WO2019076902A1 - Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips - Google Patents

Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips Download PDF

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WO2019076902A1
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conversion elements
barrier
semiconductor chip
electromagnetic radiation
optoelectronic semiconductor
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PCT/EP2018/078257
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David O'brien
Désirée QUEREN
David Racz
Britta GÖÖTZ
Michael Schumann
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • Another object to be solved is to specify a method for producing an optoelectronic semiconductor chip having a homogeneous emission characteristic.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises an active region in a semiconductor body having a main extension plane, wherein the active region thereto
  • the semiconductor chip is, for example, a luminescence diode chip, such as a light-emitting diode chip or a light-emitting diode chip
  • the active area can thus be designed to emit light, for example blue light, during operation.
  • the active region may have a quantum well structure.
  • the semiconductor body may be a
  • Semiconductor body may be formed with a semiconductor material.
  • the active region may extend in a plane which runs parallel to the main extension plane of the semiconductor body.
  • Wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active area during operation This means that the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region during operation may be different from the wavelength of the converted one
  • Radiation exit side of the conversion elements emerges.
  • the radiation exit side is arranged on the side of the conversion elements facing away from the active region.
  • the conversion elements are configured to convert a range of wavelengths of the electromagnetic radiation emitted by the active region during operation. This means, for example, that the active area emits light of a first color during operation and that light of a second color emerges from the conversion elements. In other words, in the active region in operation primary radiation from a first color during operation and that light of a second color emerges from the conversion elements. In other words, in the active region in operation primary radiation from a first
  • Wavelength range are emitted.
  • the conversion element converts at least a portion of the primary radiation
  • Wavelength range includes wavelengths that are greater than the wavelengths in the first wavelength range.
  • the conversion elements may be at least partially transparent to the electromagnetic radiation emitted by the active region during operation.
  • Radiation may be - depending on the design of the
  • the optoelectronic semiconductor chip may have a plurality of conversion elements, which in lateral
  • Semiconductor body are. According to at least one embodiment, the
  • the barrier may be reflective of the electromagnetic radiation emitted by the active region.
  • the barrier may comprise a light-reflecting or scattering material such as T1O 2 .
  • the barrier may appear white.
  • the barrier is arranged in a lateral direction between the conversion elements, wherein the lateral direction is parallel to
  • the conversion elements can be arranged adjacent conversion elements.
  • the conversion elements can be directly connected to the barrier
  • the barrier adjoins or spaced from the barrier. According to at least one embodiment, the
  • the barrier has an extension in a direction which is transverse to the lateral direction.
  • the barrier may extend in a vertical direction which is perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body.
  • the barrier may extend at least as far in the vertical direction as the conversion elements.
  • the barrier can project beyond the conversion elements in the vertical direction, for example, or flush with them
  • the barrier may extend in lateral directions. That may mean that the
  • Conversion element extends. According to at least one embodiment, the active
  • Range at least two emission areas, which
  • At least two emission areas can be in lateral
  • Emission regions can be designed to operate with electromagnetic radiation of the same wavelength emit. That the at least two emission areas can be controlled separately, can
  • a first of the emission regions can be controlled independently of a second of the emission regions.
  • the first of the emission regions can be controlled independently of a second of the emission regions.
  • Emission regions are controlled so that it emits electromagnetic radiation in a period of time while the second of the emission regions is driven so that this in the same period no electromagnetic radiation
  • Emission regions is associated with a conversion element.
  • Each of the conversion elements can be used, for example, in
  • each of the conversion elements in lateral directions completely covers one of the emission regions.
  • Electromagnetic radiation can thus at the
  • Conversion elements are set or changed the color of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises an active region in a semiconductor body with a main extension plane, wherein the active region thereto
  • Semiconductor chips to emit electromagnetic radiation at least two conversion elements which are adapted to convert the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region in operation, and at least one barrier which is at least partially impermeable to those emitted by the active region
  • the barrier is arranged in a lateral direction between the conversion elements, wherein the lateral direction parallel to
  • Main extension plane of the semiconductor body, and the barrier extends transversely to the lateral direction.
  • the active region has at least two emission regions, which can be driven separately from one another, and each of the conversion elements is arranged in an emission direction of the electromagnetic radiation emitted by one of the emission regions.
  • the optoelectronic semiconductor chip described here is based inter alia on the idea that a large number of emission regions each have their own Conversion element may be arranged in only one optoelectronic semiconductor chip.
  • the barrier prevents or reduces crosstalk between the two
  • Conversion elements do not or only slightly enter or get into one of the other conversion elements.
  • the barrier allows a homogeneous
  • the extent of each of the conversion elements in the vertical direction is at most 30% of the maximum lateral extent of the respective conversion element.
  • the extent of each of the conversion elements in the vertical direction which is perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body, is at most 30% of the maximum lateral extent of the respective conversion element.
  • each of the conversion elements corresponds to the maximum extent in a lateral
  • Conversion elements in the vertical direction be particularly thin. This is beneficial to the extent of the
  • Conversion elements reduces unnecessary radiation in lateral directions.
  • the extent of each of the conversion elements in the vertical direction, which is perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body, is at most 2 ⁇ m.
  • the optoelectronic semiconductor chip to be particularly thin and radiation in lateral directions is reduced.
  • the extent of each of the conversion elements in the vertical direction is the extent of each of the conversion elements in the vertical direction
  • the conversion elements have a lateral extent which is greater than 5 .mu.m, a
  • Expansion of the conversion elements in the vertical direction of at least 2 ym may be needed.
  • the barrier is formed by the semiconductor body.
  • cavities or recesses can be formed in the semiconductor body, for example, etched into the semiconductor body.
  • the cavities can be in
  • the boundaries of the cavities form the barrier in this case.
  • a reflective or absorbent material can be applied. This will prevent electromagnetic
  • Radiation from one of the conversion elements can enter into another conversion element.
  • the conversion elements can be introduced into the cavities.
  • the vertical distance between the conversion elements and the active area can be minimized.
  • the thickness of the optoelectronic semiconductor chip in the vertical direction can be reduced.
  • Conversion particles are introduced.
  • the matrix material can be transparent or at least partially transparent to the electromagnetic radiation emitted by the active area during operation.
  • the conversion particles are designed to be the wavelength emitted by the active region
  • Conversion particles can use these from the
  • Quantum dots can be formed, for example, with CdSe or InP. Quantum dots may have particularly small lateral extensions.
  • the quantum dots can each have a lateral extent of at least 2 nm and at most 500 nm
  • Conversion particles are, the more conversion particles can be arranged per volume in the matrix material. Thus, the volume of the conversion elements can be reduced for very small conversion particles. Since the emission areas each have a conversion element can be assigned, it is advantageous if the
  • Conversion elements have a lateral extent which is similar or equal to the lateral extent of the respective emission region. Since the lateral extent of the conversion particles preferably at most 10% of
  • lateral extent of the conversion elements can, by the use of quantum dots as
  • Conversion particles are allowed a small lateral extent of each of the conversion elements.
  • At least one first conversion element is the at least two
  • Conversion elements designed to convert the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region in operation in a different wavelength than at least one second conversion element of the at least two conversion elements.
  • the first and the second conversion element may have different materials.
  • the first and the second conversion element may have different scattering particles.
  • Conversion element in operation exiting electromagnetic radiation a different color than that from the second
  • Conversion element in operation have exiting electromagnetic radiation. Those from the conversion elements in the Operation emanating electromagnetic radiation may also differ in parameters other than color, for example in the color temperature or the spectrum. Thus, the optoelectronic semiconductor chip can do so
  • the ⁇ emit different spectrum According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the ⁇ emit different spectrum. According to at least one embodiment, the
  • Conversion elements arranged at nodes of a two-dimensional grid.
  • the two-dimensional grid in a plane which parallel to
  • Main extension plane of the semiconductor body is to extend.
  • the two-dimensional grid may for example be
  • the unit cell of the grid may, for example, have the shape of a square or a rectangle.
  • the conversion elements can be arranged uniformly in a plane. That means the
  • Emission regions can also be arranged at the nodes of the same two-dimensional grid.
  • the optoelectronic semiconductor chip can be a plurality of
  • Semiconductor chip in operation can emit electromagnetic radiation with different parameters.
  • the barrier surrounds each of the conversion elements in lateral directions
  • the barrier for example, has the form of a grid, which each of the conversion elements in completely surrounds lateral directions.
  • the barrier prevents crosstalk between different conversion elements in each of the lateral directions.
  • the active region of the semiconductor chip comprises the emission regions.
