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WO2014111386A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauelement Download PDF

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Publication number
WO2014111386A1
WO2014111386A1 PCT/EP2014/050612 EP2014050612W WO2014111386A1 WO 2014111386 A1 WO2014111386 A1 WO 2014111386A1 EP 2014050612 W EP2014050612 W EP 2014050612W WO 2014111386 A1 WO2014111386 A1 WO 2014111386A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
intermediate layer
semiconductor component
aluminum
barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/050612
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas LEHNHARDT
Marcus EICHFELDER
Jürgen OFF
Berthold Hahn
Joachim Hertkorn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of WO2014111386A1 publication Critical patent/WO2014111386A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
    • H10H20/812—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions within the light-emitting regions, e.g. having quantum confinement structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0137—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
    • H10H20/824—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
    • H10H20/825—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN

Definitions

  • An active zone for an optoelectronic semiconductor chip can be produced by the following steps:
  • the quantum well layer being based on InGaN
  • the object of the invention is to provide an improved optoelectronic semiconductor component and an improved method for producing the optoelectronic component.
  • the optoelectronic semiconductor component comprises an active zone for He ⁇ generation of light, wherein the active zone comprises at least one ers ⁇ th layer with indium, wherein the first layer is adjacent to a second layer.
  • the intermediate layer does not substantially change the optical and / or the electrical properties of the optoelectronic semiconductor device.
  • the average energy band gap in the sub-monolayer of the intermediate ⁇ layer is at most 10%, preferably at most 5%, particularly preferably at most 2% greater than the average energy band gap of the directly to the is the intermediate layer adjacent indium ⁇ poorer layer.
  • the peak wavelength of light emitted by the optoelectronic semiconductor component light preferably altered by introducing a sub-monolayer of the intermediate layer by a maximum of 2 nm to a maximum of 1 nm "substantially intact”.
  • the change in the peak wavelength by the A ⁇ bring a sub-monolayer of the intermediate layer may be smaller than the usual manufacturing tolerances.
  • substantially not changed can mean that the forward voltage of the optoelectronic semiconductor component changes by a maximum of 100 mV, preferably by a maximum of 20 mV, the first layer in particular being in the form of a quantum layer the ak ⁇ tive zone to high temperature effects, which occur for example in the preparation, is less sensitive.
  • the active region comprises indium on ⁇ less sensitive lent to a temperature of about 200 ° C, that is to say appear in the Substantially no electrical and / or optical degradations of the function of the active zone. ⁇ br/> ⁇ br/> ⁇ br/>
  • the described semiconductor component makes it possible to disperse indium in a high concentration in the active region. ven zone.
  • the thicknesses of the high indium content layers may be made relatively large. Next ⁇ towards relatively thin barrier layers may be used.
  • the growth of the semiconductor layer in particular the growth of the p-side of the semiconductor layer with high
  • a sub-monolayer of a Intermediate layer is provided with aluminum.
  • the sub-monolayer of an intermediate layer with aluminum ⁇ respectively at interfaces, particularly be ⁇ vorzugt at all interfaces between Indiumreicheren and indium-poor layers comprising less indium than the Indiumreicheren layers attached is preferred.
  • Essentially unchanged means at here- that the average energy band gap along the up ⁇ growth direction of the optoelectronic semiconductor component in the sub-monolayer of the intermediate layer, for example, at most 10%, preferably by at most 5%, particularly preferably at most 2%, in Comparison to the mean energy band gap of the indium poorer adjacent to the intermediate layer
  • the mean energy band gap of the intermediate layer is at most 10%, preferably at most 5%, particularly preferably at most 2% greater than the mean energy band gap of the indium-poorer layer adjoining the intermediate layer. It is particularly preferred within the manufacturing tolerance no change in the average energy band gap due to the Submonola ⁇ ge of the intermediate layer with aluminum detectable.
  • the introduction of the submonolayer can take place, for example, by briefly connecting an aluminum channel in a CVD plant, in particular in an MOVPE plant.
  • the pulse times, that is the deposition times for the connection of the aluminum channel can be in the range of at most 1, not more than 2 or even up to a maximum of 10 seconds. Due to these short pulse times, it is sometimes possible
  • Layer thickness of a monolayer AlGaN and / or InGaN and / or GaN are.
