DE10208171A1 - Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents
Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung und Herstellungsverfahren dafürInfo
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Abstract
Bei einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung, das ein Substrat (10); eine erste Reflektorschicht (14) auf dem Substrat (10); eine Halbleiterschichtfolge (16) auf InGaN-Basis auf der ersten Reflektorschicht (14), wobei die Halbleiterschichtfolge eine stahlungserzeugende aktive Schicht (18) enthält; eine zweite Reflektorschicht (24) auf der Halbleiterschichtfolge (16), die zusammen mit der ersten Reflektorschicht (14) einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge angeordneten Resonator bildet, dessen Achse (32) die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt, wobei die zweite Reflektorschicht (24) für von der aktiven Schicht (18) erzeugte Strahlung zumindest teildurchlässig ist und die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung über die zweite Reflektorschicht aus dem Halbleiterbauelement ausgekoppelt wird, aufweist, besteht das Substrat (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material, und die erste Reflektorschicht (14) ist eine dotierte, epitaktisch gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht, so dass ohne aufwändige Konstruktion eine einfache elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements möglich ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 12.
- Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente wie beispielsweise LEDs auf AlInGaN-Basis, deren strahlungserzeugende aktive Schicht aus dem Materialsystem InGaN besteht, zeigen eine deutliche Temperaturabhängigkeit der Wellenlänge der emittierten Strahlung. Dieser Effekt nimmt mit zunehmendem In-Gehalt, d. h. für größere Wellenlängen zu. Der Grund hierfür liegt einerseits in der temperaturabhängigen Bandlücke der strahlungserzeugenden Schicht und andererseits insbesondere bei hohem In-Gehalt in Fluktuationen des In- Gehalts. Des weiteren wird bei herkömmlichen LEDs die Halbwertsbreite der Emissionslinie durch den zugrunde liegenden elektronischen Übergang bestimmt, wobei die Halbwertsbreite von AlInGaN-LEDs speziell bei hohem In-Gehalt aufgrund der Fluktuationen des In-Gehalts relativ breit wird. Beide genannten Phänomene führen zu Problemen bei Anwendungen, bei denen Wellenlängenreinheit (Displays) oder Wellenlängenstabilität (Datenübertragung) erforderlich ist.
- Zur Erzielung einer größeren spektralen Reinheit der emittierten Strahlung sind aus dem Stand der Technik bereits sogenannte VCSELs (vertical cavity surface emitting lasers) und RCLEDs (resonant cavity light emitting diodes) bekannt, die eine ähnliche Grundstruktur besitzen. Derartige Bauelemente weisen üblicherweise auf einem Substrat eine erste Reflektorschicht, eine Halbleiterschichtfolge mit einer strahlungserzeugenden aktiven Schicht und eine zweite Reflektorschicht in dieser Reihenfolge auf. Die an das Substrat angrenzende erste Reflektorschicht weist dabei eine möglichst hohe Reflektivität auf, während die zweite Reflektorschicht der Auskopplung der Strahlung dient und deshalb eine niedrigere Reflektivität aufweist. Die Strahlungsemission eines derartigen Halbleiterbauelements erfolgt im wesentlichen in einer vertikalen Emissionsrichtung senkrecht zur Ebene der aktiven Schicht bzw. in Achsenrichtung des durch die beiden Reflektorschichten gebildeten Resonators.
- VCSELs bzw. RCLEDs mit einem oben beschriebenen Aufbau sind aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt. Zum Beispiel beschreiben Y.-K. Song et al. in "A vertical cavity lightemitting InGaN quantum-well heterostructure", Appl. Phys. Lett., Vol. 74, No. 23, 07. Juni 1999, Seiten 3441-3443 sowie ihrer jüngeren Veröffentlichung "Resonant-cavity InGaN quantum-well blue light emitting diodes", Appl. Phys. Lett., Vol. 77, No. 12, 18. September 2000, Seiten 1744-1746, eine RCLED-Struktur, bei der die beiden Reflektorschichten aus einem dielektrischen Material gebildet sind. Außerdem wird die ausgebildete Schichtenfolge vor der Verbindung mit den elektrischen Kontakten von ihrem Saphir-Substrat getrennt, was insbesondere bei großflächigen Bauelementen schwierig ist.