  • the semiconductor chip may have a plurality of emission regions in a semiconductor body.
  • the barrier comprises a metal.
  • the metal may be at least partially impermeable to those emitted by the active area during operation
  • the metal may be reflective of electromagnetic radiation. Thus, it is prevented that electromagnetic radiation from one of the conversion elements enters another conversion element.
  • Optoelectronic semiconductor chip can preferably be produced by a method described here. In other words, all for the optoelectronic semiconductor chip
  • the method comprises a method step in which a
  • the semiconductor body with a main extension plane provided.
  • the semiconductor body may be formed, for example, with gallium nitride.
  • the method further comprises the step of providing an active region which is designed to emit electromagnetic radiation during operation of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the active region can be arranged in the semiconductor body.
  • the method further comprises the step of applying at least two
  • Conversion elements on the semiconductor body wherein the conversion elements are adapted to the wavelength emitted by the active region during operation
  • the conversion elements on one side of the
  • the conversion elements are arranged next to one another in lateral directions, the lateral directions being parallel to the main extension plane of the semiconductor body.
  • the method further comprises the step of forming a barrier which
  • the barrier is at least partially impermeable to the electromagnetic radiation emitted by the active region.
  • the barrier is completely opaque or reflective to the electromagnetic energy emitted by the active region
  • the barrier is in a lateral direction between the Conversion elements arranged, wherein the lateral direction is parallel to the main extension plane of the semiconductor body.
  • the barrier is at the side of the
  • the barrier may be in the form of a two-dimensional grid.
  • the barrier may be in direct contact with at least a portion of the conversion elements or the barrier may be spaced from the conversion elements.
  • the barrier extends transversely to the lateral direction.
  • the barrier extends in the vertical direction, wherein the vertical direction perpendicular to
  • Main extension plane of the semiconductor body is.
  • the barrier may extend in lateral directions between the conversion elements.
  • the active region has at least two emission regions, which can be controlled separately from one another. The at least two emission areas are in lateral
  • each of the conversion elements in a radiation direction is emitted by one of the emission regions
  • each of the conversion elements are applied to the semiconductor body in such a way that in each case one conversion element is arranged in an emission direction of the electromagnetic radiation emitted by one of the emission regions. For this, each of the conversion elements in vertical
  • Direction can be arranged over one of the emission areas.
  • the semiconductor chip may be designed to have electromagnetic radiation with different ones
  • the emission regions preferably a multiplicity of emission regions, are arranged in a common semiconductor body of the semiconductor chip.
  • the separate control of the emission ranges allows a change or adjustment of the properties of the in-service
  • the barrier is formed before the application of the conversion elements.
  • the barrier can be applied directly to the semiconductor body.
  • the barrier may be printed on the semiconductor body or formed by photolithography.
  • the barrier can by means of
  • electrophoretic deposition are applied to the semiconductor body.
  • an electrically conductive material is applied to the semiconductor body prior to the application of the barrier, wherein the electrically conductive material is applied only at the locations at which the barrier is formed.
  • the barrier for example, a two-dimensional grid on the
  • the barrier extends transversely or perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body.
  • the grid has cavities or
  • the barrier is formed by removing the semiconductor body.
  • cavities or recesses can be formed in the semiconductor body or etched into the semiconductor body.
  • a reflective or absorbing material can be applied on side surfaces of the boundaries, which extend transversely or perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body. This prevents electromagnetic radiation from any of the
  • the conversion elements can be in the
  • the barrier forms at least two cavities into each of which a conversion element is introduced. This will be one
  • Cavities is made possible a precise insertion of the matrix material with the conversion particles.
  • the conversion elements become prior to forming the barrier
  • each conversion element can be applied in the vertical direction over a respective emission area.
  • the conversion elements can be
  • the barrier for example in the form of a two-dimensional grid, is applied between the conversion elements on the semiconductor body. Therefore, a
  • preformed barrier can be used.
  • FIG. 1A shows a schematic cross section through an optoelectronic semiconductor chip in accordance with FIG. 1A
  • FIG. 1B shows a plan view of an optoelectronic semiconductor chip according to one exemplary embodiment.
  • FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D and FIGS. 4A, 4B, 4C and 4D describe two further exemplary embodiments of the method.
  • FIGS. 5A and 5B show schematic cross sections through further exemplary embodiments of the optoelectronic device
  • FIG. 1A shows a schematic cross section through an optoelectronic semiconductor chip 10 according to FIG.
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 comprises a semiconductor body 12, in which an active region 11 is arranged.
  • the semiconductor body 12 has a main extension plane.
  • the active area 11 extends in a plane parallel to the
  • Main extension plane of the semiconductor body 12 is.
  • the active region 11 is designed to emit electromagnetic radiation during operation of the optoelectronic semiconductor chip 10.
  • the active region 11 has at least two, in this case four, emission regions 15, which can be controlled separately from one another.
  • the vertical lines between the emission regions 15 illustrate that they can be controlled separately from each other.
  • the emission regions 15 are formed monolithically with each other and each of the emission regions 15 is designed to emit electromagnetic radiation during operation of the semiconductor chip 10.
  • the emission areas 15 are in lateral
  • Directions x which are parallel to the main extension plane of the semiconductor body 12, arranged side by side.
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 has at least two, in this case four, conversion elements 13.
  • the conversion elements 13 are arranged side by side in the lateral direction x.
  • Each of the conversion elements 13 is designed to convert the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region 11 during operation.
  • each of the conversion elements 13 is arranged in a radiation direction of the electromagnetic radiation emitted by one of the emission regions 15. This means that each of the conversion elements 13 in the vertical direction z, which is perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body 12, is arranged above one of the emission regions 15.
  • the conversion elements 13 have a radiation exit side 19, which faces away from the active region 11. At the radiation exit side 19
  • the converted electromagnetic radiation can emerge from the semiconductor chip 10.
  • the conversion elements 13 may comprise a matrix material into which
  • Conversion particles are introduced.
  • the matrix material may be transparent or at least partially transparent to the electromagnetic radiation emitted by the active region 11 during operation.
  • the conversion particles are designed to convert the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region 11.
  • the conversion particles may, for example, be quantum dots.
  • the volume of the conversion elements 13 can be reduced for very small conversion particles.
  • the volume and the extent in the vertical direction z of the conversion elements 13 are relatively small. Therefore, the optoelectronic semiconductor chip 10 can have a variety of
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 is a separate one for each of the emission regions 15
  • Conversion element 13 has. For example, the extent of each of these
  • Conversion elements 13 in the vertical direction z at most 30% of the lateral extent of the respective conversion element 13 amount.
  • the extent of each of the conversion elements 13 in the vertical direction z may be at most 2 ym.
  • a lateral extent of the conversion particles can amount to at most 10% of the lateral extent of one of the conversion elements 13.
  • the conversion elements 13 may be different, so that, for example, a first conversion element 16 is designed to convert the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region 11 during operation into a different wavelength than at least one second conversion element 17.
  • the first conversion element 16 is designed to convert the wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the active region 11 during operation into a different wavelength than at least one second conversion element 17.
  • Electromagnetic radiation having a different color than the exiting from the second conversion element 17 in operation electromagnetic radiation having a different color than the exiting from the second conversion element 17 in operation electromagnetic radiation.
  • Electromagnetic radiation may also differ in parameters other than color, such as color temperature or spectrum.
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 has a barrier 14.
  • the barrier 14 is at least partially impermeable to the electromagnetic radiation emitted by the active region 11.
  • Barrier 14 have a metal.
  • the barrier 14 is arranged in the lateral direction x between the conversion elements 13.
  • the barrier 14 extends perpendicular to the lateral direction x.
  • the barrier 14 extends in the vertical direction z as far as the conversion elements 13.
  • the barrier 14 prevents or reduces crosstalk between the various conversion elements 13. By arranging the barrier 14 between two conversion elements 13, electromagnetic radiation from one of the
  • the barrier 14 allows a homogeneous
  • FIG. 1B is a plan view of an optoelectronic semiconductor chip 10 according to an embodiment is shown.
  • twelve conversion elements 13 and the barrier 14 are shown.
  • the barrier 14 completely surrounds each of the conversion elements 13 in lateral directions x.
  • the conversion elements 13 are arranged at nodes of a regular two-dimensional grid.
  • the barrier 14 has the shape of a
  • the conversion elements 13 are arranged in cavities 18 or recesses of the grid.
