DE102006059995A1 - Opto-electronic semiconductor component e.g. light emitting diode, has active layer for producing radiation, diffusion control layer arranged on active layer and conductive layer arranged on diffusion control layer - Google Patents
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Abstract
Description
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement – insbesondere eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode – sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben.It is an optoelectronic semiconductor device - in particular a light emitting diode or a laser diode - as well as a method of manufacture of such an optoelectronic semiconductor device indicated.
Die
Druckschrift
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das eine besonders hohe Lebensdauer aufweist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Halbleiterbauelements anzugeben.A to be solved The object is an optoelectronic semiconductor component specify that has a particularly long life. Another to be solved Task is to provide a method for producing such specify optoelectronic semiconductor device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Bauelement eine aktive Schicht, die zur Strahlungserzeugung vorgesehen ist. Die aktive Schicht kann beispielsweise einen pn-Übergang, eine Heterostruktur, eine Quantentopf-Struktur oder eine Mehrfachquantentopf-Struktur umfassen. Die aktive Schicht umfasst dabei zumindest eine epitaktisch gewachsene Schicht, die ein Halbleitermaterial enthält.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device comprises the device an active layer intended for generating radiation. For example, the active layer may include a pn junction, a heterostructure, a quantum well structure or a multiple quantum well structure include. The active layer comprises at least one epitaxial grown layer containing a semiconductor material.
Vorzugsweise umfasst die aktive Schicht eine Vielzahl von epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichten.Preferably For example, the active layer comprises a plurality of epitaxially grown ones Semiconductor layers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement weiter eine Diffusionskontrollschicht, die auf der aktiven Schicht angeordnet ist. "Auf der aktiven Schicht angeordnet" bedeutet dabei, dass die Diffusionskontrollschicht vorzugsweise an die aktive Schicht grenzt. Die Diffusionskontrollschicht kann dabei der aktiven Schicht in Wachstumsrichtung vor- oder nachgeordnet sein.At least an embodiment the optoelectronic semiconductor component further comprises a diffusion control layer, which is arranged on the active layer. "Arranged on the active layer" means the diffusion control layer preferably adjoins the active layer. The diffusion control layer can be the active layer in Growth direction upstream or downstream.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Halbleiterbauelement ferner eine p-leitende Schicht, die mit einem p-Dotierstoff dotiert ist und die auf der Diffusionskontrollschicht angeordnet ist. "Die auf der Diffusionskontrollschicht angeordnet ist" bedeutet dabei, dass die p-leitende Schicht vorzugsweise eine Grenzfläche mit der Diffusionskontrollschicht aufweist und der Diffusionskontrollschicht in Wachstumsrichtung vor- oder nachgeordnet ist. Vorzugsweise ist die Diffusionskontrollschicht also zwischen der p-leitenden Schicht und der aktiven Schicht angeordnet.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device comprises the semiconductor device Further, a p-type layer doped with a p-type dopant and which is disposed on the diffusion control layer. "The on the diffusion control layer is arranged "means in that the p-type layer preferably has an interface with the diffusion control layer and the diffusion control layer is upstream or downstream in the direction of growth. Preferably the diffusion control layer between the p-type layer and the active layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die Diffusionskontrollschicht einen Gradienten in der Konzentration des p-Dotierstoffs auf. Das heißt, der p-Dotierstoff ist nicht gleichmäßig in der Diffusionskontrollschicht verteilt, sondern nimmt in einer Richtung, die beispielsweise parallel zur Wachstumsrichtung verläuft, ab oder zu. Dabei nimmt die Konzentration des p-Dotierstoffs vorzugsweise in Richtung der aktiven Schicht hin ab. Das bedeutet, das Halbleiterbauelement weist beispielsweise eine p-leitende Schicht auf, die mit einem p-Dotierstoff dotiert ist und eine relativ hohe Konzentration dieses p-Dotierstoffs aufweist. Durch die Diffusionskontrollschicht hindurch nimmt die Konzentration des p-Dotierstoffs zur aktiven Zone hin ab.