WO2020187570A1 - Strahlungsemittierender halbleiterchip und strahlungsemittierendes halbleiterbauelement - Google Patents

Strahlungsemittierender halbleiterchip und strahlungsemittierendes halbleiterbauelement Download PDF

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WO2020187570A1
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emitting
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Tansen Varghese
Bruno JENTZSCH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10H20/856—Reflecting means

Definitions

  • a radiation-emitting semiconductor chip is specified. It also emits radiation
  • radiation-emitting semiconductor component can be specified with such a semiconductor chip.
  • the semiconductor layer sequence is preferably grown epitaxially.
  • the radiation-emitting semiconductor chip is preferably designed to be near-ultraviolet when in operation
  • the visible light can be, for example, light of blue, green, yellow or red color.
  • the semiconductor layer sequence is preferably based on a compound semiconductor material. If the radiation-emitting semiconductor chip is designed to emit light of red color, for example, the semiconductor layer sequence is preferably based on an I I I-V compound semiconductor material.
  • the I I I-V compound semiconductor material is, for example, a phosphide and / or arsenide compound semiconductor material.
  • the III-V compound semiconductor material then comprises, for example, AlGalnP and / or AlGaAs.
  • the semiconductor layer sequence is preferably based on an I I I-N compound semiconductor material.
  • the III-N compound semiconductor material is, for example, a nitride compound semiconductor material.
  • the III-N compound semiconductor material then comprises, for example, InGaN and AlGaN.
  • the semiconductor layer sequence can contain dopants as well
  • Crystal lattice of the semiconductor layer sequence i.e. Al, Ga,
  • the semiconductor layer sequence preferably extends along the main plane of extent.
  • a lateral direction is preferably oriented parallel to the main extension plane.
  • a vertical direction is preferably oriented perpendicular to the lateral direction.
  • the active regions are preferably arranged at a distance from one another in the lateral direction. In this case, the active areas are preferably not at any point in the
  • the active areas can, for example, in a
  • At least two of the active areas can be in direct contact with one another.
  • at least two active areas are preferably designed to overlap in plan view.
  • the overlapping active areas can be in the lateral direction
  • each active area has a main direction of extent.
  • Main direction of extent extends in each case along a length of an active area.
  • the length of an active region preferably corresponds to a greatest dimension of a cross-sectional area of the active region parallel to the
  • the active areas each have a width that is perpendicular to
  • Main direction of extent runs.
  • the width of an active area corresponds to a smallest dimension of the Cross-sectional area of an active area in a direction parallel to the main extension plane.
  • the active areas are preferably straight. That is to say, side surfaces of the active regions preferably extend parallel to the main direction of extent. Alternatively, the active areas can be curved. In this case, the side surfaces of the active regions are preferably curved in relation to the main direction of extent.
  • each active area is preferably between at least 0.2 micrometers and at most 50 micrometers, particularly preferably between at least 3
  • each active region is preferably between at least 50 micrometers and at most 1000 micrometers, particularly preferably between at least 80 micrometers and at most 100 micrometers.
  • each active area emits electromagnetic radiation during operation from an emitter area running parallel to the main extension plane.
  • the emitter regions are preferably each arranged along a main direction of extent in a first edge region of an active region.
  • the emitter regions are preferably separated from one another by non-emitting regions.
  • the non-emitting regions are preferably between directly in plan view
  • emitting areas send compared to the
  • Emitter areas comparatively little or no radiation out.
  • the non-emitting areas preferably emit 99% less radiation than the emitter areas.
  • the radiation-emitting semiconductor chip preferably comprises a carrier.
  • the semiconductor layer sequence is preferably arranged on the carrier with a bottom surface lying opposite the emitter regions.
  • the carrier is preferred for this
  • the carrier is preferably designed to be electrically conductive.
  • the carrier thus preferably comprises a metal or is formed from a metal.
  • the carrier is electrodeposited.
  • heat that occurs in the active areas can be dissipated particularly effectively in this way.
  • the carrier is a
  • the semiconductor material is silicon and the dielectric material is A1N.
  • Emitter regions arranged at grid points of a regular grid, which are connected by at least one grid line.
  • the regular grid can preferably be a polygonal grid.
  • the grid lines preferably extend parallel to the main plane of extent.
  • the regular grid is preferably a two-dimensional grid.
  • the regular grid can be a one-dimensional grid.
  • the grid points of the regular grid are in this case arranged along a line.
  • the grid points are
  • the line can be a straight line or a
  • the grid can be a square grid. In this case, the regular grid points first
  • Grid lines and second grid lines the first grid lines running parallel to one another and the second grid lines running parallel to one another. Furthermore, the first grid lines are preferably arranged orthogonally to the second grid lines.
  • Main direction of extent of at least one active area an angle of at least 10 ° and at most 80 ° with the grid lines of the regular grid. That is to say, the main directions of extent of the active regions preferably do not run parallel to the at least one grid line of the regular grid.
  • a vertex of the angle is in each one
  • the legs of the angle are formed by part of the main direction of extent and part of the grid line that adjoins the emitter area
  • the parts of the main direction of extent and of the grid line that form the angle generally extend in the lateral direction in a direction facing away from the emitter region. According to a preferred embodiment, the
  • each active area emits electromagnetic radiation during operation from an emitter area running parallel to the main extension plane.
  • the emitter regions are arranged at grid points of a regular grid, which are connected by at least one grid line.
  • Main direction of extent of at least one active area an angle of at least 10 ° and at most 80 ° with the grid lines of the regular grid.
  • Emitter areas arranged along columns and rows. If the regular grid is, for example, a two-dimensional orthogonal grid, the lines preferably extend along first grid lines. The gaps preferably extend along second
  • Main directions of extent of the active areas each form a first angle of at least 45 ° and at most 80 ° with the first grid lines.
  • the main directions of extent of the active areas each close a second angle of at least 10 ° and at most 45 ° with the second
  • Grid lines a The first angle and the second angle together preferably add up to approximately 90 °. “Approximately” in this context means in particular that the first angle and the second angle together result in at least 75 ° and at most 105 °.
  • the active areas of a line can be designed to be completely overlapping. Furthermore, active areas can be directly
  • a density of the emitter areas per unit area can advantageously be particularly high.
  • the active areas of a column can be designed to be completely overlapping.
  • the active areas of directly adjacent columns can preferably not overlap in a side view along the columns.
  • the semiconductor chip can advantageously do so
  • the main directions of extent of the active areas of each row can preferably enclose the same angles with the grid lines of the regular grid.
  • the main directions of extent of the active areas in each column also form the same angle with the grid lines of the
  • Grid lines of the regular grid Furthermore, the main directions of extent of the active regions in at least one column can enclose different angles with the grid lines of the regular grid.
  • the main directions of extent of the active regions can thus be arranged in a circle, for example in plan view. Furthermore, such circular arrangements can overlap in plan view.
  • At least two active areas overlap in plan view.
  • the one in plan view overlapping portion of the overlapping active areas forms a common active area of the at least two active overlapping areas.
  • At least two active areas of a common row preferably overlap in plan view
  • At least two active areas of a common column can overlap one another in plan view.
  • at least two active areas in a common row can overlap with one another in plan view and the overlapping active areas can each with at least one active area of a directly adjacent line in plan view
  • the overlapping area can for example be spaced from the emitter areas of the at least two active areas in the lateral direction.
  • the overlapping area is arranged in a center of the active areas.
  • a density of the emitter regions per unit area can thus advantageously
  • a first reflective surface is arranged in a first edge region of each active region, which surface encloses an angle of at least 35 ° and at most 55 ° with the main extension plane.
  • the first reflective surface preferably encloses an angle of at least 40 ° and at most 50 ° with the main extension plane in the first edge region. Is particularly preferred the angle between the first reflecting surface and the main extension plane is approximately 45 °.
  • the first reflective surface preferably has a reflectivity of for the electromagnetic radiation
  • the first reflective surface is preferably designed to be electrically insulating and comprises, for example
  • the first reflective surface is, for example, a Bragg mirror made up of alternately arranged layers of a high
  • the first reflective surface can be a combination of metallic materials and electrically insulating materials. An interface between the first reflective surface and the
  • the semiconductor layer sequence is preferably embodied in an electrically insulating manner here.
  • the first edge regions of at least two directly adjacent ones overlap
  • Emitter areas in a row in plan view It is possible that the first reflective surfaces of at least two directly adjacent emitter regions in the overlapping portion of the two active regions are directly adjacent to one another
  • the first edge regions of at least second directly adjacent emitter regions preferably completely overlap one another in the overlapping region.
  • a light output efficiency and an emission characteristic of the radiation-emitting one are advantageous Semiconductor chips improved because the emitted radiation of the active areas is coupled out via the overlapping emitter areas and can be superimposed in a far field.
  • the first reflective surfaces in the overlapping first edge regions can preferably have an angle to a main extension plane that differs from 45 °, but is between at least 35 ° and at most 55 °. The angles are preferred
  • each active region which is the first
  • a second reflective surface is arranged.
  • the second reflective surface is preferably designed to be electrically insulating and comprises, for example, dielectric materials or consists of them.
  • the second reflective surface is, for example, a Bragg mirror made up of alternately arranged layers of a high
  • the second reflective surface can be a combination of metallic materials and electrically insulating materials.
  • the semiconductor layer sequence is preferably embodied in an electrically insulating manner here.
  • the second reflective surface preferably has a reflectivity for the electromagnetic radiation of
  • the second reflective surface forms an angle of at least 35 ° and at most 55 ° with the main extension plane.
  • the second reflective surface preferably closes in the second
  • Edge area forms an angle of at least 40 ° and at most 50 ° with the main extension plane.
  • the angle between the second reflective surface and the main extension plane is particularly preferably 45 °.
  • the second reflective surfaces are each perpendicular to
  • the second reflective surfaces preferably each have a deviation of at most 2 ° from the vertical direction.
  • each active area has an anti-reflective coating that is applied to the
  • Semiconductor layer sequence is arranged in the first edge region.
  • the anti-reflective coating is preferred on the
  • the antireflective coating preferably overlaps with the emitter area.
  • the anti-reflective coating particularly preferably completely overlaps the emitter area.
  • each active area has a reflective coating that is applied to the
  • Semiconductor layer sequence is arranged in the second edge region.
  • the reflective coating is preferred on the
  • Electromagnetic radiation generated in areas preferably has a reflectivity of at least 90%, at least 95% or at least 99%. This can be the case with the
  • the top surface is the
  • Reflective coating Particularly preferably, the
  • each active area is free of a reflective coating and / or each active area
  • the area is free from an anti-reflective coating.