  • First conversion elements 16 can do this
  • FIG. 2A a first method step of the method for producing an optoelectronic semiconductor chip 10 is shown. This is a sectional view through a
  • optoelectronic semiconductor chip 10 is a
  • the semiconductor body 12 is an active
  • Region 11 is arranged, which is designed for the operation of the optoelectronic semiconductor chip 10 electromagnetic Emit radiation.
  • the active area 11 has
  • a barrier 14 is applied, which extends in the vertical direction z.
  • the barrier 14 is at least partially impermeable to the electromagnetic radiation emitted by the active region 11.
  • the barrier 14 may be printed on the semiconductor body 12 or formed by photolithography.
  • the barrier 14 by means of
  • electrophoretic deposition are applied to the semiconductor body 12.
  • an electrically conductive material on the barrier 14 is applied to the semiconductor body 12.
  • conductive material is applied only at the locations where the barrier 14 is formed.
  • the barrier 14 for example, a
  • the barrier 14 extends perpendicular to the main extension plane of the
  • FIG. 2B shows a plan view of the semiconductor body 12, as shown in FIG. 2A.
  • the barrier 14 is arranged as a two-dimensional grid on the semiconductor body 12.
  • the barrier 14 has cavities 18.
  • the dashed line shows the section from FIG. 2A through the semiconductor body 12.
  • FIG. 2C shows a sectional view through the semiconductor body 12 of the next step of the method.
  • the conversion elements 13 in the Cavities 18 introduced and applied to the semiconductor body 12.
  • barrier 14 is lateral
  • FIG. 2D shows a plan view of the semiconductor body 12, as shown in FIG. 2C.
  • the conversion elements 13 are arranged at the nodes of a regular two-dimensional grid. In this case, the conversion elements 13 may be different from each other.
  • Semiconductor body 12 for illustrating a further embodiment of the method shown. On the
  • Conversion elements 13 can be applied for example by printing or photolithography. It is also possible to locally chemically modify the surface of the semiconductor body 12 in such a way that the material of the
  • FIG. 3B shows a plan view of the semiconductor body 12, as shown in FIG. 3A.
  • the conversion elements 13 are arranged at nodes of a two-dimensional grid.
  • FIG. 3C the next step of the method is shown by means of a sectional representation through the semiconductor body 12.
  • a preformed barrier 14 can be used in this process.
  • FIG. 3D shows a plan view of the semiconductor body 12, as shown in FIG. 3C.
  • the barrier 14 is arranged in lateral directions x between the conversion elements 13.
  • Semiconductor body 12 for illustrating a further embodiment of the method shown.
  • cavities 18 are etched into the semiconductor body 12.
  • FIG. 4B shows a plan view of the semiconductor body 12, as shown in FIG. 4A.
  • the cavities 18 are arranged at nodes of a regular two-dimensional grid.
  • FIG. 4C shows the next step of the method by means of a sectional representation through the semiconductor body 12.
  • the conversion elements 13 are introduced into the cavities 18.
  • the vertical distance between the conversion elements 13 and the active region 11 can be minimized become. This allows the thickness of the optoelectronic
  • FIG. 4D shows a plan view of the semiconductor body 12, as shown in FIG. 4C.
  • the conversion elements 13 are arranged at the nodes of a regular two-dimensional grid. In this case, the conversion elements 13 may be different from each other.
  • Figure 5A is a schematic cross section through a
  • Embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 10 shown.
  • the active region 11 is arranged in the semiconductor body 12.
  • the semiconductor body 12 is arranged on a carrier 23.
  • each of the emission regions 15 can be controlled separately via a respective separate switch 20.
  • Each of the switches 20 is electrically conductively connected to a connection layer 21.
  • the connection layers 21 are arranged in recesses in the semiconductor body 12. Between the emission regions 15 are insulation layers 22
  • Each of the conversion elements 13 is arranged in an emission direction of the electromagnetic radiation emitted by one of the emission regions 15 during operation.
  • the barrier 14 is arranged in the lateral direction x between the conversion elements 13.
  • FIG. 5B shows a schematic cross section through a further exemplary embodiment of the optoelectronic device
  • the active region 11 extends through the entire semiconductor body 12. Compared to the embodiment of FIG. 1
  • Each of the emission regions 15 can be controlled separately via its own switch 20.
  • each of the switches 20 is electrically conductively connected to a connection layer 21.

Abstract

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip (10) angegeben mit einem aktiven Bereich (11) in einem Halbleiterkörper (12) mit einer Haupterstreckungsebene, wobei der aktive Bereich (11) dazu ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips (10) elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Außerdem umfasst der optoelektronische Halbleiterchip (10) mindestens zwei Konversionselemente (13), welche dazu ausgelegt sind die Wellenlänge der vom aktiven Bereich (11) im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren, und mindestens eine Barriere (14), welche zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich (11) emittierte elektromagnetische Strahlung ist. Dabei ist die Barriere (14) in einer lateralen Richtung (x) zwischen den Konversionselementen (13) angeordnet, wobei die laterale Richtung (x) parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers (12) ist, und die Barriere (14) erstreckt sich quer zur lateralen Richtung (x). Der aktive Bereich (11) weist mindestens zwei Emissionsbereiche (15) auf, welche getrennt voneinander angesteuert werden können, und jedes der Konversionselemente (13) ist in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche (15) emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips (10) angegeben.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHER HALBLEITERCHIP UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERCHIPS
Es werden ein optoelektronischer Halbleiterchip und ein
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterchips angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen
optoelektronischen Halbleiterchip mit einer besonders homogenen Abstrahlcharakteristik anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips mit einer homogenen Abstrahlcharakteristik anzugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips, umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen aktiven Bereich in einem Halbleiterkörper mit einer Haupterstreckungsebene, wobei der aktive Bereich dazu
ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterchips elektromagnetische Strahlung zu emittieren.
Bei dem Halbleiterchip handelt es sich zum Beispiel um einen Lumineszenzdiodenchip wie einen Leuchtdiodenchip oder einen
Laserdiodenchip. Der aktive Bereich kann somit dazu ausgelegt sein im Betrieb Licht, beispielsweise blaues Licht, zu emittieren. Der aktive Bereich kann eine Quantentopfstruktur aufweisen .
Bei dem Halbleiterkörper kann es sich um einen
dreidimensionalen Körper handeln, welcher beispielsweise die Form eines Quaders oder eines Zylinders aufweist. In diesem Fall ist die Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers parallel zu einer der Deckflächen des Zylinders. Der
Halbleiterkörper kann mit einem Halbleitermaterial gebildet sein. Der aktive Bereich kann sich in einer Ebene, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers verläuft, erstrecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip mindestens zwei
Konversionselemente, welche dazu ausgelegt sind die
Wellenlänge der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Das bedeutet, dass die Wellenlänge der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung verschieden sein kann von der Wellenlänge der konvertierten
elektromagnetischen Strahlung, welche an einer
Strahlungsaustrittsseite der Konversionselemente austritt. Dabei ist die Strahlungsaustrittsseite an der dem aktiven Bereich abgewandten Seite der Konversionselemente angeordnet. Es ist weiter möglich, dass die Konversionselemente dazu ausgelegt sind, einen Bereich von Wellenlängen der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Das bedeutet beispielsweise, dass der aktive Bereich im Betrieb Licht einer ersten Farbe emittiert und dass aus den Konversionselementen Licht einer zweiten Farbe austritt. Mit anderen Worten kann im aktiven Bereich im Betrieb Primärstrahlung aus einem ersten
Wellenlängenbereich emittiert werden. Das Konversionselement wandelt zumindest einen Teil der Primärstrahlung in
Sekundärstrahlung aus einem zweiten Wellenlängenbereich um. Insbesondere ist es dabei möglich, dass der zweite
Wellenlängenbereich Wellenlängen umfasst, die größer sind als die Wellenlängen im ersten Wellenlängenbereich. Die Konversionselemente können zumindest teilweise transparent für die vom aktiven Bereich im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung sein. Somit ist es auch möglich, dass Mischlicht aus der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung und der
konvertierten elektromagnetischen Strahlung aus den
Konversionselementen austritt. Bei der im Betrieb aus den Konversionselementen austretenden elektromagnetischen
Strahlung kann es sich - je nach Ausgestaltung der
Konversionselemente - um farbiges Licht, wie beispielsweise rotes, grünes oder blaues Licht handeln, oder um weißes
Mischlicht mit verschiedenen Farbtemperaturen.