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device has the diffusion control layer a gradient in the concentration of the p-type dopant. The is called, the p-type dopant is not uniform in the diffusion control layer distributed but takes in a direction that, for example, parallel to the direction of growth, off or on. In this case, the concentration of the p-type dopant preferably increases in the direction of active layer down from. That is, the semiconductor device has For example, a p-type layer doped with a p-type dopant is and has a relatively high concentration of this p-type dopant. The concentration decreases through the diffusion control layer of the p-type dopant toward the active zone.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das optoelektronische Bauelement ein aktive Schicht, die zur Strahlungserzeugung vorgesehen ist, eine Diffusionskontrollschicht, die auf der aktiven Schicht angeordnet ist, und eine p-leitende Schicht, die mit einem p-Dotierstoff dotiert ist und die auf der Diffusionskontrollschicht angeordnet ist. Dabei weist die Diffusionskontrollschicht einen Gradienten in der Konzentration des p-Dotierstoffs auf und die Konzentration des p-Dotierstoffs in der Diffusionskontrollschicht nimmt in Richtung der aktiven Schicht hin ab.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device comprises the optoelectronic Component an active layer intended for generating radiation, a diffusion control layer disposed on the active layer is, and a p-type layer doped with a p-type dopant and which is disposed on the diffusion control layer. there For example, the diffusion control layer has a gradient in concentration of the p-type dopant and the concentration of the p-type dopant in the diffusion control layer increases toward the active layer down.
Dem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelement liegt dabei unter anderem die Idee zugrunde, dass eine Konzentration des p-Dotierstoffs so eingestellt wird, dass bereits beim Wachstum des Halbleiterbauelements die Diffusion dieses Dotierstoffs vorweggenommen wird und somit nicht im späteren Betrieb des Halbleiterbauelements stattfindet.the The optoelectronic semiconductor component described here is located Among other things, the idea that a concentration of the p-type dopant is adjusted so that already during the growth of Semiconductor device, the diffusion of this dopant anticipated will and will not be in the later Operation of the semiconductor device takes place.
Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass während der Abscheidung der p-Seite des Halbleiterbauelements – das heißt beispielsweise der p-leitenden Schicht – ein p-Dotierstoff-Profil erzeugt wird, das keinen zu starken Gradienten aufweist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass dieser Gradient die Ursache für weitere Diffusion des p-Dotierstoffs im Betrieb des Halbleiterbauelements ist.in this connection It has proved to be particularly advantageous that during the Deposition of the p-side of the semiconductor device - that is, for example the p-type layer - a p-type dopant profile is generated, which does not have too high a gradient. It has Namely demonstrated that this gradient is the cause of further diffusion of the p-type dopant during operation of the semiconductor device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Gradient der Konzentration des p-Dotierstoffs in der Diffusionskontrollschicht kleiner gleich 1019 cm–3nm–1.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the gradient of the concentration of the p-type dopant in the diffusion control layer is less than or equal to 10 19 cm -3 nm -1 .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Gradient der Konzentration des p-Dotierstoffs in der Diffusionskontrollschicht kleiner gleich 5·1018 cm–3nm–1.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor device is the gradient of the concentration of the p-dopant in the diffusion controlling layer is less than 5 x 10 18 cm -3 nm -1.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Gradient der Konzentration des p-Dotierstoffs in der Diffusionskontrollschicht kleiner gleich 3·1018 cm–3nm–1.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the gradient of the concentration of the p-type dopant in the diffusion control layer is less than or equal to 3 × 10 18 cm -3 nm -1 .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Gradient der Konzentration des p-Dotierstoffs in der Diffusionskontrollschicht kleiner gleich 1·1018 cm–3nm–1.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor device is the gradient of the concentration of the p-dopant in the diffusion controlling layer is less equal to 1 x 10 18 cm -3 nm -1.