leitenden Halbleiterschicht (21) und der p-leitenden
Halbleiterschicht (22) angeordnet ist,
wobei
- die n-leitende Halbleiterschicht (21) einen ersten
Dotierbereich (211) und einen zweiten Dotierbereich (212) aufweist,
- der erste Dotierbereich (211) eine höhere
Dotierstoffkonzentration als der der zweite Dotierbereich (212) aufweist, und
- der erste Dotierbereich (211) eine Dicke von höchstens 5 nm aufweist .
2. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach Anspruch 1, wobei der erste Dotierbereich (211) eine Dicke von höchstens 2 nm aufweist.
3. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Dotierbereich (211) mit Tellur oder Silizium dotiert ist.
4. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Dotierbereich eine Dotierstoffkonzentration von mindestens 5 x 1019 cm-3 aufweist.
5. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Halbleiterschichtenfolge (2) auf einem Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial oder Arsenid-Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial basiert.
6. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Dotierbereich (211) zwischen dem aktiven Bereich (20) und dem zweiten Dotierbereich (212) angeordnet ist .
7. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Dotierbereich (211) und der zweite
Dotierbereich (212) unmittelbar aneinander angrenzen.
8. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Dotierbereich (211) eine
Ladungsträgerbarriere für Löcher bildet.
9. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die n-leitende Halbleiterschicht (21) einen weiteren ersten Dotierbereich (213) aufweist, der eine höhere
Dotierstoffkonzentration als der der zweite Dotierbereich (212) aufweist und eine Dicke von höchstens 5 nm aufweist.
10. Strahlungsemittierender Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Dotierbereich (211) und der weitere erste Dotierbereich (213) um höchstens 5 nm voneinander beabstandet sind .
11. Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers (1) mit den Schritten:
a) Bereitstellen eines Substrats (5) ; und
b) Aufwachsen einer Halbleiterschichtenfolge (2), die eine n- leitende Halbleiterschicht (21), einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) und eine p- leitende Halbleiterschicht (22) aufweist, wobei der aktive
Bereich (20) zwischen der n-leitenden Halbleiterschicht (21) und der p-leitenden Halbleiterschicht (22) angeordnet ist und wobei
- die n-leitende Halbleiterschicht (21) einen ersten
Dotierbereich (211) und einen zweiten Dotierbereich (212) aufweist,
- der erste Dotierbereich (211) eine höhere
Dotierstoffkonzentration als der der zweite Dotierbereich (212) aufweist, und
- der erste Dotierbereich (211) eine Dicke von höchstens 5 nm aufweist .
12. Verfahren nach Anspruch 11,
wobei der erste Dotierbereich (211) eine Dicke von höchstens 2 nm aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
wobei der erste Dotierbereich (211) bei einer geringeren Wachstumstemperatur als der zweite Dotierbereich (212) abgeschieden wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der erste Dotierbereich (211) bei einer
Wachstumstemperatur von höchstens 600 °C abgeschieden wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
wobei der zweite Dotierbereich (212) bei einer
Wachstumstemperatur von mindestens 650 °C abgeschieden wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
wobei der erste Dotierbereich (211) mit Tellur oder Silizium dotiert wird.
PCT/EP2018/072332 2017-08-24 2018-08-17 Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung WO2019038202A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017119369.3A DE102017119369A1 (de) 2017-08-24 2017-08-24 Strahlungsemittierender Halbleiterkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102017119369.3 2017-08-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019038202A1 true WO2019038202A1 (de) 2019-02-28

Family

ID=63350533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/072332 WO2019038202A1 (de) 2017-08-24 2018-08-17 Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017119369A1 (de)
WO (1) WO2019038202A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656076A (en) * 1994-05-30 1997-08-12 Fujitsu Limited Method for growing III-V group compound semiconductor crystal
WO2006009372A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-26 Epivalley Co., Ltd. Method of controlling the conductivity of n-type nitride semiconductor layer
US20110318857A1 (en) * 2004-12-23 2011-12-29 Lg Innotek Co., Ltd. Nitride Semiconductor Light Emitting Device and Fabrication Method Thereof
RU172195U1 (ru) * 2016-11-23 2017-06-30 Общество с ограниченной ответственностью "Коннектор Оптикс" (ООО "Коннектор Оптикс") Гетероструктура полупроводникового лазера