Der optoelektronische Halbleiterchip kann eine Vielzahl von Konversionselementen aufweisen, welche in lateralen
Richtungen nebeneinander angeordnet sind, wobei die lateralen Richtungen parallel zur Haupterstreckungsebene des
Halbleiterkörpers sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterchip mindestens eine Barriere, welche zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich emittierte elektromagnetische Strahlung ist. Bei der Barriere kann es sich beispielsweise um eine Trennwand oder eine Begrenzung handeln. Bevorzugt ist die Barriere
undurchlässig oder beinahe undurchlässig für die vom aktiven Bereich emittierte elektromagnetische Strahlung. Außerdem kann die Barriere reflektierend für die vom aktiven Bereich emittierte elektromagnetische Strahlung sein. Beispielsweise kann die Barriere ein Licht reflektierendes oder streuendes Material wie T1O2 aufweisen. Die Barriere kann zum Beispiel weiß erscheinen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Barriere in einer lateralen Richtung zwischen den Konversionselementen angeordnet, wobei die laterale Richtung parallel zur
Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist. Das
bedeutet, dass die Barriere zwischen allen zueinander
benachbarten Konversionselementen angeordnet sein kann. Dabei können die Konversionselemente direkt an die Barriere
angrenzen oder beabstandet zur Barriere angeordnet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die
Barriere quer zur lateralen Richtung. Das bedeutet, dass die Barriere eine Ausdehnung in eine Richtung aufweist, welche quer zur lateralen Richtung ist. Beispielsweise kann sich die Barriere in einer vertikalen Richtung erstrecken, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist. Dabei kann sich die Barriere mindestens so weit in vertikaler Richtung erstrecken wie die Konversionselemente. Die Barriere kann die Konversionselemente zum Beispiel in der vertikalen Richtung überragen oder bündig mit diesen
abschließen. Außerdem kann sich die Barriere in lateralen Richtungen erstrecken. Das kann bedeuten, dass sich die
Barriere entlang einer lateralen Ausdehnung eines
Konversionselements erstreckt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der aktive
Bereich mindestens zwei Emissionsbereiche auf, welche
getrennt voneinander angesteuert werden können. Die
mindestens zwei Emissionsbereiche können in lateraler
Richtung nebeneinander angeordnet sein. Jeder der
Emissionsbereiche ist dazu ausgelegt im Betrieb
elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Die
Emissionsbereiche können dazu ausgelegt sein im Betrieb elektromagnetische Strahlung gleicher Wellenlänge zu emittieren. Dass die mindestens zwei Emissionsbereiche getrennt voneinander angesteuert werden können, kann
bedeuten, dass ein erster der Emissionsbereiche unabhängig von einem zweiten der Emissionsbereiche angesteuert werden kann. Somit kann beispielsweise der erste der
Emissionsbereiche so angesteuert werden, dass dieser in einem Zeitraum elektromagnetische Strahlung emittiert während der zweite der Emissionsbereiche so angesteuert wird, dass dieser im selben Zeitraum keine elektromagnetische Strahlung
emittiert, oder umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jedes der
Konversionselemente in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche emittierten elektromagnetischen
Strahlung angeordnet. Das bedeutet, dass jedem der
Emissionsbereiche ein Konversionselement zugeordnet ist.
Jedes der Konversionselemente kann beispielsweise in
vertikaler Richtung über einem der Emissionsbereiche
angeordnet sein. Somit trifft die von jedem der
Emissionsbereiche im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung auf jeweils eins der Konversionselemente. Bevorzugt bedeckt jedes der Konversionselemente in lateralen Richtungen einen der Emissionsbereiche vollständig. Somit kann die gesamte von einem der Emissionsbereiche emittierte
elektromagnetische Strahlung auf jeweils eins der
Konversionselemente treffen. Die Konversionselemente bedecken jedoch nicht notwendigerweise den gesamten aktiven Bereich. Das heißt, es kann auch Emissionsbereiche geben, denen kein Konversionselement nachgeordnet ist. Von diesen kann dann unkonvertierte Primärstrahlung, zum Beispiel blaues Licht, emittiert werden. Die von den Emissionsbereichen im Betrieb emittierte
elektromagnetische Strahlung kann somit an der
Strahlungsaustrittsseite der Konversionselemente aus dem Halbleiterchip austreten. Somit kann durch die
Konversionselemente die Farbe der vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierten elektromagnetischen Strahlung eingestellt oder verändert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen aktiven Bereich in einem Halbleiterkörper mit einer Haupterstreckungsebene, wobei der aktive Bereich dazu
ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterchips elektromagnetische Strahlung zu emittieren, mindestens zwei Konversionselemente, welche dazu ausgelegt sind die Wellenlänge der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren, und mindestens eine Barriere, welche zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich emittierte
elektromagnetische Strahlung ist. Dabei ist die Barriere in einer lateralen Richtung zwischen den Konversionselementen angeordnet, wobei die laterale Richtung parallel zur
Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist, und die Barriere erstreckt sich quer zur lateralen Richtung. Außerdem weist der aktive Bereich mindestens zwei Emissionsbereiche auf, welche getrennt voneinander ansteuerbar sind, und jedes der Konversionselemente ist in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet.
Dem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip liegt unter anderem die Idee zugrunde, dass eine Vielzahl von Emissionsbereichen mit einem jeweils eigenen Konversionselement in nur einem optoelektronischen Halbleiterchip angeordnet sein kann. Dabei verhindert oder vermindert die Barriere ein Übersprechen zwischen den
verschiedenen Konversionselementen. Durch das Anordnen der Barriere zwischen zwei Konversionselementen kann
elektromagnetische Strahlung aus einem der
Konversionselemente nicht oder nur geringfügig in eins der anderen Konversionselemente eintreten oder gelangen.
Besonders bei der Verwendung von verschiedenen
Konversionselementen ist es vorteilhaft ein Übersprechen zwischen den Konversionselementen zu vermeiden. Tritt
elektromagnetische Strahlung aus einem der
Konversionselemente in ein anderes Konversionselement ein, so kann dies zu räumlichen Farbinhomogenitäten des vom
optoelektronischen Halbleiterchip emittierten Lichts führen. Somit ermöglicht die Barriere eine homogene
Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen
Halbleiterchips . Außerdem werden durch die Barriere Streuprozesse und
Reabsorptionsprozesse in den Konversionselementen vermieden. Durch Streuprozesse kann beispielsweise das vom
Halbleiterchip emittierte Licht räumlich inhomogen
aufgeweitet werden.