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements enthält oder ist der p-Dotierstoff Magnesium.At least an embodiment of the Semiconductor device contains or is the p-type dopant magnesium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements beträgt die Dicke der Diffusionskontrollschicht wenigstens 10 nm. Durch eine solch dicke Diffusionskontrollschicht kann erreicht werden, dass sich ein ausreichend kleiner Gradient der Konzentration des p-Dotierstoffs in der Diffusionskontrollschicht einstellt.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device is the thickness of the diffusion control layer at least 10 nm. Through such a thick diffusion control layer can be achieved that a sufficiently small gradient the concentration of the p-type dopant in the diffusion control layer established.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements beträgt die Dicke der Diffusionskontrollschicht höchstens 30 nm. Durch eine Diffusionskontrollschicht, die maximal diese Dicke aufweist, ist sichergestellt, dass die Diffusionskontrollschicht ausreichend leitfähig ist und die aktive Schicht durch die Diffusionskontrollschicht hindurch ausreichend bestromt werden kann.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device is the thickness of the diffusion control layer at the most 30 nm. Through a diffusion control layer, the maximum this thickness has ensured that the diffusion control layer sufficiently conductive and the active layer passes through the diffusion control layer can be sufficiently energized.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements beträgt die Dicke der Diffusionskontrollschicht vorzugsweise zwischen wenigstens 10 nm und höchstens 20 nm.At least an embodiment of the Optoelectronic semiconductor device is the thickness of the diffusion control layer preferably between at least 10 nm and at most 20 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Konzentration des p-Dotierstoffs an der der aktiven Schicht zugewandten Seite der Diffusionskontrollschicht kleiner 1019 cm–3. Vorzugsweise ist die Konzentration des p-Dotierstoffs insbesondere an der Grenzfläche von Diffusionskontrollschicht und aktiver Schicht kleiner als 1019 cm–3.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the concentration of the p-type dopant on the side of the diffusion control layer facing the active layer is less than 10 19 cm -3 . Preferably, the concentration of the p-type dopant is less than 10 19 cm -3, in particular at the interface of diffusion control layer and active layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Konzentration des p-Dotierstoffs an der der aktiven Schicht zugewandten Seite der Diffusionskontrollschicht kleiner 5·1018 cm–3. Vorzugsweise ist die Konzentration des p-Dotierstoffs insbesondere an der Grenzfläche von Diffusionskontrollschicht und aktiver Schicht kleiner als 5·1018 cm–3.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the concentration of the p-type dopant on the side of the diffusion control layer facing the active layer is less than 5 × 10 18 cm -3 . Preferably, the concentration of the p-type dopant is less than 5 × 10 18 cm -3, especially at the interface of the diffusion control layer and the active layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Konzentration des p-Dotierstoffs an der der aktiven Schicht zugewandten Seite der Diffusionskontrollschicht kleiner 5·1018 cm–3. Vorzugsweise ist die Konzentration des p-Dotierstoffs insbesondere an der Grenzfläche von Diffusionskontrollschicht und aktiver Schicht kleiner als 5·1018 cm–3.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the concentration of the p-type dopant on the side of the diffusion control layer facing the active layer is less than 5 × 10 18 cm -3 . Preferably, the concentration of the p-type dopant is less than 5 × 10 18 cm -3, especially at the interface of the diffusion control layer and the active layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Konzentration des p-Dotierstoffs an der der aktiven Schicht zugewandten Seite der Diffusionskontrollschicht kleiner 1018 cm–3. Vorzugsweise ist die Konzentration des p-Dotierstoffs insbesondere an der Grenzfläche von Diffusionskontrollschicht und aktiver Schicht kleiner als 1018 cm–3.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the concentration of the p-type dopant on the side of the diffusion control layer facing the active layer is less than 10 18 cm -3 . Preferably, the concentration of the p-type dopant is less than 10 18 cm -3, in particular at the interface of diffusion control layer and active layer.
Es wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte:
- – Bereitstellen einer aktiven Schicht, die zur Strahlungserzeugung vorgesehen ist,
- Aufbringen einer Diffusionskontrollschicht auf die aktive Schicht, wobei die Diffusionskontrollschicht undotiert ist, und
- – Aufbringen einer p-leitenden Schicht, die mit einem p-Dotierstoff dotiert ist auf die Diffusionskontrollschicht.