  • each active region comprises a first contact layer which is arranged on the top surface of the semiconductor layer sequence.
  • Contact layers are preferably electrically conductive
  • the first contact layers are preferably arranged in regions on the top surface of the semiconductor layer sequence.
  • the first contact layers are preferably lateral
  • the first contact layers each have a width and a length.
  • a first contact layer is arranged on the top surface of the semiconductor layer sequence.
  • the first contact layer is preferably contiguous
  • the first contact layer preferably does not cover the first edge regions and / or the second edge regions.
  • the first contact layer covers the
  • the semiconductor layer sequence preferably at least 80% or at least 90%.
  • the first contact layer preferably comprises or consists of a metal. Furthermore, first
  • Contact layers comprise several individual layers.
  • the first contact layer can furthermore have a transparent conductive oxide or be formed therefrom.
  • Transparent conductive oxides (“transparent conductive oxide”, TCO) are transparent, electrically conductive materials, usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, aluminum tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide and indium tin oxide (ITO).
  • metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, aluminum tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide and indium tin oxide (ITO).
  • each active region comprises a second contact layer which is arranged on a bottom area of the semiconductor layer sequence.
  • the second contact layers are preferably electrically conductive formed and set up and provided for making electrical contact with the semiconductor layer sequence.
  • the second contact layers are preferably arranged in regions on the bottom surface of the semiconductor layer sequence.
  • the second contact layers are preferably spaced apart from one another in the lateral direction on the bottom surface of the
  • the second contact layers each have a width and a length.
  • the second contact layers preferably comprise or consist of a metal. Furthermore, the second
  • Contact layers comprise several individual layers. Furthermore, the first contact layers can be transparent
  • the metal of the first contact layers and / or the metal of the second contact layers is, for example, Ti, Pt, Ag and / or Au.
  • Contact layers and the second contact layers have lateral dimensions of an active zone of each active area.
  • Each active area preferably has a first one
  • a current density of the current to be introduced is comparatively high in the overlapping areas. In the overlapping areas, the current density is preferably so great that the active area emits electromagnetic radiation and thus the active ones Includes zones.
  • the active zone preferably has a larger area than a first contact layer or a second
  • the first contact layers of the overlapping active regions also overlap one another in plan view. Furthermore, the second contact layers can also overlap with one another there in plan view.
  • the active areas and the active zones can preferably be controlled individually and separately from one another. If at least two active areas overlap with one another, the overlapping active areas are preferably together
  • first contact layers and / or the second contact layers of the overlapping active areas do not overlap one another in plan view. In this case they are
  • overlapping active areas are preferably controllable separately from one another.
  • the semiconductor layer sequence can each include a ridge waveguide in the active regions.
  • Each ridge waveguide is preferably formed by a projection that is part of the
  • Main extension direction of the active areas is aligned, preferably specifies the width of the active area.
  • flanks of the ridge waveguides can each have one
  • Passivation layer must be covered, which has a refractive index have, which is different from a refractive index of the semiconductor layer sequence.
  • the emitter regions do not overlap to a large extent with the active zones in a plan view in the lateral direction.
  • the emitter regions each overlap with an active zone in a plan view in the lateral direction by a maximum of 10%.
  • the emitter regions preferably do not in each case overlap with the active zone.
  • the emitter regions preferably each directly adjoin the active zones in a plan view in the lateral direction.
  • the radiation-emitting semiconductor chip has a large number of active areas that are not parallel to each other
  • Extending grid lines of a regular grid on which the emitter regions are arranged Such a semiconductor chip therefore advantageously has a particularly high density of emitter regions per unit area.
  • the dimensions of the active zones are each predetermined by the dimensions of the first contact layers and the second contact layers. Complex etching of the semiconductor layer sequence can thus be dispensed with. These are advantageously non-radiative
  • the radiation-emitting semiconductor chip is a superluminescent light-emitting diode with an increased brightness and / or an increased
  • Luminous flux compared to a conventional light-emitting diode.
  • Superluminescent light-emitting diode can be amplified in the active area.
  • electromagnetic radiation that propagates in the direction of the second reflective surface can be deflected in the direction of the first reflective surface reflective surface can spread
  • the coupled electromagnetic radiation is thus amplified and has an increased
  • Brightness and / or luminous flux Brightness and / or luminous flux.
  • super-luminescent light-emitting diodes In contrast to a laser diode, super-luminescent light-emitting diodes generally do not have a resonator.
  • electromagnetic radiation is advantageously amplified, the radiation having a comparatively low temporal coherence and a comparatively high spatial coherence. This shows the superluminescent
  • light emitting diode has a wider emission spectrum compared to a laser diode.
  • light granulations (“speckle noise”) can be reduced due to the comparatively broad emission spectrum.
  • the electromagnetic radiation preferably propagates in the active zone and in the active area along the
  • the radiation-emitting semiconductor chip described here can preferably form a display or be used as a radiation source in a display. Furthermore, the radiation-emitting semiconductor chip described here is preferably suitable for "near-to-eye applications”.
  • the radiation-emitting semiconductor chip described here can be used for applications in which a high, for example monochromatic, luminance is required on a given area.
  • the radiation-emitting semiconductor chip can be used as
  • Light source can be used in a projector or beamer.
  • the active areas are usually not individually controllable.
  • the radiation-emitting semiconductor chip is a laser diode.
  • the radiation-emitting semiconductor chip is designed for this purpose
  • the laser radiation is preferably emitted via the emitter area.
  • Laser radiation preferably has a comparatively high temporal coherence and a comparatively high spatial coherence.
  • the laser radiation is coherent radiation.
  • the radiation emitted by the active area is preferably monochromatic and coherent laser light.
  • the radiation thus advantageously has a comparatively small bandwidth with a comparatively high luminous flux at the same time.
  • Semiconductor chips are the active areas as an array
  • the active areas are arranged as an array means here, for example, that the active areas are attached to the grid points of the one-dimensional grid or to the grid points of the two-dimensional grid.
  • this includes
  • radiation-emitting semiconductor component a first radiation-emitting semiconductor chip, which is formed by a radiation-emitting semiconductor chip described here.
  • this includes
  • the first is
  • the electromagnetic radiation is preferably light of blue, green or red color.
  • the first wavelength range is
  • the second is
  • the wavelength range is preferably between 400 nanometers and 490 nanometers inclusive, between 490 nanometers and 600 nanometers inclusive, or between 600 nanometers and 700 nanometers inclusive.
  • the electromagnetic radiation of the first wavelength range is preferably different from the electromagnetic radiation of the second wavelength range.
  • the second is
  • radiation-emitting semiconductor chip a radiation-emitting semiconductor chip described here.
  • Semiconductor chips can each be arranged in a common plane.
  • the radiation-emitting semiconductor component prefferably has a third radiation-emitting component
  • the third radiation-emitting semiconductor chip is preferably designed to emit electromagnetic radiation of a third wavelength range.
  • the wavelength range is preferably between 400 nanometers and 490 nanometers inclusive, between 490 nanometers and 600 nanometers inclusive, or between 600 nanometers and 700 nanometers inclusive.
  • the electromagnetic radiation of the first wavelength range is preferably different from the electromagnetic radiation of the second wavelength range and the third wavelength range.
  • Semiconductor chips and the third radiation-emitting Semiconductor chips can each be arranged in a common plane.
  • the first radiation-emitting element For example, the first radiation-emitting
  • Semiconductor chip be designed to emit electromagnetic radiation of red color, the second
  • the radiation-emitting semiconductor chip can be designed to emit electromagnetic radiation of green color and the third radiation-emitting semiconductor chip can be designed to emit electromagnetic radiation of blue color.
  • Radiation-emitting semiconductor chips can preferably be arranged next to one another.
  • the radiation-emitting semiconductor component can have a multiplicity of first radiation-emitting semiconductor chips, a multiplicity of second radiation-emitting semiconductor chips and a multiplicity of third radiation-emitting semiconductor chips
  • the first, second and third semiconductor chips can be arranged alternately next to one another.
  • the second are radiation-emitting
  • the emitter areas of the second radiation-emitting semiconductor chip are the Emitter areas of the first radiation-emitting
  • this includes
  • the radiation-emitting semiconductor component a plurality of second radiation-emitting semiconductor chips.
  • the second radiation-emitting semiconductor chips are preferably light-emitting diode chips, or LED chips for short.
  • the second radiation-emitting semiconductor chips are arranged on the first radiation-emitting semiconductor chip.
  • the second radiation-emitting semiconductor chips are preferably on a top surface of the first radiation-emitting one
  • the second radiation-emitting semiconductor chips can particularly preferably also be arranged on the emitter regions, among other things.
  • the first radiation-emitting semiconductor chip is designed to emit light of red color and the second radiation-emitting semiconductor chips are designed to do so
  • the light from the first semiconductor chip can preferably pass through the second radiation-emitting semiconductor chips
  • the radiation-emitting semiconductor chip and the radiation-emitting semiconductor component are explained in more detail below with reference to the figures on the basis of exemplary embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration in plan view of a radiation-emitting semiconductor chip according to one embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic illustration in plan view of a radiation-emitting semiconductor chip according to one embodiment
  • Figure 3 is a schematic sectional view of a
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a
  • FIG. 5 exemplary measurements of the far field of
  • FIG. 6 shows an example of an infrared microscope image in a top view of an emitter region of an IR radiation-emitting semiconductor chip.
  • FIG. 1 shows the exemplary embodiment of one described here
  • Semiconductor layer sequence 2 with a multiplicity of active regions 3 and a main extension plane 1 comprises.
  • the active regions 3 are arranged at a distance from one another in the lateral direction and are not at any point in FIG.
  • Each active area 3 has a main direction of extent 5, each of which extends along a length of an active area 3.
  • the width in the lateral direction of the active regions 3 is, for example, 5 in this exemplary embodiment
  • the length of the active regions 3 in the lateral direction is 100 micrometers here, for example.
  • each active area 3 emits electromagnetic radiation from an emitter area 6 running parallel to the main extension plane 4.
  • the emitter regions 6 are each arranged along a main extension direction 5 in a first edge region 12 of an active region 3.
  • a second edge region 14 is arranged in each case opposite the first edge regions 12.
  • the first edge regions 12 are marked with a white circle in FIG. 1, while the second edge regions 14 are marked with a black circle in FIG.