- Weiter sind von N. Nakada et al., "Improved characteristics of InGaN multiple-quantum-well light mitting diode by GaN/AlGaN distributed Bragg reflector grown on sapphire", Appl. Phys. Lett., Vol. 76, No. 14, 03. April 2000, Seiten 1804-1806, und von T. Someya et al., "Room temperature lasing at blue wavelenghts in gallium nitride microcavities", Science, Vol. 285, 17. September 1999, Seiten 1905-1906, eingangs beschriebene Halbleiterbauelemente bekannt, die auf einem Saphir-Substrat gewachsen sind und deren Reflektorschichten als nicht-leitende verteilte Bragg-Reflektorschichten (DBR, distributed Bragg reflector) ausgebildet sind. Aufgrund der nichtleitenden Substrate und nichtleitenden DBRs ist ein relativ großer Aufwand bei der elektrischen Kontaktierung dieser Bauelemente erforderlich, wie dies zum Beispiel anhand von Fig. 1 des erstgenannten Artikels deutlich zu erkennen ist.
- Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung vorzusehen, das einerseits eine große spektrale Reinheit der emittierten Strahlung und gleichzeitig eine einfache elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements ermöglicht.
- Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Halbleiterbauelements sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 11.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die obige Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements mit vertikaler Emissionsrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Herstellungsverfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 13 bis 17 angegeben.
- Das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Substrat aus einem elektrisch leitfähigen Material; einer ersten Reflektorschicht auf dem Substrat, die als eine dotierte, epitaktisch gewachsene, verteilte Bragg- Reflektorschicht ausgebildet ist; einer Halbleiterschichtfolge auf InxGayN1-x-y-Basis auf der ersten Reflektorschicht, wobei die Halbleiterschichtfolge eine strahlungserzeugende aktive Schicht enthält; einer zweiten Reflektorschicht auf der Halbleiterschichtfolge, die zusammen mit der ersten Reflektorschicht einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge angeordneten Resonator bildet, dessen Achse die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt, wobei die zweite Reflektorschicht für von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung zumindest teildurchlässig ist und die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung über die zweite Reflektorschicht aus dem Halbleiterbauelement ausgekoppelt wird.
- Da im Gegensatz zu den vorbekannten Halbleiterbauelementen sowohl das Substrat als auch die erste Reflektorschicht auf dem Substrat aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, ist eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements für eine vertikale Stromführung ohne Aufwand möglich.
- Das Substrat kann zum Beispiel aus SiC bestehen, und die erste Reflektorschicht ist zum Beispiel eine dotierte, epitaktisch gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht auf InAlGaN-Basis. Beispielsweise weist die erste Reflektorschicht Schichtpaare aus AlGaN und GaN oder aus InAlGaN und InAlGaN mit unterschiedlichen In- bzw. Al-Konzentrationen auf.
- In einem Ausführungsbeispiel der, Erfindung ist die zweite Reflektorschicht ebenfalls eine dotierte, epitaktisch gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht. In diesem Fall ist vorzugsweise die erste Reflektorschicht eine n-dotierte, verteilte Bragg-Reflektorschicht und die zweite Reflektorschicht eine p-dotierte, verteilte Bragg-Reflektorschicht.
- Alternativ kann die zweite Reflektorschicht auch eine metallische Reflektorschicht oder eine dielektrische Reflektorschicht sein.
- Vorzugsweise beträgt die Reflektivität R1 der ersten Reflektorschicht zwischen etwa 70% und etwa 95%, besonders bevorzugt zwischen etwa 80% und etwa 90%. Die Reflektivität R2 der zweiten Reflektorschicht ist dagegen niedriger gewählt und beträgt vorzugsweise zwischen etwa 60% und etwa 80%, besonders bevorzugt zwischen etwa 65% und 75%.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Darin zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schichtenfolge eines ersten Ausführungsbeispiels eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung;
- Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung des Aufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung; und
- Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung des Aufbaus eines dritten Ausführungsbeispiels eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung.
- Fig. 1 zeigt zunächst schematisch den Schichtaufbau eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements mit vertikaler Emissionsrichtung in Form einer RCLED gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- Auf einem Substrat 10 aus einem elektrischen leitfähigen Material, insbesondere aus SiC, ist zunächst eine elektrisch leitfähige Buffer-Schicht 12 auf GaN-Basis oder AlGaN-Basis zur Verbindung des Substrats mit den darüber liegenden Schichten.