- Providing an active layer intended for generating radiation,
- Applying a diffusion control layer to the active layer, wherein the diffusion control layer is undoped, and
- - Applying a p-type layer which is doped with a p-type dopant on the diffusion control layer.
Vorzugsweise werden die genannten Schichten dabei epitaktisch aufgewachsen.Preferably the said layers are grown epitaxially.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Diffusionskontrollschicht während des Aufwachsens der p-leitenden Schicht durch Rückdiffusion mit dem p-Dotierstoff aus der p-leitenden Schicht dotiert. Das heißt, während des Aufwachsens der p-leitenden Schicht diffundiert p-Dotierstoff in die Diffusionskontrollschicht hinein, so dass sich in der Diffusionskontrollschicht ein Gradient der Konzentration des p-Dotierstoffs einstellen kann.At least an embodiment of the Method, the diffusion control layer during the growth of the p-type layer through back diffusion doped with the p-type dopant from the p-type layer. That is, while growing up In the p-type layer, p-type impurity diffuses into the diffusion control layer into, so that in the diffusion control layer, a gradient can adjust the concentration of the p-type dopant.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
- – Bereitstellen einer aktiven Schicht, die zur Strahlungserzeugung vorgesehen ist,
- – Aufbringen einer Diffusionskontrollschicht auf die aktive Schicht, wobei die Diffusionskontrollschicht undotiert ist, und
- – Aufbringen einer p-leitenden Schicht, die mit einem p-Dotierstoff dotiert ist, auf die Diffusionskontrollschicht, wobei
- – die Diffusionskontrollschicht während des Aufwachsens der p-leitenden Schicht durch Rückdiffusion mit dem p-Dotierstoff aus der p-leitenden Schicht dotiert wird.
- Providing an active layer intended for generating radiation,
- Applying a diffusion control layer to the active layer, wherein the diffusion control layer is undoped, and
- - Applying a p-type layer which is doped with a p-type dopant, on the diffusion control layer, wherein
- - The diffusion control layer is doped during the growth of the p-type layer by back diffusion with the p-type dopant from the p-type layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements wird die p-leitende Schicht mit einem p-Dotierstoff in einer vorgegebenen Konzentration dotiert und die Diffusionskontrollschicht derart ausgebildet, dass die Konzentration des p-Dotierstoffs auf der der p-leitenden Schicht abgewandten Seite kleiner als ein vorgegebener Sollwert ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Dicke der Diffusionskontrollschicht zwischen wenigstens 10 nm und höchstens 20 nm gewählt wird.According to at least one embodiment of the method for producing an optoelectronic semiconductor component, the p-type layer is provided with a p-type dopant in one NEN concentration doped and formed the diffusion control layer such that the concentration of the p-type dopant on the side facing away from the p-type layer side is smaller than a predetermined desired value. This can be achieved, for example, by selecting the thickness of the diffusion control layer between at least 10 nm and at most 20 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Diffusionskontrollschicht derart ausgebildet, dass die Konzentration des p-Dotierstoffs auf der der p-leitenden Schicht abgewandten Seite kleiner oder gleich 1·1018 cm–3 ist.According to at least one embodiment of the method, the diffusion controlling layer is formed such that the concentration of the p-type dopant on the p-type layer side facing away from less than or equal to 1 x 10 18 cm -3.
Dem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements liegt dabei unter anderen die Idee zugrunde, dass eine Konzentration des p-Dotierstoffs – zum Beispiel das Mg-Dotierprofil – so eingestellt wird, dass bereits beim Wachstum der p-leitenden Schicht die Diffusion vorweggenommen wird und nicht im späteren Betrieb des Bauelements stattfindet.the method described here for producing an optoelectronic Semiconductor component is based, inter alia, the idea that a concentration of the p-type dopant - for example the Mg doping profile - so is set that already in the growth of the p-type layer the Diffusion is anticipated and not in the later operation of the device takes place.