  • the emitter regions 6 are one at grid points 7
  • the regular grid is an orthogonal, two-dimensional grid.
  • the regular grid here has first grid lines 8a and second grid lines 8b.
  • the first grid lines 8a are orthogonal to the second grid lines 8b.
  • the main extension directions 5 of the active regions 3 each have a first angle 11a of approximately 65 ° with the first grid lines 8a. According to this
  • the main directions of extent 5 of the active regions 3 each enclose a second angle 11b of approximately 25 ° with the second grid lines 8b.
  • the first angle 8a and the second angle 8b thus result in approximately 90 °.
  • the emitter regions 6 are thus arranged along columns 9 and rows 10.
  • the lines 10 here extend along the first grid lines 8a.
  • the columns 9 extend along the second grid lines 8b.
  • the main directions of extension 5 of the active regions 3 of each row 10 enclose the same first angles 11a with the first grid lines 8a of the regular grid.
  • the main directions of extension 5 of the active regions 3 in each column 9 thus also enclose the same second angles 11b with the second grid lines 8b of the regular grid. That is to say that all main directions of extension 5 of the active regions 3 are arranged parallel to one another.
  • the active areas 3 of directly adjacent rows 10 partially overlap in a side view along the rows 10. Furthermore, the active areas 3 of a column 9 are in a side view along the columns 9 formed completely overlapping. The active areas 3 of directly adjacent columns 9 overlap in one
  • the second edge regions 14 are arranged at further grid points of a further regular grid.
  • the further regular grid is shifted by a translation vector with respect to the regular grid. That is, without a translation vector, the regular grid and the further regular grid are congruent.
  • two first regions 12 of two directly adjacent emitter regions 6 in each case overlap in a row 10 in plan view.
  • the two directly adjacent emitter regions 6 completely overlap one another and form a common emitter region.
  • the common emitter regions are arranged at grid points 7 of a regular grid, which are connected by at least one grid line 8.
  • the regular grid is an orthogonal grid, analogous to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the second edge regions 14 are arranged at further grid points of a further regular grid which cannot be aligned congruently to the regular grid.
  • a radiation-emitting component which has a first
  • the second radiation-emitting semiconductor chips are, for example, on the first radiation-emitting semiconductor chip
  • the first radiation-emitting semiconductor chip is arranged downstream of the second radiation-emitting semiconductor chip in this case.
  • radiation-emitting semiconductor chip 1 which has a semiconductor layer sequence 2 which comprises the active region 3.
  • a first reflective surface 13 is arranged in a first edge region 12, an angle between the first reflective surface 13 and the main extension plane being approximately 45 °. Furthermore, on the top surface of the semiconductor layer sequence 2 in the first edge region 12 there is a
  • Antireflective coating 16 arranged. In a second edge area 14 is a second
  • Main extension plane is approximately 45 °. Furthermore, a reflective coating 17 is arranged on the top surface of the semiconductor layer sequence 2 in the second edge region 14.
  • Reflective coating 17 is on the top surface of the
  • a first contact layer 18 is arranged.
  • the lateral dimension of an active zone 20 of the active region 3 is predetermined by the first contact layer 18 and the second contact layer 19.
  • electromagnetic radiation in each case forms a beam with a beam profile which has a lateral and a vertical extent in cross section perpendicular to a main direction of extent 5 of the active region 3.
  • Electromagnetic radiation that propagates in the direction of the second reflective surface 15 is deflected by means of the reflective coating 17 and repeated reflection on the second reflective surface 15 in the direction of the first reflective surface 13. Issued
  • electromagnetic radiation which propagates in the direction of the first reflective surface 13 is superimposed on that reflected on the second reflective surface 15 Radiation.
  • the so superimposed electromagnetic radiation of the active zone 20 is in the area of
  • Anti-reflective coating 16 superimposed and decoupled.
  • the coupled-out radiation is thus amplified and has an increased brightness and an increased luminous flux.
  • the active area 3 according to FIG. 4 does not have a reflective coating 17.
  • a second reflective surface 15 is arranged perpendicular to the main extension plane 4. In this way, electromagnetic radiation propagating in the direction of the second reflective surface 15 is deflected directly on the second reflective surface 15 in the direction of the first reflective surface 13.
  • the beam profile of the coupled-out electromagnetic radiation has, for example, an opening angle which is predetermined by a material system used for the semiconductor chip 1. When using an AlGaN material system, the opening angle is usually around 34 °.
  • no anti-reflective coating 16 is arranged on the top surface of the semiconductor layer sequence 2.
  • Embodiments of Figures 1, 2, 3 and 4 is each designed as a superluminescent light-emitting diode.
  • the radiation preferably has a fast axis and a slow axis in a far field. In the far field, the radiation spreads as a plane wave in space.
  • the direction of oscillation of the radiation in which the plane wave has the greater speed of propagation is called the "fast axis", the direction of oscillation that is perpendicular to the fast axis and a smaller one
  • the normalized radiated power L norm is measured along a fast axis and has a half width
  • FIG. 6 shows a radiation-emitting semiconductor chip in plan view in the area of a single emitter region.
  • the slow axis can be specified by means of the width B of the first contact.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) angegeben, mit: - einer Halbleiterschichtenfolge (2) mit einer Vielzahl von aktiven Bereichen (3) und einer Haupterstreckungsebene (4), wobei - jeder aktive Bereich (3) eine Haupterstreckungsrichtung (5) aufweist, - jeder aktive Bereich (3) im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einem zur Haupterstreckungsebene (4) parallel verlaufenden Emitterbereich (6) aussendet, - die Emitterbereiche(6) an Gitterpunkten (7) eines regelmäßigen Gitters angeordnet sind, die durch zumindest eine Gitterlinie (8) verbunden sind, und - die Haupterstreckungsrichtung (5) zumindest eines aktiven Bereichs (3) einen Winkel (11) von mindestens 10° und höchstens 80° mit den Gitterlinien (8) des regelmäßigen Gitters einschließt. Weiterhin wird ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit einem solchen Halbleiterchip (1) angegeben.

Description

Beschreibung
STRAHLUNGSEMITTIERENDER HALBLEITERCHIP UND
STRAHLUNGSEMITTIERENDES HALBLEITERBAUELEMENT
Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben. Darüber hinaus wird ein strahlungsemittierendes
Halbleiterbauelement angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen
strahlungsemittierenden Halbleiterchip anzugeben, der
besonders effizient ist. Außerdem soll ein
strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit einem solchen Halbleiterchip angegeben werden.
Diese Aufgaben werden durch einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Vorteilhafte Aus führungs formen des strahlungsemittierenden Halbleiterchips und des strahlungsemittierenden
Halbleiterbauelements sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der
strahlungsemittierende Halbleiterchip eine
Halbleiterschichtenfolge mit einer Vielzahl von aktiven
Bereichen und einer Haupterstreckungsebene. Besonders
bevorzugt ist die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch gewachsen. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip ist bevorzugt dazu ausgebildet, im Betrieb nahultraviolette
Strahlung, sichtbares Licht und/oder nahinfrarote Strahlung zu erzeugen. Bei dem sichtbaren Licht kann es sich beispielsweise um Licht blauer, grüner, gelber oder roter Farbe handeln.
Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem Verbindungshalbleitermaterial. Ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet, beispielsweise Licht roter Farbe auszusenden, basiert die Halbleiterschichtenfolge bevorzugt auf einem I I I-V-Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem I I I-V-Verbindungshalbleitermaterial handelt es sich beispielsweise um ein Phosphid- und/oder Arsenid- Verbindungshalbleitermaterial . Das III-V- Verbindungshalbleitermaterial umfasst dann zum Beispiel AlGalnP und/oder AlGaAs .
Ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu
ausgebildet, beispielsweise Licht blauer oder grüner Farbe auszusenden, basiert die Halbleiterschichtenfolge bevorzugt auf einem I I I-N-Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem III-N- Verbindungshalbleitermaterial handelt es sich beispielsweise um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial. Das III-N- Verbindungshalbleitermaterial umfasst dann zum Beispiel InGaN und AlGaN.
Die Halbleiterschichtenfolge kann Dotierstoffe sowie
zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des
Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, Ga,
In, N, As oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können . Die Halbleiterschichtenfolge erstreckt sich bevorzugt entlang der Haupterstreckungsebene. Eine laterale Richtung ist bevorzugt parallel zur Haupterstreckungsebene ausgerichtet. Eine vertikale Richtung ist bevorzugt senkrecht zu der lateralen Richtung ausgerichtet.
Die aktiven Bereiche sind bevorzugt in lateraler Richtung beabstandet zueinander angeordnet. Die aktiven Bereiche stehen in diesem Fall bevorzugt an keiner Stelle des
Halbleiterchips in direktem Kontakt miteinander. Weiterhin können die aktiven Bereiche beispielsweise in einer
gemeinsamen Ebene angeordnet sein, so dass die aktiven
Bereiche in Draufsicht überlappungsfrei ausgebildet sind.
Alternativ ist es möglich, dass zumindest zwei der aktiven Bereiche in direktem Kontakt miteinander stehen. In diesem Fall sind zumindest zwei aktive Bereiche in Draufsicht bevorzugt überlappend ausgebildet. In diesem Fall können die überlappenden aktiven Bereiche in lateraler Richtung
beabstandet zu den übrigen überlappenden und/oder nicht überlappenden aktiven Bereichen angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist jeder aktive Bereich eine Haupterstreckungsrichtung auf. Die
Haupterstreckungsrichtung erstreckt sich jeweils entlang einer Länge eines aktiven Bereichs. Die Länge eines aktiven Bereichs entspricht bevorzugt einer größten Ausdehnung einer Querschnittsfläche des aktiven Bereichs parallel zur
Haupterstreckungsebene. Weiterhin weisen die aktiven Bereiche jeweils eine Breite auf, die senkrecht zur
Haupterstreckungsrichtung verläuft. Die Breite eines aktiven Bereichs entspricht einer kleinsten Ausdehnung der Querschnittsfläche eines aktiven Bereichs in einer Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene.
Bevorzugt sind die aktiven Bereiche gerade ausgebildet. Das heißt, Seitenflächen der aktiven Bereiche erstrecken sich bevorzugt parallel zur Haupterstreckungsrichtung. Alternativ können die aktiven Bereiche gekrümmt ausgebildet sein. In diesem Fall verlaufen die Seitenflächen der aktiven Bereiche bevorzugt gekrümmt zu der Haupterstreckungsrichtung.