- Auf diese Buffer-Schicht 12 wird anschließend eine elektrisch leitfähige, n-dotierte, verteilte Bragg-Reflektorschicht (DBR) 14 auf InAlGaN-Basis epitaktisch gewachsen. Um eine erforderliche Reflektivität R1 von etwa 70% bis 95%, bevorzugt etwa 80% bis 90% zu erzielen, ist hierbei eine große Anzahl von Halbleiterschichten in der Bragg-Reflektorschicht 14 notwendig. Die erste DBR 14 weist vorzugsweise Schichtpaare aus AlGaN und GaN auf; alternativ können auch Schichtpaare aus jeweils InAlGaN mit unterschiedlichen In- bzw. Al- Konzentrationen verwendet werden. Da die Unterschiede in den Brechungsindizes bei dieser Materialwahl relativ gering ist, ist die bereits genannte große Anzahl an diesen Schichten erforderlich.
- Aufgrund der hohen Reflektivität R1 der ersten DBR 14 kann die in dem Halbleiterbauelement erzeugte Strahlung nicht in das Substrat 10 gelangen und dort absorbiert werden, so dass, wie erwähnt, problemlos das elektrisch leitfähige Substrat 10 aus SiC verwendet werden kann.
- Auf dieser ersten Reflektorschicht 14 wird dann eine Halbleiterschichtfolge 16 auf InAlGaN-Basis, bestehend aus einer n-leitenden unteren Mantelschicht 20 und einer p- leitenden oberen Mantelschicht 22, zwischen denen eine strahlungserzeugende aktive Schicht 18 vorgesehen ist. Für die untere Mantelschicht 20 wird beispielsweise mit Si dotiertes GaN und für die obere Mantelschicht 22 wird beispielsweise mit Mg dotiertes GaN eingesetzt. Die aktive Schicht 18 besteht zum Beispiel aus einer InGaN-Schicht.
- Auf die obere Mantelschicht 22 der Halbleiterschichtfolge 16 wird abschließend eine zweite Reflektorschicht 24 aufgebracht, die aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und zur Strahlungsauskopplung für die zu emittierende Strahlung teildurchlässig ist. Die Reflektivität R2 dieser zweiten Reflektorschicht 24 beträgt vorzugsweise etwa 60% bis 80%, besonders bevorzugt etwa 65% bis 75%. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 wurde als zweite Reflektorschicht 24 eine halbdurchlässige Metallschicht gewählt.
- Die erste und die zweite Reflektorschicht 14, 24 bilden zusammen einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge 16 angeordneten Resonator, dessen Achse 32 gleichzeitig die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt. Mit Hilfe dieses Resonators wird die Wellenlänge der von dem Halbleiterbauelement emittierten Strahlung zu Beispiel auf 435 nm eingestellt, wobei die Halbwertsbreite der Emissionslinie einer solchen RCLED deutlich kleiner als bei herkömmlichen LEDs ist.
- Die zweite Reflektorschicht 24 aus Metall dient in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Elektrode der elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements. Der zweite elektrische Anschluss erfolgt über eine Metallschicht 36, die auf der Unterseite des Substrats 10, d. h. der der Halbleiterschichtfolge 16 abgewandten Seite, aufgebracht ist. Da sowohl das Substrat 10 als auch die erste Reflektorschicht 14 elektrisch leitfähig sind, ist auf diese Weise im Gegensatz zu vorbekannten RCLEDs oder VCSELs ohne großen Aufwand eine einfache Konstruktion der elektrischen Anschlüsse des Halbleiterbauelements für eine vertikale Stromführung möglich.
- Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Hierbei sind gleiche Elemente wir in Fig. 1 mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Der Übersichtlichkeit halber wurden in Fig. 2 die Metallelektrode 36 und die Buffer-Schicht 12 weggelassen.
- Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 weist diese RCLED als zweite Reflektorschicht 24 keine direkt auf der Halbleiterschichtfolge 16 aufgebrachte Metallschicht auf. Statt dessen ist auf der oberen Mantelschicht 22Halbleiterschichtfolge 16 eine elektrisch leitfähige, p-dotierte, verteilte Bragg-Reflektorschicht (DBR) 24 epitaktisch gewachsen, welche zusammen mit der ersten, n-dotierten DBR 14 den Resonator des Halbleiterbauelements bildet. Als Materialsystem sind für diese zweite DBR 24 können wiederum AlGaN und GaN oder alternativ jeweils InAlGaN mit unterschiedlichen In- bzw. Al-Konzentrationen verwendet werden.
- Auf diese zweite DBR 24 wird eine Isolatorschicht 26 mit einem Strahlungsauskopplungsfenster 28 aufgebracht. Das Strahlungsauskopplungsfenster 28 in der Isolatorschicht 26 wird mit einer elektrisch leitfähigen Kontaktschicht 30 gefüllt. Anschließend wird auf die Isolatorschicht 26 und die Kontaktschicht 30 eine Metallschicht 34 als Anschlusselektrode aufgebracht. Die Isolatorschicht 26 begrenzt die vertikale Stromrichtung in transversaler Richtung und damit auch den Abstrahlwinkel der in der aktiven Schicht 18 erzeugten Strahlung.