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8604461B2 (en) * 2009-12-16 2013-12-10 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated doping and related methods
US8379684B1 (en) * 2011-08-16 2013-02-19 Corning Incorporated Hole blocking layers in non-polar and semi-polar green light emitting devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656076A (en) * 1994-05-30 1997-08-12 Fujitsu Limited Method for growing III-V group compound semiconductor crystal
WO2006009372A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-26 Epivalley Co., Ltd. Method of controlling the conductivity of n-type nitride semiconductor layer
US20110318857A1 (en) * 2004-12-23 2011-12-29 Lg Innotek Co., Ltd. Nitride Semiconductor Light Emitting Device and Fabrication Method Thereof
RU172195U1 (ru) * 2016-11-23 2017-06-30 Общество с ограниченной ответственностью "Коннектор Оптикс" (ООО "Коннектор Оптикс") Гетероструктура полупроводникового лазера

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARRIS J J ED - MATHEW XAVIER ET AL: "DELTA-DOPING OF SEMICONDUCTORS", JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE. MATERIALS IN ELECTRONICS, CHAPMAN AND HALL, LONDON, GB, vol. 4, no. 2, 1 June 1993 (1993-06-01), pages 93 - 105, XP000381536, ISSN: 0957-4522, DOI: 10.1007/BF00180462 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017119369A1 (de) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2165374B1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterkörper
DE102016208717B4 (de) Bauelement mit erhöhter Effizienz und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements
EP2248192A1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper mit tunnelübergang und verfahren zur herstellung eines solchen
DE112012001920B4 (de) Strahlung emittierender Halbleiterchip mit integriertem ESD-Schutz
WO2009039830A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip mit einer mehrfachquantentopfstruktur
WO2018050466A1 (de) Halbleiterschichtenfolge
WO2014177367A1 (de) Halbleiterschichtenfolge für optoelektronisches bauelement
WO2019206669A1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper, anordnung von einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterkörpern und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterkörpers
DE102011114670A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
DE102005037022A1 (de) Strahlungsemittierender optoelektronischer Halbleiterchip mit einer Diffusionsbarriere
DE19954242B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung aus einem Nitridhalbleiter der Gruppe III
WO2018234159A1 (de) Halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines halbleiterkörpers
DE102012107795B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterkörper und optoelektronischer Halbleiterchip
WO2019038202A1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung
WO2021099100A2 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung
DE10056475B4 (de) Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis mit verbesserter p-Leitfähigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2018099781A1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zur herstellung einer halbleiterschichtenfolge
DE102017113585A1 (de) Halbleiterschichtenfolge und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge
WO2017121529A1 (de) Elektronisches bauteil sowie verfahren zur herstellung eines elektronischen bauteils
WO2017021301A1 (de) Verfahren zur herstellung eines nitrid-halbleiterbauelements und nitrid-halbleiterbauelement
WO2023088879A1 (de) Verfahren zur herstellung einer vielzahl strahlungsemittierender halbleiterchips und strahlungsemittierender halbleiterchip
WO2014173950A1 (de) Optoelekronisches gan-basiertes bauelement mit erhöhter esd resistenz durch ein übergitter und verfahren zu seiner herstellung
WO2020244949A1 (de) Halbleiterbauelement mit strahlungskonversionselement und verfahren zum herstellen von strahlungskonversionselementen
DE10329515B9 (de) Elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019134216A1 (de) Optoelektronische Vorrichtung mit mehreren Epitaxieschichten und Herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18759075

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18759075

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1