Die Breite in lateraler Richtung jedes aktiven Bereichs ist bevorzugt zwischen mindestens 0,2 Mikrometer und höchstens 50 Mikrometer, besonders bevorzugt zwischen mindestens 3
Mikrometer und höchstens 7 Mikrometer. Die Länge in lateraler Richtung jedes aktiven Bereichs ist bevorzugt zwischen mindestens 50 Mikrometer und höchstens 1000 Mikrometer, besonders bevorzugt zwischen mindestens 80 Mikrometer und höchstens 100 Mikrometer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sendet jeder aktive Bereich im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einem zur Haupterstreckungsebene parallel verlaufenden Emitterbereich aus. Bevorzugt sind die Emitterbereiche jeweils entlang einer Haupterstreckungsrichtung in einem ersten Randbereich eines aktiven Bereichs angeordnet.
Bevorzugt sind die Emitterbereiche durch nicht emittierende Bereiche voneinander getrennt. Bevorzugt sind die nicht emittierenden Bereiche in Draufsicht zwischen direkt
benachbarten Emitterbereichen angeordnet. Die nicht
emittierenden Bereiche senden im Vergleich zu den
Emitterbereichen vergleichsweise wenig oder keine Strahlung aus. Die nicht emittierenden Bereiche senden bevorzugt 99 % weniger Strahlung aus als die Emitterbereiche.
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip umfasst bevorzugt einen Träger. Die Halbleiterschichtenfolge ist bevorzugt mit einer der Emitterbereiche gegenüber liegenden Bodenfläche auf dem Träger angeordnet. Der Träger ist bevorzugt dazu
vorgesehen und eingerichtet, den Halbleiterchip mechanisch zu stabilisieren. Der Träger ist bevorzugt elektrisch leitend ausgebildet. Der Träger umfasst damit bevorzugt ein Metall oder ist aus einem Metall gebildet. Beispielsweise ist der Träger galvanisch abgeschieden. Vorteilhafterweise kann so eine Wärmeableitung von in den aktiven Bereichen auftretender Wärme besonders effektiv erfolgen.
Alternativ ist es auch möglich, dass der Träger ein
Halbleitermaterial und/oder ein dielektrisches Material aufweist oder aus einem Halbleitermaterial und/oder einem dielektrischen Material besteht. Beispielsweise handelt es sich bei dem Halbleitermaterial um Silizium und bei dem dielektrischen Material um A1N.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Emitterbereiche an Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters angeordnet, die durch zumindest eine Gitterlinie verbunden sind. Das regelmäßige Gitter kann bevorzugt ein polygonales Gitter sein. Die Gitterlinien erstrecken sich bevorzugt parallel zur Haupterstreckungsebene.
Bei dem regelmäßigen Gitter handelt es sich bevorzugt um ein zweidimensionales Gitter. Alternativ kann es sich bei dem regelmäßigen Gitter um ein eindimensionales Gitter handeln. Die Gitterpunkte des regelmäßigen Gitters sind in diesem Fall entlang einer Linie angeordnet. Die Gitterpunkte sind
bevorzugt in äquidistanten Abständen voneinander auf der Linie angeordnet. Alternativ ist es möglich, dass direkt benachbarte Gitterpunkte jeweils verschiedene Abstände aufweisen. Die Linie kann eine gerade Linie oder eine
gekrümmte Linie sein.
Handelt es sich bei dem regelmäßigen Gitter beispielsweise um ein orthogonales Gitter, kann das Gitter ein Vierecksgitter sein. In diesem Fall weist das regelmäßige Gitter erste
Gitterlinien und zweite Gitterlinien auf, wobei die ersten Gitterlinien parallel zueinander verlaufen und die zweiten Gitterlinien parallel zueinander verlaufen. Weiterhin sind die ersten Gitterlinien bevorzugt orthogonal zu den zweiten Gitterlinien angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt die
Haupterstreckungsrichtung zumindest eines aktiven Bereichs einen Winkel von mindestens 10° und höchstens 80° mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters ein. Das heißt, die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche verlaufen bevorzugt nicht parallel zu der zumindest einen Gitterlinie des regelmäßigen Gitters.
Ein Scheitelpunkt des Winkels ist jeweils in einem
Emitterbereich angeordnet. Die Schenkel des Winkels sind durch einen Teil der Haupterstreckungsrichtung und einen Teil der Gitterlinie gebildet, die an den Emitterbereich
angrenzen. Die Teile der Haupterstreckungsrichtung und der Gitterlinie, die den Winkel bilden, erstrecken sich in der Regel in lateraler Richtung in eine dem Emitterbereich abgewandte Richtung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der
strahlungsemittierende Halbleiterchip eine
Halbleiterschichtenfolge mit einer Vielzahl von aktiven Bereichen und einer Haupterstreckungsebene, wobei jeder aktive Bereich eine Haupterstreckungsebene aufweist. Außerdem sendet jeder aktive Bereich im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einem zur Haupterstreckungsebene parallel verlaufenden Emitterbereich aus. Die Emitterbereiche sind an Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters angeordnet, die durch zumindest eine Gitterlinie verbunden sind. Schließlich schließt bei dieser Ausführungsform die
Haupterstreckungsrichtung zumindest eines aktiven Bereichs einen Winkel von mindestens 10° und höchstens 80° mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters ein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Emitterbereiche entlang von Spalten und Zeilen angeordnet. Handelt es sich bei dem regelmäßigen Gitter beispielsweise um ein zweidimensionales orthogonales Gitter, erstrecken sich die Zeilen bevorzugt entlang von ersten Gitterlinien. Die Spalten erstrecken sich bevorzugt entlang von zweiten
Gitterlinien. Bevorzugt schließen die
Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche jeweils einen ersten Winkel von mindestens 45° und höchstens 80° mit den ersten Gitterlinien ein. Die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche schließen jeweils einen zweiten Winkel von mindestens 10° und höchstens 45° mit den zweiten
Gitterlinien ein. Bevorzugt ergeben der erste Winkel und der zweite Winkel zusammen ungefähr 90°. „Ungefähr" bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass der erste Winkel und der zweite Winkel zusammen mindestens 75° und höchstens 105° ergeben . In einer Seitenansicht entlang der Zeilen können die aktiven Bereiche einer Zeile vollständig überlappend ausgebildet sein. Weiterhin können sich aktive Bereiche direkt
benachbarter Zeilen in einer Seitenansicht entlang der Zeilen bevorzugt teilweise überlappen. Durch das teilweise
Überlappen der aktiven Bereiche direkt benachbarter Zeilen kann eine Dichte der Emitterbereiche pro Flächeneinheit vorteilhafterweise besonders groß sein.
In einer Seitenansicht entlang der Spalten können die aktiven Bereiche einer Spalte vollständig überlappend ausgebildet sein. Die aktiven Bereiche direkt benachbarter Spalten können in einer Seitenansicht entlang der Spalten bevorzugt nicht überlappen. Mit Vorteil kann der Halbleiterchip so
beispielsweise entlang von Spalten zu Halbleiterchip-Barren vereinzelt sein. Die so erzeugten Barren mit den aktiven Bereichen einer Spalte sind damit mit Vorteil in lateraler Richtung stapelbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen die
Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche in zumindest einer Zeile gleiche Winkel mit den Gitterlinien des
regelmäßigen Gitters ein. Weiterhin können die
Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche in zumindest einer Spalte gleiche Winkel mit den Gitterlinien des
regelmäßigen Gitters einschließen.
Bevorzugt können die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche jeder Zeile gleiche Winkel mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters einschließen. In diesem Fall schließen auch die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche in jeder Spalte gleiche Winkel mit den Gitterlinien des
regelmäßigen Gitters ein. Damit sind alle Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche bevorzugt parallel zueinander angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen die
Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche
unterschiedlicher Zeilen voneinander verschiedene Winkel mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters ein. Weiterhin können die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche unterschiedlicher Spalten voneinander verschiedene Winkel mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters einschließen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen die
Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche in zumindest einer Zeile voneinander verschiedene Winkel mit den
Gitterlinien des regelmäßigen Gitters ein. Weiterhin können die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche in zumindest einer Spalte voneinander verschiedene Winkel mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters einschließen.
Weiterhin ist es möglich, dass die
Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche
unterschiedlicher Zeilen voneinander verschiedene Winkel mit den Gitterlinien des regelmäßigen Gitters einschließen und die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche in den glichen Zeilen voneinander verschiedene Winkel mit den
Gitterlinien des regelmäßigen Gitters einschließen. Damit können die Haupterstreckungsrichtungen der aktiven Bereiche beispielsweise in Draufsicht kreisförmig angeordnet sein. Weiterhin können sich solche kreisförmigen Anordnungen in Draufsicht überlappen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappen zumindest zwei aktive Bereiche in Draufsicht. Der in Draufsicht überlappende Anteil der überlappenden aktiven Bereiche bildet einen gemeinsamen aktiven Bereich der zumindest zwei aktiven überlappenden Bereiche. Bevorzugt überlappen zumindest zwei aktive Bereiche einer gemeinsamen Zeile in Draufsicht
miteinander. Weiterhin ist es möglich, dass zumindest zwei aktive Bereiche einer gemeinsamen Spalte in Draufsicht miteinander überlappen. Weiterhin können zumindest zwei aktive Bereiche in einer gemeinsamen Zeile in Draufsicht miteinander überlappen und die überlappenden aktiven Bereiche können jeweils mit zumindest einem aktiven Bereich einer direkt benachbarten Zeile in Draufsicht miteinander
überlappen .
Sind die zumindest zwei aktive Bereiche überlappend
ausgebildet, kann der überlappende Bereich beispielsweise von den Emitterbereichen der zumindest zwei aktiven Bereichen in lateraler Richtung beabstandet sein. Beispielsweise ist der überlappende Bereich in Draufsicht in einem Zentrum der aktiven Bereiche angeordnet.
Mit Vorteil können durch das Überlappen der aktiven Bereiche in Draufsicht besonders viele aktive Bereiche pro
Flächeneinheit angeordnet sein. Damit kann eine Dichte der Emitterbereiche pro Flächeneinheit vorteilhafterweise
besonders groß sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in einem ersten Randbereich jedes aktiven Bereichs eine erste reflektierende Fläche angeordnet, die einen Winkel von mindestens 35° und höchstens 55° mit der Haupterstreckungsebene einschließt. Bevorzugt schließt die erste reflektierende Fläche im ersten Randbereich einen Winkel von mindestens 40° und höchstens 50° mit der Haupterstreckungsebene ein. Besonders bevorzugt ist der Winkel zwischen der ersten reflektierenden Fläche und der Haupterstreckungsebene ungefähr 45°.