- Eine weitere alternative Ausführungsform eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung zeigt Fig. 3. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen wiederum die gleichen Elemente wie in den beiden zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2. Wie bei Fig. 2 wurde auch in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber die Anschlusselektrode 36 und die Buffer-Schicht 12 weggelassen.
- Im Gegensatz zu den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen ist bei dem Halbleiterbauelement von Fig. 3 die zweite Reflektorschicht 24 des Resonators nicht direkt auf der Halbleiterschichtfolge 16 mit der aktiven Schicht 18 vorgesehen. Bei der in Fig. 3 dargestellten RCLED ist auf die obere Mantelschicht 22 der Halbleiterschichtfolge 16 zunächst eine Isolatorschicht 26 mit einem Strahlungsauskopplungsfenster 28 aufgebracht. Auf diese Isolatorschicht 26 und in das Strahlungsauskopplungsfenster 30 wird dann eine elektrisch leitfähige Kontaktschicht 30 aufgebracht.
- Auf diese Kontaktschicht 30 wird dann über dem Strahlungsauskopplungsfenster 28 der Isolatorschicht die zweite Reflektorschicht 24 in Form einer p-dotierten DBR epitaktisch aufgewachsen, welche zusammen mit der ersten DBR 14 den Resonator der Kavität bildet. Um die zweite DBR 24 herum ist auf der Kontaktschicht 30 eine Metallschicht 34 als Anschlusselektrode des Halbleiterbauelements vorgesehen. Die vertikale Stromführung erfolgt über die Kontaktschicht, transversal begrenzt durch die Isolatorschicht 26.
- Alternativ zu der p-dotierten DBR kann in der Ausführungsform von Fig. 3 als zweite Reflektorschicht 24 auch eine dielektrische Reflektorschicht verwendet werden, da die elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements über die Metallschicht 34 erfolgt.
- Sowohl im zweiten als auch im dritten Ausführungsbeispiel beträgt die Reflektivität 1% der zweiten Reflektorschicht 24 (DBR oder dielektrische Schicht) vorzugsweise etwa 60% bis 80%, besonders bevorzugt etwa 65% bis 75%, so dass diese Schicht einerseits zusammen mit der ersten DBR 14 den Resonator bildet und andererseits über diese zweite Reflektorschicht 24 die in der aktiven Schicht 18 erzeugte Strahlung mit vertikaler Emissionsrichtung aus dem Halbleiterbauelement ausgekoppelt werden kann.
Claims (17)
1. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit
vertikaler Emissionsrichtung, mit
einem Substrat (10);
einer ersten Reflektorschicht (14) auf dem Substrat (10);
einer Halbleiterschichtfolge (16) auf InxGaYN1-x-y-Basis auf der ersten Reflektorschicht (14), wobei die Halbleiterschichtfolge eine strahlungserzeugende aktive Schicht (18) enthält;
einer zweiten Reflektorschicht (24) auf der Halbleiterschichtfolge (16), die zusammen mit der ersten Reflektorschicht (14) einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge angeordneten Resonator bildet, dessen Achse (32) die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt,
wobei die zweite Reflektorschicht (24) für von der aktiven Schicht (18) erzeugte Strahlung zumindest teildurchlässig ist und die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung über die zweite Reflektorschicht aus dem Halbleiterbauelement ausgekoppelt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht; und
die erste Reflektorschicht (14) eine dotierte, epitaktisch gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht ist.
einem Substrat (10);
einer ersten Reflektorschicht (14) auf dem Substrat (10);
einer Halbleiterschichtfolge (16) auf InxGaYN1-x-y-Basis auf der ersten Reflektorschicht (14), wobei die Halbleiterschichtfolge eine strahlungserzeugende aktive Schicht (18) enthält;
einer zweiten Reflektorschicht (24) auf der Halbleiterschichtfolge (16), die zusammen mit der ersten Reflektorschicht (14) einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge angeordneten Resonator bildet, dessen Achse (32) die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt,
wobei die zweite Reflektorschicht (24) für von der aktiven Schicht (18) erzeugte Strahlung zumindest teildurchlässig ist und die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung über die zweite Reflektorschicht aus dem Halbleiterbauelement ausgekoppelt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht; und
die erste Reflektorschicht (14) eine dotierte, epitaktisch gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (10) aus SiC besteht.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Reflektorschicht (14) eine dotierte, epitaktisch
gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht auf InAlGaN-
Basis ist.