Des Weiteren kann durch die separate Ansteuerung der
einzelnen Emissionsbereiche die Wellenlänge oder die Farbe der vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierten
elektromagnetischen Strahlung eingestellt oder verändert werden. Beispielsweise können verschiedene Gruppen von
Emissionsbereichen angesteuert werden, so dass die vom
Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung jeweils eine unterschiedliche Wellenlänge oder Farbe
aufweist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt die Ausdehnung jedes der Konversionselemente in vertikaler Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist, höchstens 30 % der maximalen lateralen Ausdehnung des jeweiligen Konversionselements. Bevorzugt beträgt die
Ausdehnung jedes der Konversionselemente in vertikaler
Richtung höchstens 25 % der maximalen lateralen Ausdehnung des jeweiligen Konversionselements. Es ist weiter möglich, dass die Ausdehnung jedes der Konversionselemente in
vertikaler Richtung höchstens 20 % der maximalen lateralen Ausdehnung des jeweiligen Konversionselements beträgt. Die maximale laterale Ausdehnung jedes der Konversionselemente entspricht der maximalen Ausdehnung in einer lateralen
Richtung. Die laterale Ausdehnung eines der
Konversionselemente kann gleich der lateralen Ausdehnung des zugehörigen Emissionsbereiches sein. Beispielsweise kann die laterale Ausdehnung jedes der Konversionselemente mindestens 5 ym und höchstens 250 ym betragen. Somit können die
Konversionselemente in vertikaler Richtung besonders dünn sein. Dies ist vorteilhaft, um die Ausdehnung des
optoelektronischen Halbleiterchips in vertikaler Richtung gering zu halten. Außerdem wird für besonders dünne
Konversionselemente eine nicht benötigte Abstrahlung in lateralen Richtungen verringert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt die Ausdehnung jedes der Konversionselemente in vertikaler Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist, höchstens 2 ym. Vorteilhafterweise kann somit der optoelektronische Halbleiterchip besonders dünn sein und eine Abstrahlung in lateralen Richtungen wird verringert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt die Ausdehnung jedes der Konversionselemente in vertikaler Richtung
mindestens 2 ym. Weisen die Konversionselemente eine laterale Ausdehnung auf, welche größer als 5 ym ist, kann eine
Ausdehnung der Konversionselemente in vertikaler Richtung von mindestens 2 ym benötigt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Barriere durch den Halbleiterkörper gebildet. Dazu können Kavitäten oder Ausnehmungen im Halbleiterkörper geformt, zum Beispiel in den Halbleiterkörper geätzt werden. Die Kavitäten können im
Halbleiterkörper geformt sein. Das bedeutet, die Barriere ist durch den Halbleiterkörper gebildet, wobei Kavitäten im
Halbleiterkörper geformt sind. Die Begrenzungen der Kavitäten bilden in diesem Fall die Barriere. An Seitenflächen der Begrenzungen, welche quer oder senkrecht zur
Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers verlaufen, kann ein reflektierendes oder absorbierendes Material aufgebracht werden. Somit wird verhindert, dass elektromagnetische
Strahlung aus einem der Konversionselemente in ein anderes Konversionselement eintreten kann. Die Konversionselemente können in die Kavitäten eingebracht werden. Somit kann der vertikale Abstand zwischen den Konversionselementen und dem aktiven Bereich minimiert werden. Dadurch kann die Dicke des optoelektronischen Halbleiterchips in vertikaler Richtung verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist jedes der
Konversionselemente ein Matrixmaterial auf, in welches
Konversionspartikel eingebracht sind. Das Matrixmaterial kann transparent oder zumindest teilweise durchlässig für die vom aktiven Bereich im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung sein. Die Konversionspartikel sind dazu ausgelegt die Wellenlänge der vom aktiven Bereich emittierten
elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Somit kann die Wellenlänge oder die Farbe der vom Halbleiterchip im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung eingestellt oder verändert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt eine laterale Ausdehnung der Konversionspartikel höchstens 10 % der lateralen Ausdehnung eines der Konversionselemente. Die laterale Ausdehnung der Konversionspartikel kann
beispielsweise durch den Durchmesser der Konversionspartikel oder die Ausdehnung der Konversionspartikel in einer
lateralen Richtung gegeben sein. Für diese Größe der
Konversionspartikel können diese die von den
Emissionsbereichen emittierte elektromagnetische Strahlung effizient konvertieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Konversionspartikel Quantenpunkte. Die Quantenpunkte können beispielsweise mit CdSe oder InP gebildet sein. Quantenpunkte können besonders kleine laterale Ausdehnungen aufweisen.
Beispielsweise können die Quantenpunkte jeweils eine laterale Ausdehnung von mindestens 2 nm und höchstens 500 nm
aufweisen. Je kleiner die lateralen Ausdehnungen der
Konversionspartikel sind, desto mehr Konversionspartikel können pro Volumen im Matrixmaterial angeordnet sein. Somit kann das Volumen der Konversionselemente bei sehr kleinen Konversionspartikeln verkleinert werden. Da den Emissionsbereichen jeweils ein Konversionselement zugeordnet sein kann, ist es vorteilhaft, wenn die
Konversionselemente eine laterale Ausdehnung aufweisen, welche ähnlich oder gleich der lateralen Ausdehnung des jeweiligen Emissionsbereiches ist. Da die laterale Ausdehnung der Konversionspartikel bevorzugt höchstens 10 % der
lateralen Ausdehnung der Konversionselemente beträgt, kann durch die Verwendung von Quantenpunkten als
Konversionspartikel eine geringe laterale Ausdehnung jedes der Konversionselemente ermöglicht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist mindestens ein erstes Konversionselement der mindestens zwei
Konversionselemente dazu ausgelegt die Wellenlänge der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung in eine andere Wellenlänge zu konvertieren als mindestens ein zweites Konversionselement der mindestens zwei Konversionselemente. Dazu können das erste und das zweite Konversionselement unterschiedliche Materialien aufweisen. Außerdem können das erste und das zweite Konversionselement unterschiedliche Streupartikel aufweisen.
Es ist weiter möglich, dass mindestens ein erstes
Konversionselement der zwei Konversionselemente dazu
ausgelegt ist einen Wellenlängenbereich der vom aktiven
Bereich im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung in einen anderen Wellenlängenbereich zu konvertieren als mindestens ein zweites Konversionselement der mindestens zwei Konversionselemente. Somit kann die aus dem ersten
Konversionselement im Betrieb austretende elektromagnetische Strahlung eine andere Farbe als die aus dem zweiten
Konversionselement im Betrieb austretende elektromagnetische Strahlung aufweisen. Die aus den Konversionselementen im Betrieb austretende elektromagnetische Strahlung kann sich außerdem in anderen Parametern als der Farbe unterscheiden, beispielsweise in der Farbtemperatur oder dem Spektrum. Somit kann der optoelektronische Halbleiterchip dazu
ausgelegt sein im Betrieb elektromagnetische Strahlung verschiedener Farbe, Farbtemperatur oder mit einem
unterschiedlichen Spektrum zu emittieren. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Konversionselemente an Knotenpunkten eines zweidimensionalen Gitters angeordnet. Dabei kann sich das zweidimensionale Gitter in einer Ebene, welche parallel zur
Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist, erstrecken. Das zweidimensionale Gitter kann beispielsweise ein
regelmäßiges Gitter sein. Die Einheitszelle des Gitters kann beispielsweise die Form eines Quadrats oder eines Rechtecks aufweisen. Somit können die Konversionselemente gleichmäßig in einer Ebene angeordnet sein. Das bedeutet, dass die
Emissionsbereiche ebenfalls an den Knotenpunkten desselben zweidimensionalen Gitters angeordnet sein können. Somit kann der optoelektronische Halbleiterchip eine Vielzahl von
Konversionselementen und eine Vielzahl von Emissionsbereichen aufweisen. Dies ermöglicht, dass der optoelektronische
Halbleiterchip im Betrieb elektromagnetische Strahlung mit unterschiedlichen Parametern emittieren kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt die Barriere jedes der Konversionselemente in lateralen Richtungen
vollständig, wobei die lateralen Richtungen parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers sind. Das bedeutet, dass die Barriere beispielsweise die Form eines Gitters aufweist, welches jedes der Konversionselemente in lateralen Richtungen vollständig umgibt. Somit verhindert die Barriere in jede der lateralen Richtungen ein Übersprechen zwischen unterschiedlichen Konversionselementen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Emissionsbereiche monolithisch miteinander ausgebildet. Das bedeutet, dass der aktive Bereich des Halbleiterchips die Emissionsbereiche umfasst. Somit kann der Halbleiterchip eine Vielzahl von Emissionsbereichen in einem Halbleiterkörper aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Barriere ein Metall auf. Das Metall kann zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich im Betrieb emittierte
elektromagnetische Strahlung sein. Außerdem kann das Metall reflektierend für elektromagnetische Strahlung sein. Somit wird verhindert, dass elektromagnetische Strahlung aus einem der Konversionselemente in ein anderes Konversionselement eintritt .
Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Halbleiterchips angegeben. Der
optoelektronische Halbleiterchip ist bevorzugt mit einem hier beschriebenen Verfahren herstellbar. Mit anderen Worten, sämtliche für den optoelektronischen Halbleiterchip
offenbarte Merkmale sind auch für das Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur
Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt, bei dem ein
Halbleiterkörper mit einer Haupterstreckungsebene bereitgestellt wird. Der Halbleiterkörper kann beispielsweise mit Galliumnitrid gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter den Schritt des Bereitstellens eines aktiven Bereichs, welcher dazu ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Der aktive Bereich kann im Halbleiterkörper angeordnet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter den Schritt des Aufbringens von mindestens zwei
Konversionselementen auf den Halbleiterkörper, wobei die Konversionselemente dazu ausgelegt sind die Wellenlänge der vom aktiven Bereich im Betrieb emittierten
elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Bevorzugt werden die Konversionselemente an einer Seite des
Halbleiterkörpers aufgebracht, an welcher die im Betrieb vom aktiven Bereich emittierte elektromagnetische Strahlung aus dem Halbleiterkörper austritt. Die Konversionselemente sind in lateralen Richtungen nebeneinander angeordnet, wobei die lateralen Richtungen parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter den Schritt des Formens einer Barriere, welche
zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich emittierte elektromagnetische Strahlung ist. Bevorzugt ist die Barriere vollständig undurchlässig oder reflektierend für die vom aktiven Bereich emittierte elektromagnetische
Strahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Barriere in einer lateralen Richtung zwischen den Konversionselementen angeordnet, wobei die laterale Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist. Somit ist die Barriere an der Seite des
Halbleiterkörpers angeordnet, an welcher die vom aktiven Bereich im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung aus dem Halbleiterkörper austritt. Die Barriere kann die Form eines zweidimensionalen Gitters aufweisen. Außerdem kann die Barriere in direktem Kontakt mit zumindest einem Teil der Konversionselemente sein oder die Barriere kann beabstandet zu den Konversionselementen angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
erstreckt sich die Barriere quer zur lateralen Richtung.