Die erste reflektierende Fläche weist bevorzugt für die elektromagnetische Strahlung eine Reflektivität von
wenigstens 90 % auf, insbesondere 95 %, 99 % oder 100 %.
Die erste reflektierende Fläche ist bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet und umfasst beispielsweise
dielektrische Materialien oder besteht daraus. Die erste reflektierende Fläche ist beispielsweise ein Braggspiegel , der aus abwechselnd angeordneten Schichten eines hoch
brechenden und eines niedrig brechenden Materials besteht.
Darüber hinaus kann es sich bei der ersten reflektierenden Fläche um eine Kombination von metallischen Materialien und elektrisch isolierenden Materialien handeln. Eine Grenzfläche zwischen der ersten reflektierenden Fläche und der
Halbleiterschichtenfolge ist hier bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappen die ersten Randbereiche zumindest zweier direkt benachbarter
Emitterbereiche in einer Zeile in Draufsicht. Es ist möglich, dass die ersten reflektierenden Flächen zumindest zweier direkt benachbarter Emitterbereiche in dem überlappenden Anteil der beiden aktiven Bereiche direkt aneinander
angrenzen. Bevorzugt überlappen die ersten Randbereiche zumindest zweiter direkt benachbarter Emitterbereiche in dem überlappenden Bereich vollständig miteinander.
Vorteilhafterweise ist so eine Lichtauskoppeleffizienz und eine Abstrahlcharakteristik des strahlungsemittierenden Halbleiterchips verbessert, da die emittierte Strahlung der aktiven Bereiche über die überlappenden Emitterbereiche ausgekoppelt wird und sich in einem Fernfeld überlagern kann.
In dieser Ausführungsform können die ersten reflektierenden Flächen in den überlappenden ersten Randbereichen bevorzugt einen Winkel zu einer Haupterstreckungsebene aufweisen, der von 45° verschieden ist, aber zwischen mindestens 35° und höchstens 55° liegt. Bevorzugt sind die Winkel der
reflektierenden Flächen hier unterschiedlich groß
ausgebildet. Da sich die emittierte elektromagnetische
Strahlung der aktiven Bereiche in den überlappenden
Emitterbereichen überlagert, können die von 45° verschiedenen Winkel der reflektierenden Flächen kompensiert sein und ein gemeinsames Spektrum der Strahlungsleistungen weist mit
Vorteil nur einen einzigen Hauptpeak auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in einem zweiten Randbereich jedes aktiven Bereichs, der dem ersten
Randbereich gegenüberliegt, eine zweite reflektierende Fläche angeordnet. Die zweite reflektierende Fläche ist bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet und umfasst beispielsweise dielektrische Materialien oder besteht daraus. Die zweite reflektierende Fläche ist beispielsweise ein Braggspiegel , der aus abwechselnd angeordneten Schichten eines hoch
brechenden und eines niedrig brechenden Materials besteht.
Darüber hinaus kann es sich bei der zweiten reflektierenden Fläche um eine Kombination von metallischen Materialien und elektrisch isolierenden Materialien handeln. Eine Grenzfläche zwischen der zweiten reflektierenden Fläche und der
Halbleiterschichtenfolge ist hier bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet. Die zweite reflektierende Fläche weist bevorzugt für die elektromagnetische Strahlung eine Reflektivität von
wenigstens 90 % auf, insbesondere 95 %, 99 % oder 100 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt die zweite reflektierende Fläche einen Winkel von mindestens 35° und höchstens 55° mit der Haupterstreckungsebene ein. Bevorzugt schließt die zweite reflektierende Fläche im zweiten
Randbereich einen Winkel von mindestens 40° und höchstens 50° mit der Haupterstreckungsebene ein. Besonders bevorzugt ist der Winkel zwischen der zweiten reflektierenden Fläche und der Haupterstreckungsebene 45°.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform stehen die zweiten reflektierenden Flächen jeweils senkrecht zur
Haupterstreckungsebene. Die zweiten reflektierenden Flächen weisen bevorzugt jeweils eine Abweichung von höchstens 2° zur vertikalen Richtung auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist jeder aktive Bereich eine Antireflexbeschichtung auf, die auf der
Halbleiterschichtenfolge im ersten Randbereich angeordnet ist. Die Antireflexbeschichtung ist bevorzugt auf der
Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet und kann mit dieser in direktem Kontakt stehen. Bevorzugt überlappt die Antireflexbeschichtung jeweils mit dem Emitterbereich. Besonders bevorzugt überlappt die Antireflexbeschichtung vollständig mit dem Emitterbereich.
Eine Reflexion an der Grenzfläche von der Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge zur Antireflexbeschichtung liegt beispielsweise bei höchstens 1 %, höchstens 0,0001 % oder höchstens 0,00001 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist jeder aktive Bereich eine Reflexionsbeschichtung auf, die auf der
Halbleiterschichtenfolge im zweiten Randbereich angeordnet ist. Bevorzugt ist die Reflexionsbeschichtung auf der
Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet und kann mit dieser in direktem Kontakt stehen. Die
Reflexionsbeschichtung weist für die von den aktiven
Bereichen erzeugte elektromagnetische Strahlung bevorzugt eine Reflektivität von mindestens 90 %, mindestens 95 % oder mindestens 99 % auf. Damit kann es sich bei der
Reflexionsbeschichtung um eine hoch reflektierende
Beschichtung handeln.
Stehen die zweiten reflektierenden Flächen jeweils senkrecht zur Haupterstreckungsebene, ist die Deckfläche der
Halbleiterschichtenfolge bevorzugt frei von der
Reflexionsbeschichtung. Besonders bevorzugt weist der
strahlungsemittierende Halbleiterchip in diesem Fall keine Reflexionsbeschichtung auf.
Alternativ ist es möglich, dass jeder aktive Bereich frei ist von einer Reflexionsbeschichtung und/oder jeder aktive
Bereich frei ist von einer Antireflexbeschichtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst jeder aktive Bereich eine erste Kontaktschicht, die auf der Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist. Die ersten
Kontaktschichten sind bevorzugt elektrisch leitend
ausgebildet und zur elektrischen Kontaktierung der
Halbleiterschichtenfolge eingerichtet und vorgesehen. Die ersten Kontaktschichten sind bevorzugt bereichsweise auf der Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet.
Die ersten Kontaktschichten sind bevorzugt in lateraler
Richtung beabstandet voneinander auf der Deckfläche der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Weiterhin weisen die ersten Kontaktschichten jeweils eine Breite und eine Länge auf .
Gemäß einer Ausführungsform ist eine erste Kontaktschicht auf der Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Die erste Kontaktschicht ist bevorzugt zusammenhängend
ausgebildet und bedeckt einen Großteil der Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge. Die erste Kontaktschicht bedeckt bevorzugt nicht die ersten Randbereiche und/oder zweiten Randbereiche. Die erste Kontaktschicht bedeckt die
Halbleiterschichtenfolge bevorzugt zu mindestens 80 % oder zu mindestens 90 %. Die erste Kontaktschicht umfasst bevorzugt ein Metall oder besteht daraus. Weiterhin können erste
Kontaktschichten mehrere Einzelschichten umfassen.
Die erste Kontaktschicht kann weiterhin ein transparentes leitendes Oxid aufweisen oder daraus gebildet sein.
Transparente leitende Oxide („transparent conductive oxide", TCO) sind transparente, elektrisch leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Aluminiumzinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Indiumzinnoxid (ITO) .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst jeder aktive Bereich eine zweite Kontaktschicht, die auf einer Bodenfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist. Die zweiten Kontaktschichten sind bevorzugt elektrisch leitend ausgebildet und zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge eingerichtet und vorgesehen. Die zweiten Kontaktschichten sind bevorzugt bereichsweise auf der Bodenfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Die zweiten Kontaktschichten sind bevorzugt in lateraler Richtung beabstandet voneinander auf der Bodenfläche der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Weiterhin weisen die zweiten Kontaktschichten jeweils eine Breite und eine Länge auf .
Die zweiten Kontaktschichten umfassen bevorzugt ein Metall oder bestehen daraus. Weiterhin können die zweiten
Kontaktschichten mehrere Einzelschichten umfassen. Weiterhin können die ersten Kontaktschichten ein transparentes
leitendes Oxid umfassen oder daraus gebildet sein.
Das Metall der ersten Kontaktschichten und/oder das Metall der zweiten Kontaktschichten ist beispielsweise Ti, Pt, Ag und/oder Au.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform geben die ersten
Kontaktschichten und die zweiten Kontaktschichten laterale Dimensionen einer aktiven Zone jedes aktiven Bereichs vor.
Bevorzugt weist jeder aktive Bereich eine erste
Kontaktschicht und eine zweite Kontaktschicht auf, die sich gegenüberliegen. Bevorzugt überlappen die zweite
Kontaktschicht und die erste Kontaktschicht jedes aktiven Bereichs in Draufsicht miteinander. In den überlappenden Bereichen ist eine Stromdichte des einzubringenden Stroms vergleichsweise hoch. In den überlappenden Bereichen ist die Stromdichte bevorzugt so groß, dass der aktive Bereich elektromagnetische Strahlung emittiert und damit die aktiven Zonen umfasst. Bevorzugt weist die aktive Zone eine größere Fläche auf als eine erste Kontaktschicht oder zweite
Kontaktschicht, durch die die aktive Zone vorgegeben ist.
Sind die aktiven Bereiche überlappend ausgebildet, so
überlappen auch die ersten Kontaktschichten der überlappend ausgebildeten aktiven Bereiche in Draufsicht miteinander. Weiterhin können dort auch die zweiten Kontaktschichten in Draufsicht miteinander überlappen.
Sind die aktiven Bereiche überlappungsfrei ausgebildet, so sind die aktiven Bereiche und die aktiven Zonen bevorzugt einzeln und getrennt voneinander ansteuerbar. Überlappen zumindest zwei aktive Bereiche miteinander, so sind die überlappenden aktiven Bereiche bevorzugt zusammen
ansteuerbar. Alternativ ist es möglich, dass sich die ersten Kontaktschichten und/oder die zweiten Kontaktschichten der überlappend ausgebildeten aktiven Bereiche in Draufsicht nicht miteinander überlappen. In diesem Fall sind die
überlappenden aktiven Bereiche bevorzugt getrennt voneinander ansteuerbar .