  • a monolayer is to be understood here in particular as a single, densely packed layer of atoms. With walls ⁇ ren words, with a monolayer of the manufacturing tolerances is located in the frame on each surface atom of the substrate or the preceding layer is an atom of the material which is grown on the substrate or the reciprocating before ⁇ layer.
  • the mean Schichtdi ⁇ blocks a monolayer AlGaN and / or InGaN and / or GaN is in a range between at least 0.2 nm and at most 0.4 nm.
  • the average layer thickness of the intermediate layer of the sub-monolayer with aluminum can be less than 0.2 nm, preferably less than 0.1 nm, and particularly preferably less than 0.05 nm.
  • the average layer thickness of sub-monolayer of Zvi ⁇ rule layer with aluminum results in, for example, on the product of the selected in the CVD process, deposition rate (English: deposition rate) and the deposition time, i.e., the pulse duration. At pulse times that are less than the deposition time for a complete monolayer, resulting in the production process an incomplete surfaces ⁇ covering and thus a sub-monolayer. For example, at half the monolayer, 50% of the surface to be covered remains free of atoms.
  • the energy ⁇ band structure of the optoelectronic semiconductor device is not changed by the sub-monolayer of the intermediate layer with substantially aluminum.
  • the layer thickness can be determined, for example, from the growth rate for a monolayer and the deposition time used.
  • the growth rate can be determined by X-ray reflectometry.
  • a much larger process window for the indium content in the quantum well is available. For example, this can be made ei ⁇ ne active zone, which is a light with a Wavelength> 455 nm generated.
  • the stabilization of the indium leads to a stabilization of the indium
  • the intermediate layer may be applied to both sides of the InGaN layer ⁇ to.
  • the second layer may comprise gallium nitride, in particular be formed as InGaN layer.
  • the aluminum may be incorporated in a gallium nitride layer and / or in an indium-gallium nitride layer to form the intermediate layer.
  • the intermediate layer may also be used in a layered structure, wherein the active zone has a indium gallium nitride layer having a high indium concentration which is adjacent to an indium gallium nitride layer having a low indium ⁇ ren.
  • the indium concentration at the low concentration may range from 1% to 10% or more.
  • the indium concentration at the high concentration may range from 12% to 35%.
  • the provision of the interlayer between the GaN barrier and the InGaN barrier may already be sufficient to improve the properties of the active zone. Depending on the selected embodiment, however, can also be between the
  • an intermediate layer can be formed with aluminum in a submonolayer.
  • Al x InyGa ] __ x _yN as intermediate layer.
  • concentration of the aluminum atoms in the range between 20% and 70% of the intermediate layer, in particular in the range between 40% and 60% of the intermediate layer.
  • the concentration of In may be between 0% and 14%.
  • the concentration data relate in each case to the submonolayer of the intermediate layer.
  • coverage of the surface atoms of the layer adjacent to the interlayer may be from 10% to 35%, preferably from 20% to 30%.
  • an active zone preferably an optoelectronic semiconductor component described here
  • the method can also be used generally for the creation of contiguous layers.
  • the active zone of the here be written ⁇ optoelectronic semiconductor component is preferably produced by means of the method described herein. That is, all features disclosed for the method are also disclosed for the optoelectronic semiconductor device and vice versa.
  • the active region of the optoelectronic semiconductor element is produced, for example, by a sputtering method or a CVD method, in particular by an MOVPE method.
  • a sputtering method or a CVD method in particular by an MOVPE method.
  • an aluminum channel for the CVD method is correspondingly switched on for a short time.
  • the precursors of the CVD system which is necessary for the formation of the first layer in which the indium is arranged, are fed to form the intermediate layer.
  • the selected embodiment the
  • Precursors of the second layer for forming the intermediate layer with the aluminum of the CVD system can be supplied. According to at least one embodiment of the method for producing an active zone of a semiconductor component described here, this comprises the following steps:
  • a further carrier gas is supplied, wherein the further carrier gas is enriched with a precursor for the deposition of aluminum.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a layer structure of an optoelectronic semiconductor component
  • Figure 2 shows an embodiment of a portion of a
  • Layer structure of an optoelectronic semiconductor device and Figure 3 shows a detail of a further layer structure of an active zone of an optoelectronic semiconductor device.