Wichtig hierbei ist, dass das während der Abscheidung der p-Seite erzeugte Dotierstoffprofil keinen starken Gradienten aufweist, da dieser Gradient die Ursache für weitere Diffusion ist. Es wird mittels des Verfahrens ein "weiches" Dotierprofil eingestellt. Ein "weiches" Dotierprofil zeigt während des Betriebs deutlich verringerte Tendenz der Dotierstoffdiffusion aus der p-Dotierstoff-reichen beispielsweise AlGaN:Mg-Schicht in undotierte Bereiche – zum Beispiel der aktiven Schicht – hinein.Important this is that during the the deposition of the p-side generated dopant does not have a strong gradient, since this gradient is the cause of further diffusion is. It is set by means of the method, a "soft" doping profile. A "soft" doping profile shows while significantly reduced tendency for dopant diffusion For example, the p-type dopant-rich AlGaN: Mg layer is undoped Areas - for Example of the active layer - into.
Das weiche Dotierstoffprofil wird zum Beispiel dadurch erzeugt, dass zwischen der aktiven Schicht und der p-dotierten Schicht eine nominell undotierte Diffusionskontrollschicht gewachsen wird, die dann während des Wachstums der p-dotierten Schicht durch Rückdiffusion nachträglich p-dotiert wird. Das Dotierprofil wird "weich", wenn die nominell undotierte Schicht eher dicker ist, vorzugsweise zwischen 10 nm bis 20 nm und die Wachstumsparameter der p-Seite so gewählt werden, dass der Dotierstoff weit rückdiffundieren kann. Dies wird beispielsweise durch eine hohe Wachstumstemperatur erreicht.The soft dopant profile is generated, for example, that a nominally undoped between the active layer and the p-doped layer Grown during the diffusion control layer Growth of the p-doped layer is subsequently p-doped by back diffusion. The doping profile becomes "soft" when the nominally undoped Layer is rather thicker, preferably between 10 nm to 20 nm and the growth parameters of the p-side are chosen so that the dopant diffuse far back can. This is for example due to a high growth temperature reached.
Beispielsweise erweisen sich dabei Wachstumstemperaturen ab 980°C, insbesondere Wachstumstemperaturen zwischen wenigstens 1000°C und maximal 1050°C als besonders geeignete Wachstumstemperaturen, bei denen eine ausreichende Rückdiffusion stattfinden kann.For example prove to growth temperatures from 980 ° C, in particular growth temperatures between at least 1000 ° C and a maximum of 1050 ° C as particularly suitable growth temperatures, where sufficient back-diffusion can take place.
Die p-dotierte Schicht ist dabei ursprünglich vorzugsweise mit einer Dotierstoffkonzentration von zwischen 1·1019 cm–3 und 4·1019 cm–3 dotiert.The p-doped layer is originally preferably doped with a dopant concentration of between 1 × 10 19 cm -3 and 4 × 10 19 cm -3 .
Ein besonders weiches Dotierstoffprofil zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass der Gradient der Dotierstoffkonzentration kleiner als 3·1018cm–3 nm–1 ist. Die maximale Dotierstoffkonzentration an der Grenzfläche zur aktiven Zone ist bevorzugt kleiner 5·1018 cm–3.A particularly soft dopant profile is preferably characterized in that the gradient of the dopant concentration is less than 3 × 10 18 cm -3 nm -1 . The maximum dopant concentration at the interface to the active zone is preferably less than 5 × 10 18 cm -3 .