Gemäß einer Ausführungsform kann die Halbleiterschichtenfolge in den aktiven Bereichen jeweils einen Stegwellenleiter umfassen. Jeder Stegwellenleiter ist bevorzugt durch einen Vorsprung gebildet, der einen Teil der
Halbleiterschichtenfolge umfasst. Eine Breite des
Stegwellenleiters, die senkrecht zur
Haupterstreckungsrichtung der aktiven Bereiche ausgerichtet ist, gibt bevorzugt die Breite des aktiven Bereichs vor.
Flanken der Stegwellenleiter können jeweils von einer
Passivierungsschicht bedeckt sein, die einen Brechungsindex aufweisen, der jeweils verschieden zu einem Brechungsindex der Halbleiterschichtenfolge ist.
Die Emitterbereiche überlappen in Draufsicht in lateraler Richtung zu großen Teilen nicht mit den aktiven Zonen.
Beispielsweise überlappen die Emitterbereiche jeweils mit einer aktiven Zone in Draufsicht in lateraler Richtung höchstens zu 10 %. Bevorzugt überlappen die Emitterbereiche jeweils nicht mit der aktiven Zone. In diesem Fall grenzen die Emitterbereiche in Draufsicht in lateraler Richtung bevorzugt jeweils direkt an die aktiven Zonen an.
Eine Idee des hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist unter anderem, dass der
strahlungsemittierende Halbleiterchip eine Vielzahl von aktiven Bereichen aufweist, die sich nicht parallel zu
Gitterlinien eines regelmäßigen Gitters erstrecken, an denen die Emitterbereiche angeordnet sind. Damit weist ein solcher Halbleiterchip vorteilhafterweise eine besonders hohe Dichte der Emitterbereiche pro Flächeneinheit auf.
Weiterhin sind die Dimensionen der aktiven Zonen jeweils durch die Dimensionen der ersten Kontaktschichten und der zweiten Kontaktschichten vorgegeben. Damit kann auf ein aufwendiges Ätzen der Halbleiterschichtenfolge verzichtet werden. Vorteilhafterweise sind so nichtstrahlende
Rekombinationen von Ladungsträgern reduziert, die
beispielsweise an abgeätzten Seitenflächen einer
Halbleiterschichtenfolge auftreten können. Damit ist die Effizienz des strahlungsemittierenden Halbleiterchips besonders gut. Gemäß einer Ausführungsform ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine superlumineszente lichtemittierende Diode mit einer erhöhten Helligkeit und/oder einem erhöhten
Lichtstrom gegenüber einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode. Die erzeugte elektromagnetische Strahlung der
superlumineszenten lichtemittierenden Diode (kurz „SLED") kann im aktiven Bereich verstärkt werden. Beispielsweise kann elektromagnetische Strahlung, die sich in Richtung der zweiten reflektierenden Fläche ausbreitet, in Richtung der ersten reflektierenden Fläche gelenkt werden. Emittierte elektromagnetische Strahlung, die sich in Richtung der ersten reflektierenden Fläche ausbreitet, kann sich
vorteilhafterweise mit der zurückreflektierten, von der zweiten reflektierenden Fläche kommenden elektromagnetischen Strahlung, überlagern. Die ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung ist damit verstärkt und weist eine erhöhte
Helligkeit und/oder Lichtstrom auf.
Im Unterschied zu einer Laserdiode weisen superlumineszente lichtemittierende Dioden in der Regel keinen Resonator auf.
In Verbindung mit der superlumineszenten lichtemittierenden Diode wird elektromagnetische Strahlung vorteilhafterweise verstärkt, wobei die Strahlung eine vergleichsweise geringe zeitliche Kohärenz und eine vergleichsweise große räumliche Kohärenz aufweist. Damit weist die superlumineszente
lichtemittierende Diode im Vergleich zu einer Laserdiode ein breiteres Emissionsspektrum auf. Vorteilhafterweise können Lichtgranulationen (englisch „speckle noise") durch das vergleichsweise breite Emissionsspektrum reduziert sein.
Die elektromagnetische Strahlung breitet sich bevorzugt in der aktiven Zone und in dem aktiven Bereich entlang der
Haupterstreckungsrichtung aus und wird auf die erste reflektierende Fläche gerichtet und über den Emitterbereich ausgekoppelt. Damit weist die ausgekoppelte Strahlung
vorteilhafterweise eine gerichtete Emissionsrichtung auf.
Der hier beschriebene strahlungsemittierende Halbleiterchip kann bevorzugt ein Display bilden oder als Strahlungsquelle in einem Display verwendet werden. Weiterhin ist der hier beschriebene strahlungsemittierende Halbleiterchip bevorzugt für augennahe Anwendungen (englisch „near-to-eye- applications" ) geeignet.
Weiterhin kann der hier beschriebene strahlungsemittierende Halbleiterchip für Anwendnungen verwendbar sein, bei denen auf einer vorgegebenen Fläche eine hohe, beispielsweise monochromatische, Leuchtdichte erforderlich ist. In diesem Fall kann der strahlungsemittierende Halbleiterchip als
Lichtquelle in einem Projektor oder Beamer verwendbar sein. Die aktiven Bereiche sind in diesem Fall in der Regel nicht einzeln ansteuerbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip eine Laserdiode. In diesem Fall ist der strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet
Laserstrahlung auszusenden. Bevorzugt wird die Laserstrahlung über den Emitterbereich ausgesendet. Die ausgesendete
Laserstrahlung weist bevorzugt eine vergleichsweise große zeitliche Kohärenz und eine vergleichsweise große räumliche Kohärenz auf. In diesem Fall ist die Laserstrahlung kohärente Strahlung. Die von dem aktiven Bereich ausgesendete Strahlung ist in diesem Fall bevorzugt monochromatisches und kohärentes Laserlicht. Die Strahlung weist damit vorteilhafterweise eine vergleichsweise geringe Bandbreite auf bei gleichzeitigem vergleichsweise hohem Lichtstrom. Mittels einem Anteil der elektromagnetischen Strahlung, die an der Antireflexbeschichtung reflektiert wird, kann der strahlungsemittierte Halbleiterchip von einer
superlumineszenten lichtemittierenden Diode zu einer
Laserdiode umgewandelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden
Halbleiterchips sind die aktiven Bereiche als Array
angeordnet. Dass die aktiven Bereiche als Array angordnet sind heißt hier beispielsweise, dass die aktiven Bereiche an den Gitterpunkten des eindimensionalen Gitters oder an den Gitterpunkten des zweidimensionalen Gitters angoerndet sind.
Es wird darüber hinaus ein strahlungsemittierendes
Halbleiterbauelement angegeben, das einen hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchip umfasst. Sämtliche in Verbindung mit dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip offenbarten Merkmale und Ausführungsformen können daher auch in Verbindung mit dem strahlungsemittierenden
Halbleiterbauelement ausgebildet sein und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
strahlungsemittierende Halbleiterbauelement einen ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchip, der durch einen hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchip gebildet ist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
strahlungsemittierende Halbleiterbauelement zumindest einen weiteren strahlungsemittierenden Halbleiterchip. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste
strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs auszusenden. Bevorzugt handelt es sich bei der elektromagnetischen Strahlung um Licht blauer, grüner oder roter Farbe. Der erste Wellenlängenbereich liegt
bevorzugt zwischen einschließlich 400 Nanometer und
einschließlich 490 Nanometer, zwischen einschließlich 490 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer oder zwischen einschließlich 600 Nanometer und einschließlich 700
Nanometer .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite
strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung eines zweiten
Wellenlängenbereichs auszusenden. Der zweite
Wellenlängenbereich liegt bevorzugt zwischen einschließlich 400 Nanometer und einschließlich 490 Nanometer, zwischen einschließlich 490 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer oder zwischen einschließlich 600 Nanometer und einschließlich 700 Nanometer.
Bevorzugt ist die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs verschieden von der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite
strahlungsemittierende Halbleiterchip ein hier beschriebener strahlungsemittierender Halbleiterchip .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste
strahlungsemittierende Halbleiterchip und der zweite
strahlungsemittierende Halbleiterchip nebeneinander angeordnet. Bevorzugt sind Seitenflächen des ersten
strahlungsemittierenden Halbleiterchips und des zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips direkt aneinander angrenzend. Weiterhin können die Deckflächen und die
Bodenflächen des ersten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips und des zweiten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein .
Weiterhin ist es möglich, dass das strahlungsemittierende Halbleiterbauteil einen dritten strahlungsemittierenden
Halbleiterchip aufweist, der durch einen hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchip gebildet ist. Der dritte strahlungsemittierende Halbleiterchip ist bevorzugt dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs auszusenden. Der dritte
Wellenlängenbereich liegt bevorzugt zwischen einschließlich 400 Nanometer und einschließlich 490 Nanometer, zwischen einschließlich 490 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer oder zwischen einschließlich 600 Nanometer und einschließlich 700 Nanometer.
Bevorzugt ist die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs verschieden von der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs und des dritten Wellenlängenbereichs .
Bevorzugt sind Seitenflächen des zweiten
strahlungsemittierenden Halbleiterchips und des dritten strahlungsemittierenden Halbleiterchips direkt aneinander angrenzend. Weiterhin können die Deckflächen und die
Bodenflächen des zweiten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips und des dritten strahlungsemittierenden Halbleiterchips jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein .
Beispielsweise kann der erste strahlungsemittierende
Halbleiterchip dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung roter Farbe auszusenden, der zweite
strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung grüner Farbe auszusenden und der dritte strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung blauer Farbe auszusenden. Der erste strahlungsemittierende Halbleiterchip, der zweite strahlungsemittierende Halbleiterchip und der dritte
strahlungsemittierende Halbleiterchip können bevorzugt nebeneinander angeordnet sein.
Weiterhin kann das strahlungsemittierende Halbleiterbauteil eine Vielzahl erster strahlungsemittierender Halbleiterchips, eine Vielzahl zweiter strahlungsemittierender Halbleiterchips und eine Vielzahl dritter strahlungsemittierender
Halbleiterchips umfassen. Die ersten, zweiten und dritten Halbleiterchips können alternierend nebeneinander angeordnet werden .