  • 1 shows an example of a layered structure 1 of an optoelectronic semiconductor component, which is formed for example in the form of an LED or egg ⁇ nes semiconductor laser in a schematic representation.
  • a growth direction z of the layer structure is schematically indicated by an arrow.
  • the layer structure 1 has a carrier 2, which is formed for example in the form of a substrate.
  • the sub ⁇ strat may be formed, for example, sapphire.
  • an undoped buffer layer 20 is applied, which has GaN and a thickness of 1 ⁇ can have on ⁇ .
  • the first layer 3 is applied on the buffer layer 20, a first layer 3 is applied.
  • the first layer 3 may be formed in the form of a negatively doped semiconductor layer, for example as a GaN layer or as an (Al) GaN layer with a silicon doping.
  • the first layer 3 may illustrate a buffer layer ⁇ ⁇ and have a thickness of the fourth
  • a second layer 4 is applied on the first layer 3.
  • the second layer 4 may be a low n-doped GaN layer, insbeson ⁇ particular an InGaN layer. Silicon can also be used for doping.
  • the second layer 4 may, for example, a thickness in the range of 3-10 ym aufwei ⁇ sen.
  • an active zone 5 of semiconductor layers is applied, which is designed to generate light ⁇ radiation.
  • the active region 5 has in the exemplary embodiment illustrated Darge ⁇ alternating quantum layers 6 and barrier layers 7a, 7b.
  • five quantum layers 6 may be provided bounded by barrier layers 7a, 7b.
  • the quantum layers 6 represent quantum wells.
  • a quantum layer 6 may comprise InGaN or may consist of InGaN.
  • the quantum layer 6 may Iny Ga] _-yN aufwei ⁇ sen, wherein y may be from 0.08 to 0.35.
  • a barrier Layer 7a, 7b may comprise GaN or InGaN.
  • a barrier layer 7a, 7b between two quantum layers 6 can be formed in a layer sequence of a first barrier layer 7a, a second barrier layer 7b and again a first barrier layer 7a.
  • the first barrier layer 7a is formed as an InGaN layer, wherein the In content may increase toward the quantum layer 6 and decrease away from the quantum layer in the growth direction.
  • the In content can be between 5% and 10%.
  • the second barrier layer 7b may be formed as a GaN layer.
  • a first barrier layer 7a is arranged between the second layer 4 and the quantum layer 6.
  • Angren ⁇ zend at least a boundary layer of a first and / or second barrier layer 7a, 7b may be formed an intermediate layer 11.
  • the layer sequence first barrier layer 7a, quantum layer 6, first barrier layer 7a and second barrier layer 7b can repeat, for example, 3 to 9 times, typically 5 times.
  • a third layer 8 is applied on the last second barrier layer 7b.
  • the third layer 8 is likewise formed as a barrier layer, wherein the third layer 8 has a greater thickness than the other barrier layers 7a, 7b.
  • the third layer 8 consists ⁇ example, from the same material as the second barrier layer ⁇ 7b, that is made of gallium nitride.
  • a fourth layer 9 is applied.
  • the fourth layer 9 illustrates a blocking layer for electrons and is in the illustrated embodiment / In / GaN layer having a positive doping, wherein ⁇ game designed as AlGaN or Al with magnesium doping.
  • a positively doped fifth layer 10 applied, wherein the fifth layer, for example, composed of GaN with a positive magnesium doping.
  • the active zone 5 has, for example, a thickness of 20 nm to 100 nm.
  • the barrier layer 9 has, for example, a thickness of 10 to 20 nm.
  • the fifth layer 10 has a thickness of, for example, 50 to 200 nm.
  • the first and the second layer 3, 4 represent the n-doped side and the fourth and the fifth layer 9, 10 represent the p-doped side of the illustrated optoelectronic semiconductor structure.
  • an intermediate layer 11 can now be formed between the second layer 4 and the adjacent first barrier layer 7a.
  • an intermediate layer 11 can be formed in each case between a quantum layer 6 and a first barrier layer 7a.
  • an intermediate layer 11 can be formed between a first and a second barrier layer 7a, 7b.
  • an intermediate layer can be formed between a quantum layer 6 and the third layer 8.
  • the intermediate layer 11 comprises the material of an adjacent layer and aluminum.