4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Reflektorschicht (24) eine dotierte, epitaktisch
gewachsene, verteilte Bragg-Reflektorschicht ist.
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Reflektorschicht (14) eine n-dotierte, verteilte
Bragg-Reflektorschicht und die zweite Reflektorschicht (24)
eine p-dotierte, verteilte Bragg-Refletorschicht ist.
6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Reflektorschicht (24) eine metallische
Reflektorschicht ist.
7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Reflektorschicht (24) eine dielektrische
Reflektorschicht ist.
8. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Reflektivität R1 der ersten Reflektorschicht zwischen
etwa 70% und etwa 95% beträgt.
9. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Reflektivität R2 der zweiten Reflektorschicht zwischen
etwa 60% und etwa 80% beträgt.
10. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Halbleiterschichtfolge (16) und der zweiten
Reflektorschicht (24) eine Isolationsschicht (26) mit einem
Strahlungsauskopplungsfenster (28) vorgesehen ist, wobei in
dem Strahlungsauskopplungsfenster eine elektrisch leitfähige
Kontaktschicht (30) vorgesehen ist.
11. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Substrat (10) und der ersten Reflektorschicht
(14) eine Buffer-Schicht (12) aus einem elektrisch
leitfähigen Material vorgesehen ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden
Halbleiterbauelements mit vertikaler Emissionsrichtung, mit
den Verfahrensschritten:
Bereitstellen eines Substrats (10);
Aufbringen einer ersten Reflektorschicht (14) auf das Substrat (10);
Aufbringen einer Halbleiterschichtfolge (16) auf InxGayN1-x-y- Basis auf die ersten Reflektorschicht (14), wobei die Halbleiterschichtfolge eine strahlungserzeugende aktive Schicht (18) enthält;
Aufbringen einer zweiten Reflektorschicht (24) auf die Halbleiterschichtfolge (16), die zusammen mit der ersten Reflektorschicht (14) einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge angeordneten Resonator bildet, dessen Achse (32) die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt,
wobei die zweite Reflektorschicht (24) für von der aktiven Schicht (18) erzeugte Strahlung zumindest teildurchlässig ist und die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung über die zweite Reflektorschicht aus dem Halbleiterbauelement auskoppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht; und
die erste Reflektorschicht (14) eine dotierte, verteilte Bragg-Reflektorschicht ist und epitaktisch auf das Substrat (10) gewachsen wird.
Bereitstellen eines Substrats (10);
Aufbringen einer ersten Reflektorschicht (14) auf das Substrat (10);
Aufbringen einer Halbleiterschichtfolge (16) auf InxGayN1-x-y- Basis auf die ersten Reflektorschicht (14), wobei die Halbleiterschichtfolge eine strahlungserzeugende aktive Schicht (18) enthält;
Aufbringen einer zweiten Reflektorschicht (24) auf die Halbleiterschichtfolge (16), die zusammen mit der ersten Reflektorschicht (14) einen vertikal zur Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichtfolge angeordneten Resonator bildet, dessen Achse (32) die vertikale Emissionsrichtung des Halbleiterbauelements darstellt,
wobei die zweite Reflektorschicht (24) für von der aktiven Schicht (18) erzeugte Strahlung zumindest teildurchlässig ist und die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung über die zweite Reflektorschicht aus dem Halbleiterbauelement auskoppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht; und
die erste Reflektorschicht (14) eine dotierte, verteilte Bragg-Reflektorschicht ist und epitaktisch auf das Substrat (10) gewachsen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Reflektorschicht (24) eine dotierte, verteilte
Bragg-Reflektorschicht ist und epitaktisch auf die
Halbleiterschichtfolge (16) gewachsen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Reflektorschicht (24) eine metallische
Reflektorschicht ist.
15. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Reflektorschicht (24) eine dielektrische
Reflektorschicht ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Aufbringen der zweiten Reflektorschicht (24) auf die
Halbleiterschichtfolge (16) eine Isolationsschicht (26) mit
einem Strahlungsauskopplungsfenster (28) aufgebracht wird,
wobei in das Strahlungsauskopplungsfenster eine elektrisch
leitfähige Kontaktschicht (30) eingebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Aufbringen der ersten Reflektorschicht (14) auf das
Substrat (10) eine Buffer-Schicht (12) aus einem elektrisch
leitfähigen Material aufgebracht wird.
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