Bevorzugt erstreckt sich die Barriere in vertikaler Richtung, wobei die vertikale Richtung senkrecht zur
Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers ist. Außerdem kann sich die Barriere in lateralen Richtungen zwischen den Konversionselementen erstrecken. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der aktive Bereich mindestens zwei Emissionsbereiche auf, welche getrennt voneinander angesteuert werden können. Die mindestens zwei Emissionsbereiche sind in lateralen
Richtungen nebeneinander angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist jedes der Konversionselemente in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche emittierten
elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Das bedeutet, dass die Konversionselemente derart auf den Halbleiterkörper aufgebracht werden, dass jeweils ein Konversionselement in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist. Dazu kann jedes der Konversionselemente in vertikaler
Richtung über einem der Emissionsbereiche angeordnet sein.
Durch das Anordnen der Barriere zwischen den
Konversionselementen, wird ein Übersprechen zwischen den Konversionselementen verhindert oder verringert. Das
bedeutet, dass die Barriere das Eintreten von
elektromagnetischer Strahlung aus einem der
Konversionselemente in ein anderes Konversionselement
verhindert oder verringert. Besonders für den Fall, dass der optoelektronische Halbleiterchip verschiedene
Konversionselemente aufweist, wird somit eine inhomogene Abstrahlcharakteristik des Halbleiterchips vermieden. Dadurch dass die Konversionselemente optisch voneinander getrennt sind, wird eine homogene Abstrahlcharakteristik des
Halbleiterchips ermöglicht.
Des Weiteren ermöglicht das Aufbringen von mindestens zwei Konversionselementen, bevorzugt von einer Vielzahl von
Konversionselementen, dass verschiedene Eigenschaften der im Betrieb vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierten elektromagnetischen Strahlung eingestellt werden können.
Beispielsweise kann der Halbleiterchip dazu ausgelegt sein elektromagnetische Strahlung mit verschiedenen
Farbtemperaturen und mit verschiedenen Spektren oder Farben zu emittieren. Dabei sind die Emissionsbereiche, bevorzugt eine Vielzahl von Emissionsbereichen, in einem gemeinsamen Halbleiterkörper des Halbleiterchips angeordnet. Das separate Ansteuern der Emissionsbereiche ermöglicht eine Änderung oder eine Einstellung der Eigenschaften der im Betrieb vom
optoelektronischen Halbleiterchip emittierten
elektromagnetischen Strahlung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriere vor dem Aufbringen der Konversionselemente geformt. Dazu kann die Barriere direkt auf den Halbleiterkörper aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Barriere auf den Halbleiterkörper gedruckt werden oder durch Photolithographie geformt werden. Außerdem kann die Barriere mittels
elektrophoretischer Abscheidung auf den Halbleiterkörper aufgebracht werden. Dazu wird vor dem Aufbringen der Barriere ein elektrisch leitfähiges Material auf den Halbleiterkörper aufgebracht, wobei das elektrisch leitfähige Material lediglich an den Stellen aufgebracht wird, an welchen die Barriere geformt wird. Durch das Aufbringen der Barriere kann beispielsweise ein zweidimensionales Gitter auf dem
Halbleiterkörper geformt werden. Dabei erstreckt sich die Barriere quer oder senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers. Das Gitter weist Kavitäten oder
Ausnehmungen auf, in welche die Konversionselemente
eingebracht werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriere durch Abtragen des Halbleiterkörpers geformt. Dazu können Kavitäten oder Ausnehmungen im Halbleiterkörper geformt oder in den Halbleiterkörper geätzt werden. Die
Begrenzungen der Kavitäten bilden in diesem Fall die
Barriere. An Seitenflächen der Begrenzungen, welche quer oder senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers verlaufen, kann ein reflektierendes oder absorbierendes Material aufgebracht werden. Somit wird verhindert, dass elektromagnetische Strahlung aus einem der
Konversionselemente in ein anderes Konversionselement
eintreten kann. Die Konversionselemente können in die
Kavitäten eingebracht werden. Somit kann der vertikale
Abstand zwischen den Konversionselementen und dem aktiven Bereich minimiert werden. Dadurch kann die Dicke des
optoelektronischen Halbleiterchips in vertikaler Richtung verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens bildet die Barriere mindestens zwei Kavitäten, in welche jeweils ein Konversionselement eingebracht wird. Dazu werden ein
Matrixmaterial und Konversionspartikel in die Kavitäten eingebracht. Somit wird in jeder der Kavitäten ein
Konversionselement geformt. Durch das vorige Formen der
Kavitäten wird ein passgenaues Einbringen des Matrixmaterials mit den Konversionspartikeln ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Konversionselemente vor dem Formen der Barriere
aufgebracht. Dazu kann jeweils ein Konversionselement in vertikaler Richtung über jeweils einem Emissionsbereich aufgebracht werden. Die Konversionselemente können
beispielsweise durch Drucken oder Photolithographie
aufgebracht werden. Es ist weiter möglich, die Oberfläche des Halbleiterkörpers stellenweise chemisch so zu modifizieren, dass das Material der Konversionselemente nur an den
vorgesehenen Stellen haftet oder aufgebracht wird.
Anschließend wird die Barriere, beispielsweise in Form eines zweidimensionalen Gitters, zwischen den Konversionselementen auf den Halbleiterkörper aufgebracht. Daher kann eine
vorgeformte Barriere verwendet werden.
Im Folgenden werden der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip und das hier beschriebene Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips in
Verbindung mit Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Figur 1A zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen optoelektronischen Halbleiterchip gemäß einem
Ausführungsbeispiel . In Figur 1B ist eine Draufsicht auf einen optoelektronischen Halbleiterchip gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt.
Mit den Figuren 2A, 2B, 2C und 2D ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterchips beschrieben.
Mit den Figuren 3A, 3B, 3C und 3D und den Figuren 4A, 4B, 4C und 4D sind zwei weitere Ausführungsbeispiele des Verfahrens beschrieben .
In den Figuren 5A und 5B sind schematische Querschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele des optoelektronischen
Halbleiterchips gezeigt. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Figur 1A zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen optoelektronischen Halbleiterchip 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel. Der optoelektronische Halbleiterchip 10 umfasst einen Halbleiterkörper 12, in welchem ein aktiver Bereich 11 angeordnet ist. Der Halbleiterkörper 12 weist eine Haupterstreckungsebene auf. Der aktive Bereich 11 erstreckt sich in einer Ebene welche parallel zur
Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 12 ist. Außerdem ist der aktive Bereich 11 dazu ausgelegt im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 10 elektromagnetische Strahlung zu emittieren.
Der aktive Bereich 11 weist mindestens zwei, in diesem Fall vier, Emissionsbereiche 15 auf, welche getrennt voneinander angesteuert werden können. Die senkrechten Linien zwischen den Emissionsbereichen 15 verdeutlichen, dass diese getrennt voneinander angesteuert werden können. Außerdem sind die Emissionsbereiche 15 monolithisch miteinander ausgebildet und jeder der Emissionsbereiche 15 ist dazu ausgelegt im Betrieb des Halbleiterchips 10 elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Die Emissionsbereiche 15 sind in lateralen
Richtungen x, welche parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 12 sind, nebeneinander angeordnet.
Des Weiteren weist der optoelektronische Halbleiterchip 10 mindestens zwei, in diesem Fall vier, Konversionselemente 13 auf. Die Konversionselemente 13 sind in lateraler Richtung x nebeneinander angeordnet. Jedes der Konversionselemente 13 ist dazu ausgelegt die Wellenlänge der vom aktiven Bereich 11 im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Außerdem ist jedes der Konversionselemente 13 in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche 15 emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Das bedeutet, dass jedes der Konversionselemente 13 in vertikaler Richtung z, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 12 ist, über einem der Emissionsbereiche 15 angeordnet ist. Außerdem weisen die Konversionselemente 13 eine Strahlungsaustrittsseite 19 auf, welche dem aktiven Bereich 11 abgewandt ist. An der Strahlungsaustrittsseite 19 kann die konvertierte elektromagnetische Strahlung aus dem Halbleiterchip 10 austreten. Die Konversionselemente 13 können ein Matrixmaterial aufweisen, in welches
Konversionspartikel eingebracht sind. Das Matrixmaterial kann transparent oder zumindest teilweise durchlässig für die vom aktiven Bereich 11 im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung sein. Die Konversionspartikel sind dazu ausgelegt die Wellenlänge der vom aktiven Bereich 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren.