Der
Wachstumsprozess der p-Seite – das heißt insbesondere
die Wachstumstemperatur – und die
Dicke der Diffusionskontrollschicht zwischen aktiver Schicht und
p-Seite wird bevorzugt
so eingestellt, dass nach dem Epitaxieprozess der p-Dotierstoff
genau bis zur aktiven Zone diffundiert ist. Die Konzentration des
p-Dotierstoffs an der der aktiven Schicht zugewandten Seite der
Diffusionskontrollschicht – insbesondere
an einer Grenzfläche
von Diffusionskontrollschicht und aktiver Schicht ist – dabei
ungefähr
proportional zu
1/(Wachstumstemperatur·Dicke der Diffusionskontrollschicht).The growth process of the p-side - ie in particular the growth temperature - and the thickness of the diffusion control layer between active layer and p-side is preferably adjusted so that after the epitaxy process, the p-dopant is diffused exactly to the active zone. The concentration of the p-type dopant on the side of the diffusion control layer facing the active layer-in particular at an interface of the diffusion control layer and the active layer-is approximately proportional to this
1 / (growth temperature · thickness of the diffusion control layer).
Bevorzugt reicht der p-Dotierstoff möglichst nahe an die aktive Schicht heran, aber nicht in die aktive Schicht hinein. Dies führt zu einem besonders effizienten Halbleiterbauelement. Komplexe Diffusionssperren – mit hartem Dotierprofil – haben das Problem von abrupten Übergängen beim Schichtwachstum, die sich negativ auf die kristallinen Qualitäten auswirken können. Außerdem besteht bei komplexen Diffusionssperren eine größere Tendenz zur Nachdiffusion während der späteren Prozessierung des Halbleiterbauelements oder dessen Betriebs.Prefers the p-type dopant is as close as possible to the active layer, but not into the active layer. this leads to to a particularly efficient semiconductor device. Complex diffusion barriers - with hard ones Doping profile - have the problem of abrupt transitions when Layer growth, which has a negative effect on the crystalline qualities can. Furthermore For complex diffusion barriers, there is a greater tendency for post-diffusion while later Processing of the semiconductor device or its operation.
Das hier beschriebene Halbleiterbauelement zeichnet sich durch eine besonders gute kristalline Qualität aus und weist beispielsweise eine verringerte Anzahl von Gitterfehlern auf. Ferner zeichnet sich das Halbleiterbauelement durch eine hohe ESD-Festigkeit, das heißt eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen elektrostatische Entladungen auf.The Semiconductor device described here is characterized by a particularly good crystalline quality and has, for example a reduced number of lattice defects. Furthermore, it stands out Semiconductor device by a high ESD strength, that is a particularly high resistance against electrostatic discharges.
Im Folgenden werden das beanspruchte optoelektronische Halbleiterbauelement sowie das beanspruchte Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert.in the The following will be the claimed optoelectronic semiconductor component and the claimed method with reference to embodiments and figures explained in more detail.
In
Verbindung mit
In
Verbindung mit
In
Verbindung mit
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the embodiments and figures are the same or equivalent components respectively provided with the same reference numerals. The illustrated elements are not to scale to look at, rather Exaggerated individual elements for better understanding be.
In
Verbindung mit
Im
ersten Verfahrensschritt wird eine aktive, zur Strahlungserzeugung
vorgesehene Schicht
Die
aktive Schicht
Ein
möglicher
Schichtaufbau des Halbleiterchips ist beispielsweise in der Druckschrift
Für die aktive
Schicht kommen insbesondere binären,
ternären
und/oder quaternären
Verbindung von Elementen der III. Hauptgruppe mit einem Nitrid in
Frage. Beispielsweise enthält
die aktive Schicht
In
Verbindung mit der
In
Verbindung mit der
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention includes each new feature and any combination of features, what esp special includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or the embodiments.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102006020201.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.These Patent application claims the priority of German patent application 102006020201.5, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0762516A1 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-12 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Group-III nitride based light emitter |
| EP1385241A1 (en) * | 2001-03-28 | 2004-01-28 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor element |
| EP1555697A2 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light generating device |
| DE102005037022A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting optoelectronic semiconductor chip with a diffusion barrier |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0762516A1 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-12 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Group-III nitride based light emitter |
| EP1385241A1 (en) * | 2001-03-28 | 2004-01-28 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor element |
| EP1555697A2 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light generating device |
| DE102005037022A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting optoelectronic semiconductor chip with a diffusion barrier |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013104272A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic component and method for its production |
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