Alternativ sind die zweiten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips auf dem ersten strahlungsemittierenden
Halbleiterchip angeordnet. Bevorzugt sind die zweiten
strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf einer Deckfläche des ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchips
angeordnet. In diesem Fall können die Emitterbereiche des ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchips und die
Emitterbereiche des zweiten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips in Draufsicht überlappen. Die Emitterbereiche des zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind den Emitterbereichen des ersten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips in diesem Fall in vertikaler Richtung
bevorzugt nachgeordnet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das
strahlungsemittierende Halbleiterbauelement eine Vielzahl zweiter strahlungsemittierender Halbleiterchips. Bei den zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips handelt es sich bevorzugt um Leuchtdiodenchips, kurz LED-Chips .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf dem ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchip angeordnet. Bevorzugt sind die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf einer Deckfläche des ersten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips angeordnet. Besonders bevorzugt können die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips unter anderem auch auf den Emitterbereichen angeordnet sein. In diesem Fall ist der erste strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet, Licht roter Farbe auszusenden und die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind dazu
ausgebildet, Licht blauer oder grüner Farbe auszusenden.
Bevorzugt kann das Licht des ersten Halbleiterchips durch die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips im
Wesentlichen ungestört hindurchtreten.
Nachfolgend werden der strahlungsemittierende Halbleiterchip und das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung in Draufsicht eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine schematische Darstellung in Draufsicht eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines
strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung eines
strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
Figur 5 exemplarische Messungen des Fernfelds von
elektromagnetischer Strahlung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
Figur 6 exemplarische infrarotmikroskopische Aufnahme in Draufsicht eines Emitterbereichs eines IR- strahlungsemittierenden Halbleiterchips .
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. Die schematische Darstellung der Figur 1 zeigt das Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
strahlungsemittierenden Halbleiterchips 1, der eine
Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer Vielzahl von aktiven Bereichen 3 und einer Haupterstreckungsebene 1 umfasst.
Die aktiven Bereiche 3 sind in lateraler Richtung beabstandet voneinander angeordnet und stehen an keiner Stelle in
direktem Kontakt miteinander. Jeder aktive Bereich 3 weist eine Haupterstreckungsrichtung 5 auf, die sich jeweils entlang einer Länge eines aktiven Bereichs 3 erstrecken.
Die Breite in lateraler Richtung der aktiven Bereiche 3 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise 5
Mikrometer. Die Länge der aktiven Bereiche 3 in lateraler Richtung beträgt hier beispielsweise 100 Mikrometer.
Jeder aktive Bereich 3 sendet im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einem zur Haupterstreckungsebene 4 parallel verlaufenden Emitterbereich 6 aus. Die Emitterbereiche 6 sind jeweils entlang einer Haupterstreckungsrichtung 5 in einem ersten Randbereich 12 eines aktiven Bereichs 3 angeordnet. Gegenüberliegend der ersten Randbereiche 12 ist jeweils ein zweiter Randbereich 14 angeordnet. Die ersten Randbereiche 12 sind in Figur 1 mit einem weißen Kreis gekennzeichnet, während die zweiten Randbereiche 14 in Figur 1 mit einem schwarzen Kreis gekennzeichnet sind.
Die Emitterbereiche 6 sind an Gitterpunkten 7 eines
regelmäßigen Gitters angeordnet, die durch zumindest eine Gitterlinie 8 verbunden sind. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem regelmäßigen Gitter um ein orthogonales, zweidimensionales Gitter. Das regelmäßige Gitter weist hier erste Gitterlinien 8a und zweite Gitterlinien 8b auf. Die ersten Gitterlinien 8a stehen orthogonal auf den zweiten Gitterlinien 8b.
Die Haupterstreckungsrichtungen 5 der aktiven Bereiche 3 weisen hier jeweils einen ersten Winkel 11a von ungefähr 65° mit den ersten Gitterlinien 8a auf. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel schließen die Haupterstreckungsrichtungen 5 der aktiven Bereiche 3 jeweils einen zweiten Winkel 11b von ungefähr 25° mit den zweiten Gitterlinien 8b ein. Der erste Winkel 8a und der zweite Winkel 8b ergeben damit ungefähr 90° .
Die Emitterbereiche 6 sind damit entlang von Spalten 9 und Zeilen 10 angeordnet. Die Zeilen 10 erstrecken sich hierbei entlang der ersten Gitterlinien 8a. Die Spalten 9 erstrecken entlang der zweiten Gitterlinien 8b.
Die Haupterstreckungsrichtungen 5 der aktiven Bereiche 3 jeder Zeile 10 schließen die gleichen ersten Winkel 11a mit den ersten Gitterlinien 8a des regelmäßigen Gitters ein.
Damit schließen auch die Haupterstreckungsrichtungen 5 der aktiven Bereiche 3 in jeder Spalte 9 gleiche zweite Winkel 11b mit den zweiten Gitterlinien 8b des regelmäßigen Gitters ein. Das heißt, alle Haupterstreckungsrichtungen 5 der aktiven Bereiche 3 sind parallel zueinander angeordnet.
In einer Seitenansicht entlang der Zeilen 10 sind die aktiven Bereiche 3 einer Zeile 10 vollständig überlappend
ausgebildet. Weiterhin überlappen die aktiven Bereiche 3 direkt benachbarter Zeilen 10 in einer Seitenansicht entlang der Zeilen 10 teilweise. Weiterhin sind die aktiven Bereiche 3 einer Spalte 9 in einer Seitenansicht entlang der Spalten 9 vollständig überlappend ausgebildet. Die aktiven Bereiche 3 direkt benachbarter Spalten 9 überlappen in einer
Seitenansicht entlang der Spalten 9 nicht.
Die zweiten Randbereiche 14 sind an weiteren Gitterpunkten eines weiteren regelmäßigen Gitters angeordnet. Das weitere regelmäßigen Gitters ist gegenüber dem regelmäßigen Gitter um einen Translationsvektor verschoben. Das heißt, ohne einen Translationsvektor sind das regelmäßige Gitter und das weitere regelmäßige Gitter kongruent.
Gemäß Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier
beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips 1 gezeigt, bei dem aktive Bereiche 3 in Draufsicht miteinander überlappen. Hier überlappen direkt benachbarte aktive
Bereiche 3 einer gemeinsamen Zeile 10, sowie mit einem aktiven Bereich 3 einer direkt benachbarten Spalte 9. Die in Draufsicht überlappenden Bereiche bilden jeweils einen gemeinsamen aktiven Bereich.
Weiterhin überlappen jeweils zwei erste Bereiche 12 zweier direkt benachbarter Emitterbereiche 6 in einer Zeile 10 in Draufsicht. Hier überlappen die zwei direkt benachbarten Emitterbereiche 6 vollständig miteinander und bilden einen gemeinsamen Emitterbereich.
Die gemeinsamen Emitterbereiche sind an Gitterpunkten 7 eines regelmäßigen Gitters angeordnet, die durch zumindest eine Gitterlinie 8 verbunden sind. Hierbei handelt es sich bei dem regelmäßigen Gitter um ein orthogonales Gitter, analog zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die zweiten Randbereiche 14 an weiteren Gitterpunkten eines weiteren regelmäßigen Gitters angeordnet, das nicht kongruent zu dem regelmäßigen Gitter ausrichtbar ist.
Alternativ kann gemäß der Figur 2 ein strahlungsemittierendes Bauteil beschrieben sein, das einen ersten
strahlungsemittierenden Halbleiterchip und einen zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchip umfasst. Die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind beispielsweise auf dem ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchip
angeordnet. Der erste strahlungsemittierende Halbleiterchip ist dem zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchip in diesem Fall nachgeordnet. Die Emitterbereiche des ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchips und die
Emitterbereiche des zweiten strahlungsemittierenden
Halbleiterchips überlappen hierbei in Draufsicht.
In der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines aktiven Bereichs 3 entlang einer Haupterstreckungsrichtung eines hier beschriebenen
strahlungsemittierenden Halbleiterchips 1 gezeigt, der eine Halbeiterschichtenfolge 2 aufweist, die den aktiven Bereich 3 umfasst .
In einem ersten Randbereich 12 ist eine erste reflektierende Fläche 13 angeordnet, wobei ein Winkel zwischen der ersten reflektierenden Fläche 13 und der Haupterstreckungsebene ungefähr 45° beträgt. Weiterhin ist auf der Deckfläche der Halbeiterschichtenfolge 2 im ersten Randbereich 12 eine
Antireflexbeschichtung 16 angeordnet. In einem zweiten Randbereich 14 ist eine zweite
reflektierende Fläche 15 angeordnet, wobei ein Winkel zwischen der zweiten reflektierenden Fläche 15 und der
Haupterstreckungsebene ungefähr 45° beträgt. Weiterhin ist auf der Deckfläche der Halbeiterschichtenfolge 2 im zweiten Randbereich 14 eine Reflexionsbeschichtung 17 angeordnet.
Zwischen der Antireflexbeschichtung 16 und der
Reflexionsbeschichtung 17 ist auf der Deckfläche der
Halbleiterschichtenfolge 2 entlang der
Haupterstreckungsrichtung 5 eine zweite Kontaktschicht 19 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Bodenfläche der
Halbleiterschichtenfolge 2 ist entlang der
Haupterstreckungsrichtung 5 eine erste Kontaktschicht 18 angeordnet. Durch die erste Kontaktschicht 18 und die zweite Kontaktschicht 19 ist die laterale Dimension einer aktiven Zone 20 des aktiven Bereichs 3 vorgegeben.
Gemäß den in der Figur 3 dargestellten Pfeilen sind
Ausbreitungsrichtungen von elektromagnetischer Strahlung dargestellt. Die in der aktiven Zone 20 erzeugte
elektromagnetische Strahlung bildet jeweils einen Strahl mit einem Strahlprofil, das im Querschnitt senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung 5 des aktiven Bereichs 3 eine laterale und eine vertikale Ausdehnung aufweist.