Bei den Konversionspartikeln kann es sich beispielsweise um Quantenpunkte handeln. Je kleiner die lateralen Ausdehnungen der Konversionspartikel sind, desto mehr Konversionspartikel können pro Volumen im Matrixmaterial angeordnet sein. Somit kann das Volumen der Konversionselemente 13 bei sehr kleinen Konversionspartikeln verkleinert werden. Vorteilhafterweise sind das Volumen und die Ausdehnung in vertikaler Richtung z der Konversionselemente 13 relativ klein. Daher kann der optoelektronische Halbleiterchip 10 eine Vielzahl von
Konversionselementen 13 aufweisen. Außerdem ist es somit möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip 10 für jeden der Emissionsbereiche 15 ein separates
Konversionselement 13 aufweist. Dazu kann beispielsweise die Ausdehnung jedes der
Konversionselemente 13 in vertikaler Richtung z höchstens 30 % der lateralen Ausdehnung des jeweiligen Konversionselements 13 betragen. Beispielsweise kann die Ausdehnung jedes der Konversionselemente 13 in vertikaler Richtung z höchstens 2 ym betragen. Des Weiteren kann eine laterale Ausdehnung der Konversionspartikel höchstens 10 % der lateralen Ausdehnung eines der Konversionselemente 13 betragen. Die Konversionselemente 13 können unterschiedlich sein, so dass beispielsweise ein erstes Konversionselement 16 dazu ausgelegt ist die Wellenlänge der vom aktiven Bereich 11 im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung in eine andere Wellenlänge zu konvertieren als mindestens ein zweites Konversionselement 17. Somit kann die aus dem ersten
Konversionselement 16 im Betrieb austretende
elektromagnetische Strahlung eine andere Farbe als die aus dem zweiten Konversionselement 17 im Betrieb austretende elektromagnetische Strahlung aufweisen. Die aus den
Konversionselementen 13 im Betrieb austretende
elektromagnetische Strahlung kann sich außerdem in anderen Parametern als der Farbe unterscheiden, beispielsweise in der Farbtemperatur oder dem Spektrum.
Des Weiteren weist der optoelektronische Halbleiterchip 10 eine Barriere 14 auf. Die Barriere 14 ist zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich 11 emittierte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise kann die
Barriere 14 ein Metall aufweisen. Die Barriere 14 ist in lateraler Richtung x zwischen den Konversionselementen 13 angeordnet. Außerdem erstreckt sich die Barriere 14 senkrecht zur lateralen Richtung x. Die Barriere 14 erstreckt sich in vertikaler Richtung z so weit wie die Konversionselemente 13.
Die Barriere 14 verhindert oder verringert ein Übersprechen zwischen den verschiedenen Konversionselementen 13. Durch das Anordnen der Barriere 14 zwischen zwei Konversionselementen 13 kann elektromagnetische Strahlung aus einem der
Konversionselemente 13 nicht oder nur geringfügig in eins der anderen Konversionselemente 13 eintreten oder gelangen.
Besonders bei der Verwendung von verschiedenen
Konversionselementen 13 ist es vorteilhaft ein Übersprechen zwischen den Konversionselementen 13 zu vermeiden. Tritt elektromagnetische Strahlung aus einem der
Konversionselemente 13 in ein anderes Konversionselement 13 ein, so kann dies zu räumlichen Farbinhomogenitäten des vom optoelektronischen Halbleiterchip 10 emittierten Lichts führen. Somit ermöglicht die Barriere 14 eine homogene
Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Halbleiterchips 10. In Figur 1B ist eine Draufsicht auf einen optoelektronischen Halbleiterchip 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. In der Draufsicht sind zwölf Konversionselemente 13 und die Barriere 14 gezeigt. Dabei umgibt die Barriere 14 jedes der Konversionselemente 13 in lateralen Richtungen x vollständig. Außerdem sind die Konversionselemente 13 an Knotenpunkten eines regelmäßigen zweidimensionalen Gitters angeordnet.
Somit weist auch die Barriere 14 die Form eines
zweidimensionalen Gitters auf. Dabei sind in Kavitäten 18 oder Ausnehmungen des Gitters die Konversionselemente 13 angeordnet. Erste Konversionselemente 16 können dazu
ausgelegt sein die vom aktiven Bereich 11 emittierte
elektromagnetische Strahlung in eine andere Wellenlänge zu konvertieren als zweite Konversionselemente 17. In Figur 2A ist ein erster Verfahrensschritt des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips 10 gezeigt. Dazu ist eine Schnittdarstellung durch einen
Halbleiterkörper 12 gezeigt. Zur Herstellung des
optoelektronischen Halbleiterchips 10 wird ein
Halbleiterkörper 12 mit einer Haupterstreckungsebene
bereitgestellt. Im Halbleiterkörper 12 ist ein aktiver
Bereich 11 angeordnet, welcher dazu ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 10 elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Der aktive Bereich 11 weist
mindestens zwei Emissionsbereiche 15 auf, welche getrennt voneinander angesteuert werden können. Auf den
Halbleiterkörper 12 wird eine Barriere 14 aufgebracht, welche sich in vertikaler Richtung z erstreckt. Die Barriere 14 ist zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich 11 emittierte elektromagnetische Strahlung.
Beispielsweise kann die Barriere 14 auf den Halbleiterkörper 12 gedruckt werden oder durch Photolithographie geformt werden. Außerdem kann die Barriere 14 mittels
elektrophoretischer Abscheidung auf den Halbleiterkörper 12 aufgebracht werden. Dazu wird vor dem Aufbringen der Barriere 14 ein elektrisch leitfähiges Material auf den
Halbleiterkörper 12 aufgebracht, wobei das elektrisch
leitfähige Material lediglich an den Stellen aufgebracht wird, an welchen die Barriere 14 geformt wird. Durch das Aufbringen der Barriere 14 kann beispielsweise ein
zweidimensionales Gitter mit Kavitäten 18 auf dem
Halbleiterkörper 12 geformt werden. Dabei erstreckt sich die Barriere 14 senkrecht zur Haupterstreckungsebene des
Halbleiterkörpers 12.
In Figur 2B ist eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 12, wie in Figur 2A gezeigt, dargestellt. Die Barriere 14 ist als ein zweidimensionales Gitter auf dem Halbleiterkörper 12 angeordnet. Außerdem weist die Barriere 14 Kavitäten 18 auf. Die gestrichelte Linie zeigt den Schnitt aus Figur 2A durch den Halbleiterkörper 12.
In Figur 2C ist mithilfe einer Schnittdarstellung durch den Halbleiterkörper 12 der nächste Schritt des Verfahrens gezeigt. Dabei werden die Konversionselemente 13 in die Kavitäten 18 eingebracht und auf den Halbleiterkörper 12 aufgebracht. Somit ist die Barriere 14 in lateralen
Richtungen x zwischen den Konversionselementen 13 angeordnet. Außerdem ist jedes der Konversionselemente 13 in einer
Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche 15 emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Da die Barriere 14 vor dem Aufbringen der Konversionselemente 13 geformt wurde, können diese passgenau in die Kavitäten 18 eingebracht werden.
In Figur 2D ist eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 12, wie in Figur 2C gezeigt, dargestellt. In den Kavitäten 18 sind die Konversionselemente 13 an den Knotenpunkten eines regelmäßigen zweidimensionalen Gitters angeordnet. Dabei können die Konversionselemente 13 verschieden voneinander sein .
In Figur 3A ist eine Schnittdarstellung durch den
Halbleiterkörper 12 zur Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens gezeigt. Auf den
Halbleiterkörper 12 werden vor dem Aufbringen der Barriere 14 die Konversionselemente 13 aufgebracht. Die
Konversionselemente 13 können beispielsweise durch Drucken oder Photolithographie aufgebracht werden. Es ist weiter möglich, die Oberfläche des Halbleiterkörpers 12 stellenweise chemisch so zu modifizieren, dass das Material der
Konversionselemente 13 nur an den vorgesehenen Stellen haftet oder aufgebracht wird. In Figur 3B ist eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 12, wie in Figur 3A gezeigt, dargestellt. Die Konversionselemente 13 sind an Knotenpunkten eines zweidimensionalen Gitters angeordnet . In Figur 3C ist mithilfe einer Schnittdarstellung durch den Halbleiterkörper 12 der nächste Schritt des Verfahrens gezeigt. Dabei wird die Barriere 14, beispielsweise in Form eines zweidimensionalen Gitters, zwischen den
Konversionselementen 13 auf den Halbleiterkörper 12
aufgebracht. Somit kann bei diesem Verfahren eine vorgeformte Barriere 14 verwendet werden.
In Figur 3D ist eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 12, wie in Figur 3C gezeigt, dargestellt. Die Barriere 14 ist in lateralen Richtungen x zwischen den Konversionselementen 13 angeordnet .
In Figur 4A ist eine Schnittdarstellung durch den
Halbleiterkörper 12 zur Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens gezeigt. Dabei werden Kavitäten 18 in den Halbleiterkörper 12 geätzt. Die
Begrenzungen der Kavitäten 18 bilden in diesem Fall die
Barriere 14. An Seitenflächen der Begrenzungen, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 12 verlaufen, kann ein reflektierendes oder absorbierendes
Material aufgebracht werden.
In Figur 4B ist eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 12, wie in Figur 4A gezeigt, dargestellt. Die Kavitäten 18 sind an Knotenpunkten eines regelmäßigen zweidimensionalen Gitters angeordnet .
In Figur 4C ist mithilfe einer Schnittdarstellung durch den Halbleiterkörper 12 der nächste Schritt des Verfahrens gezeigt. Die Konversionselemente 13 werden in die Kavitäten 18 eingebracht. Somit kann der vertikale Abstand zwischen den Konversionselementen 13 und dem aktiven Bereich 11 minimiert werden. Dadurch kann die Dicke des optoelektronischen
Halbleiterchips 10 in vertikaler Richtung z verringert werden . In Figur 4D ist eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 12, wie in Figur 4C gezeigt, dargestellt. In den Kavitäten 18 sind die Konversionselemente 13 an den Knotenpunkten eines regelmäßigen zweidimensionalen Gitters angeordnet. Dabei können die Konversionselemente 13 verschieden voneinander sein.
In Figur 5A ist ein schematischer Querschnitt durch ein
Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 10 gezeigt. Der aktive Bereich 11 ist im Halbleiterkörper 12 angeordnet. Der Halbleiterkörper 12 ist auf einem Träger 23 angeordnet. Dabei kann jeder der Emissionsbereiche 15 über einen jeweils eigenen Schalter 20 separat angesteuert werden. Jeder der Schalter 20 ist elektrisch leitfähig mit einer Anschlussschicht 21 verbunden. Die Anschlussschichten 21 sind in Ausnehmungen im Halbleiterkörper 12 angeordnet. Zwischen den Emissionsbereichen 15 sind Isolationsschichten 22
angeordnet. Jedes der Konversionselemente 13 ist in einer Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche 15 im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Die Barriere 14 ist in lateraler Richtung x zwischen den Konversionselementen 13 angeordnet.
In Figur 5B ist ein schematischer Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen
Halbleiterchips 10 gezeigt. Der aktive Bereich 11 erstreckt sich durch den gesamten Halbleiterkörper 12. Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel aus Figur 5A sind keine
Isolationsschichten 22 zwischen den Emissionsbereichen 15 angeordnet. Jeder der Emissionsbereiche 15 kann über einen jeweils eigenen Schalter 20 separat angesteuert werden. Dabei ist jeder der Schalter 20 elektrisch leitfähig mit einer Anschlussschicht 21 verbunden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE
102017124307.0 beansprucht, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen ist.
Bezugs zeichenliste
10 optoelektronischer Halbleiterchip
11 aktiver Bereich
12 Halbleiterkörper
13 Konversionselement
14 Barriere
15 Emissionsbereich
16 erstes Konversionselement
17 zweites Konversionselement
18 Kavität
19 Strahlungsaustrittsseite
20 Schalter
21 Anschlussschicht
22 IsolationsSchicht
23 Träger
x : laterale Richtung
z : vertikale Richtung

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) mit:
- einem aktiven Bereich (11) in einem Halbleiterkörper (12) mit einer Haupterstreckungsebene, wobei der aktive Bereich
(11) dazu ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips (10) elektromagnetische Strahlung zu
emittieren,
- mindestens zwei Konversionselementen (13), welche dazu ausgelegt sind die Wellenlänge der vom aktiven Bereich (11) im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren, und
- mindestens einer Barriere (14), welche zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich (11) emittierte elektromagnetische Strahlung ist, wobei
- die Barriere (14) in einer lateralen Richtung (x) zwischen den Konversionselementen (13) angeordnet ist, wobei die laterale Richtung (x) parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers (12) ist,
- die Barriere (14) sich quer zur lateralen Richtung (x) erstreckt,
- der aktive Bereich (11) mindestens zwei Emissionsbereiche (15) aufweist, welche getrennt voneinander angesteuert werden können,
- jedes der Konversionselemente (13) in einer
Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche (15) emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist, und
- die Barriere (14) durch den Halbleiterkörper (12) gebildet ist, wobei Kavitäten (18) im Halbleiterkörper (12) geformt sind.
2. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß dem
vorherigen Anspruch, bei dem die Ausdehnung jedes der Konversionselemente (13) in vertikaler Richtung (z), welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers
(12) ist, höchstens 30 % der lateralen Ausdehnung des jeweiligen Konversionselements (13) beträgt.
3. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Ausdehnung jedes der Konversionselemente (13) in vertikaler Richtung (z), welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers (12) ist, höchstens 2 ym beträgt.
4. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem jedes der Konversionselemente
(13) ein Matrixmaterial aufweist, in welches
Konversionspartikel eingebracht sind.
5. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß dem
vorherigen Anspruch, bei dem eine laterale Ausdehnung der Konversionspartikel höchstens 10 % der lateralen Ausdehnung eines der Konversionselemente (13) beträgt.
6. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem die Konversionspartikel
Quantenpunkte sind.
7. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem mindestens ein erstes
Konversionselement (16) der mindestens zwei
Konversionselemente (13) dazu ausgelegt ist die Wellenlänge der vom aktiven Bereich (11) im Betrieb emittierten
elektromagnetischen Strahlung in eine andere Wellenlänge zu konvertieren als mindestens ein zweites Konversionselement (17) der mindestens zwei Konversionselemente (13).
8. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Konversionselemente (13) an Knotenpunkten eines zweidimensionalen Gitters angeordnet sind .
9. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Barriere (14) jedes der Konversionselemente (13) in lateralen Richtungen (x)
vollständig umgibt, wobei die lateralen Richtungen (x) parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers
(12) sind.
10. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Emissionsbereiche (15) monolithisch miteinander ausgebildet sind.
11. Optoelektronischer Halbleiterchip (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Barriere (14) ein Metall aufweist .
12. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterchips (10), mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (12) mit einer
Haupterstreckungsebene,
- Bereitstellen eines aktiven Bereichs (11), welcher dazu ausgelegt ist im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterchips (10) elektromagnetische Strahlung zu
emittieren,
- Aufbringen von mindestens zwei Konversionselementen (13) auf den Halbleiterkörper (12), wobei die Konversionselemente
(13) dazu ausgelegt sind die Wellenlänge der vom aktiven Bereich (11) im Betrieb emittierten elektromagnetischen
Strahlung zu konvertieren, und - Formen einer Barriere (14), welche zumindest teilweise undurchlässig für die vom aktiven Bereich (11) emittierte elektromagnetische Strahlung ist, wobei
- die Barriere (14) in einer lateralen Richtung (x) zwischen den Konversionselementen (13) angeordnet ist, wobei die laterale Richtung (x) parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers (12) ist,
- die Barriere
(14) sich quer zur lateralen Richtung (x) erstreckt,
- der aktive Bereich (11) mindestens zwei Emissionsbereiche
(15) aufweist, welche getrennt voneinander angesteuert werden können,
- jedes der Konversionselemente (13) in einer
Abstrahlrichtung der von einem der Emissionsbereiche (15) emittierten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist,
- die Barriere (14) vor dem Aufbringen der
Konversionselemente (13) geformt wird, und
- die Barriere (14) durch Abtragen des Halbleiterkörpers (12) geformt wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Barriere (14) mindestens zwei Kavitäten (18) bildet, in welche jeweils ein Konversionselement (13) eingebracht wird.
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