Elektromagnetische Strahlung, die sich in Richtung der zweiten reflektierenden Fläche 15 ausbreitet, wird mittels der Reflexionsbeschichtung 17 und nochmaliger Reflexion an der zweiten reflektierenden Fläche 15 in Richtung der ersten reflektierenden Fläche 13 gelenkt. Emittierte
elektromagnetische Strahlung, die sich in Richtung der ersten reflektierenden Fläche 13 ausbreitet, überlagert sich mit der an der zweiten reflektierenden Fläche 15 reflektierten Strahlung. Die so überlagerte elektromagnetische Strahlung der aktiven Zone 20 wird im Bereich der
Antireflexbeschichtung 16 überlagert und ausgekoppelt. Die ausgekoppelte Strahlung ist damit verstärkt und weist eine erhöhte Helligkeit und einen erhöhten Lichtstrom auf.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Figur 3 weist der aktive Bereich 3 gemäß der Figur 4 keine Reflexionsbeschichtung 17 auf. Weiterhin ist eine zweite reflektierende Fläche 15 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 4 angeordnet. Damit wird eine sich in Richtung der zweiten reflektierenden Fläche 15 ausbreitende elektromagnetische Strahlung direkt an der zweiten reflektierenden Fläche 15 in Richtung der ersten reflektierenden Fläche 13 gelenkt. Das Strahlprofil der ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung weist beispielsweise einen Öffnungswinkel auf, der von einem verwendeten Materialsystem des Halbleiterchips 1 vorgegeben ist. Bei Verwendung eines AlGaN Materialsystems beträgt der Öffnungswinkel in der Regel etwa 34°.
In diesem Ausführungsbeispiel ist auf der Deckfläche der Halbleiterschichtenfolge 2 keine Antireflexbeschichtung 16 angeordnet .
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 gemäß den
Ausführungsbeispielen der Figuren 1, 2, 3 und 4 ist jeweils als superlumineszente lichtemittierende Diode ausgebildet.
In Figur 5 ist eine Messung des Fernfelds von
elektromagnetischer Strahlung eines einzigen aktiven Bereichs eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden
Halbleiterchips in einem Diagramm aufgetragen, bei dem eine normierte Strahlungsleistung Lnorm der Strahlung in willkürlichen Einheiten gegenüber Polarkoordinaten Q in Grad [°] aufgetragen ist. Die gemessene Strahlungsleistung der Strahlung im Fernfeld wird hier von einem einzigen aktiven Bereich erzeugt.
Bevorzugt weist die Strahlung in einem Fernfeld eine schnelle Achse und eine langsame Achse auf. Im Fernfeld breitet sich die Strahlung als ebene Welle im Raum aus. Die
Schwingungsrichtung der Strahlung, bei der die ebene Welle die größere Ausbreitungsgeschwindigkeit aufweist, heißt „schnelle Achse", die Schwingungsrichtung, die zur schnellen Achse senkrecht steht und eine kleinere
Ausbreitungsgeschwindigkeit aufweist, heißt „langsame Achse".
Die normierte Strahlungsleistung Lnorm ist entlang einer schnellen Achse gemessen und weist eine Halbwertsbreite
(englisch „full wldth half maxlmum" , kurz „FWHM") von
beispielsweise 32° auf.
In Figur 6 ist ein strahlungsemittierender Halbleiterchip in Draufsicht im Bereich eines einzigen Emitterbereichs gezeigt. Mittels der Breite B des ersten Kontaktes kann die langsame Achse vorgegeben sein.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2019 106 805.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 strahlungsemittierender Halbleiterchip
2 Halbleiterschichtenfolge
3 aktiver Bereich
4 Haupterstreckungsebene
5 Haupterstreckungsrichtung
6 Emitterbereich
7 Gitterpunkte
8 Gitterlinie
8a erste Gitterlinie
8b zweite Gitterlinie
9 Spalten
10 Zeilen
11 Winkel
11a erster Winkel
11b zweiter Winkel
12 erster Randbereich
13 erste reflektierende Fläche
14 zweiter Randbereich
15 zweite reflektierende Fläche
16 Antireflexbeschichtung
17 Reflexionsbeschichtung
18 erste Kontaktschicht
19 zweite Kontaktschicht
20 aktive Zone
Lnorm Strahlungsleistung
B Breite
Q Polarkoordinaten

Claims

Patentansprüche
1. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) mit:
- einer Halbleiterschichtenfolge (2) mit einer Vielzahl von aktiven Bereichen (3) und einer Haupterstreckungsebene (4), wobei
- jeder aktive Bereich (3) eine Haupterstreckungsrichtung (5) aufweist,
- jeder aktive Bereich (3) im Betrieb elektromagnetische Strahlung von einem zur Haupterstreckungsebene (4) parallel verlaufenden Emitterbereich (6) aussendet,
- die Emitterbereiche (6) an Gitterpunkten (7) eines
regelmäßigen Gitters angeordnet sind, die durch zumindest eine Gitterlinie (8) verbunden sind, und
- die Haupterstreckungsrichtung (5) zumindest eines aktiven Bereichs (3) einen Winkel (11) von mindestens 10° und
höchstens 80° mit den Gitterlinien (8) des regelmäßigen
Gitters einschließt.
2. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Emitterbereiche (6) entlang von Spalten (9) und Zeilen (10) angeordnet sind.
3. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach dem
Anspruch 2,
bei dem die Haupterstreckungsrichtungen (5) der aktiven
Bereiche (3) in zumindest einer Zeile (10) gleiche Winkel (11) mit den Gitterlinien (8) des regelmäßigen Gitters einschließen .
4. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem die Haupterstreckungsrichtungen (5) der aktiven
Bereiche (3) unterschiedlicher Zeilen (10) voneinander verschiedene Winkel (11) mit den Gitterlinien (8) des regelmäßigen Gitters einschließen.
5. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach dem
Anspruch 2 oder 4,
bei dem die Haupterstreckungsrichtungen (5) der aktiven
Bereiche in zumindest einer Zeile (10) voneinander
verschiedene Winkel (11) mit den Gitterlinien (8) des regelmäßigen Gitters einschließen.
6. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest zwei aktive Bereiche (3) in Draufsicht überlappen .
7. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem in einem ersten Randbereich (12) jedes aktiven
Bereichs (3) eine erste reflektierende Fläche (13) angeordnet ist, die einen Winkel von mindestens 35° und höchstens 55° mit der Haupterstreckungsebene (4) einschließt.
8. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach dem
Anspruch 7,
bei dem die ersten Randbereiche (12) zumindest zweier direkt benachbarter Emitterbereiche (6) in einer Zeile (10) in
Draufsicht überlappen.
9. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem in einem zweiten Randbereich (14) jedes aktiven
Bereichs (3), der dem ersten Randbereich (12) gegenüberliegt, eine zweite reflektierende Fläche (15) angeordnet ist.
10. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach dem
Anspruch 9,
bei dem die zweite reflektierende Fläche (15) einen Winkel von mindestens 35° und höchstens 55° mit der
Haupterstreckungsebene (4) einschließt.
11. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach dem
Anspruch 9,
bei dem die zweiten reflektierenden Flächen (15) jeweils senkrecht zur Haupterstreckungsebene (4) stehen.
12. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- jeder aktive Bereich (3) eine Antireflexbeschichtung (16) aufweist, die auf der Halbleiterschichtenfolge (2) im ersten Randbereich (12) angeordnet ist, und
- jeder aktive Bereich (3) eine Reflexionsbeschichtung (17) aufweist, die auf der Halbleiterschichtenfolge (2) im zweiten Randbereich (14) angeordnet ist.
13. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- jeder aktive Bereich (3) eine erste Kontaktschicht (18) umfasst, die auf einer Deckfläche der
Halbleiterschichtenfolge (2) angeordnet ist,
- jeder aktive Bereich (3) eine zweite Kontaktschicht (19) umfasst, die auf einer Bodenfläche der
Halbleiterschichtenfolge (2) angeordnet ist, und - die ersten Kontaktschichten (18) und die zweiten Kontaktschichten (19) laterale Dimensionen einer aktiven Zone (20) jedes aktiven Bereichs (3) vorgeben.
14. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der strahlungsemittierende Halbleiterchip (1) eine superlumineszente lichtemittierende Diode ist, die eine erhöhte Helligkeit und/oder einen erhöhten Lichtstrom
gegenüber einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode aufweist .
15. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem der strahlungsemittierende
Halbleiterchip (1) eine Laserdiode ist.
16. Strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, bei dem die aktiven Bereiche (3) als Array angeordnet sind.
17. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit:
- einem ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und
- zumindest einem zweiten strahlungsemittierenden
Halbleiterchip, wobei
- der erste strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs auszusenden, und
- der zweite strahlungsemittierende Halbleiterchip dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs auszusenden .
18. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem
- der zweite strahlungsemittierende Halbleiterchip ein strahlungsemittierender Halbleiterchip (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ist, und
- der erste strahlungsemittierende Halbleiterchip und der zweite strahlungsemittierende Halbleiterchip nebeneinander angeordnet sind.
19. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach
Anspruch 18,
der eine Vielzahl zweiter strahlungsemittierender
Halbleiterchips umfasst,
wobei die zweiten strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf dem ersten strahlungsemittierenden Halbleiterchip angeordnet sind .
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080198890A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Ungar Jeffrey E Vertically emitting laser and method of making the same
DE102008061152A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
WO2010102263A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-10 Pressco Technology, Inc. Digital heat injection by way of surface emitting semi-conductor devices
US20160233390A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Nichia Corporation Light emitting device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4942366A (en) * 1989-03-21 1990-07-17 General Electric Company Amplifier device with coupled surface emitting grating
JPH09281420A (ja) 1996-04-10 1997-10-31 Minolta Co Ltd レーザビーム走査光学装置
US20050180482A1 (en) * 2004-01-23 2005-08-18 Osowski Mark L. Very low cost surface emitting laser diode arrays
DE102006002275A1 (de) * 2005-01-19 2006-07-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungseinrichtung
DE102008058436B4 (de) * 2008-11-21 2019-03-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaserchip
WO2010060929A1 (en) 2008-11-26 2010-06-03 Micronic Laser Systems Ab Image reading and writing using a complex two-dimensional interlace scheme
DE102008064073A1 (de) 2008-12-19 2010-06-24 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von LED-Beleuchtungsvorrichtungen und LED-Beleuchtungsvorrichtung
DE102014112562A1 (de) 2014-09-01 2016-03-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
AU2016298390B2 (en) 2015-07-30 2021-09-02 Optipulse Inc. Rigid high power and high speed lasing grid structures
DE102017117135A1 (de) 2017-07-28 2019-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Laserdioden und Laserdiode
KR102243541B1 (ko) * 2020-10-12 2021-04-21 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자, 이를 포함하는 터치 센서-안테나 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080198890A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Ungar Jeffrey E Vertically emitting laser and method of making the same
DE102008061152A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
WO2010102263A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-10 Pressco Technology, Inc. Digital heat injection by way of surface emitting semi-conductor devices
US20160233390A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Nichia Corporation Light emitting device

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