  • the intermediate layer 11 has a thickness which is smaller than, preferably, a monolayer of a material of the adjacent layers, that is, formed as a submonolayer.
  • the intermediate layer 11 may be formed in the illustrated embodiment as AlInGaN layer or as AlGaN layer, wherein the thickness is smaller than a monolayer.
  • the thickness of the interim can be ⁇ rule layer 11 in the region between 10% and 90% of a mono ⁇ position. Good results are made with a thickness of one achieved half monolayer of an AlInGaN layer or an AlGaN layer.
  • a stabilization of the indium in the InGaN layer is already achieved in that in an InGaN layer, the interim ⁇ rule layer 11 is formed adjacent to one of the interfaces.
  • the incorporation of an intermediate layer 11 between the second layer 4 and the subsequent quantum layer 6 is sufficient to improve the stability.
  • the stability of the active region 5 is improved by several ten Eisenschich ⁇ are provided at the respective interfaces between two layers.
  • an intermediate layer 11 is provided at each interface of an indium-containing layer to an adjacent layer.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a general example of a detail of an active zone 5 of an optoelectronic semiconductor component, wherein the active zone 5 has a further first layer 12, wherein an intermediate layer 11 is arranged on the further layer 12. On the intermediate layer 11 is another second
  • the intermediate layers 11 are formed in the form of a sub-monolayer of a layer comprising aluminum.
  • the intermediate layer 11 has ⁇ either the material of the further first and the further second layer 12, 13, whereby also Aluminum is included.
  • the thickness of the intermediate layer 11 is smaller than a monolayer.
  • FIG. 3 shows a section of a further embodiment of an active zone 5 of an optoelectronic semiconductor component which is designed as an LED.
  • the ordinate schematically shows the energy E for a direct radiative band transition.
  • the abscissa shows the direction of growth z of the layer structure.
  • the energy band structure that is to say the mean energy band gap E along the growth direction z, of the optoelectronic semiconductor component is shown.
  • the layer 3 shows a structure which is essentially composed of a layer sequence P of a first InGaN barrier layer 7a, a quantum layer 6, a further InGaN barrier layer 7a and a second GaN barrier layer 7b and can repeat itself more frequently.
  • the layer sequence P may have a thickness of 4 to 20 nm.
  • the first barrier layer 7a is formed in each case as indium gallium nitride (In x Ga] __ x N), wherein the concentra ⁇ on of indium in the range of ⁇ 14, in particular in the range between 1% and 10%.
  • the quantum layer 6 is formed as indium gallium nitride in the illustrated embodiment, (In x Ga] __ x N), wherein the concentra ⁇ on indium> 10%, for example between 14% and 18% by weight.
  • intermediate layers 11 may be formed in each case, wherein the intermediate layers are drawn in the form of dashed lines.
  • the intermediate layer 11 may be in the form of an AlGaN layer or an AlInGaN layer, wherein the thickness along the growth direction of the intermediate layer 11 is preferably smaller than a monolayer of an InGaN layer or a GaN layer.
  • the intermediate layer 11 is preferably attached in each case at interfaces, particularly preferably at all interfaces, between indium-richer 6, 7a and indium-poorer layers 7a, 7b.
  • the formation of the intermediate layer 11 as a submonolayer to occasionally enable the energy band ⁇ structure, that is, the structure of the middle Energybandlü- blocks E along the growth direction z, the optoelectronic semiconductor device is not substantially changed, as shown in FIG. 3
  • the average energy band gap of the intermediate layer 11 is at most 10% greater than the average energy band gap of the directly to the intermediate layer 11 adjacent indium poor layer (7a, 7b), and thus changes, as shown in Figure 3, the energy band ⁇ structure substantially Not.
  • an intermediate layer 11 extends between a first barrier layer 7a and an adjacent second barrier layer 7b.
  • an intermediate layer 11 may be provided at each interface between two layers 6, 7a, 7b, as indicated schematically in FIG.
  • the intermediate layer 11 may be formed as in the example of FIG .
  • the indium may take in the first barrier layer 7a in the direction of the quantum layer 6 to ⁇ , in particular linear increase.
  • the first barrier layer 7a may also be formed only as a GaN layer.
  • the layer structures shown in the figures are grown, for example, by means of a CVD method, in particular by means of an MOCVD method.
  • indium, gallium and / or aluminum are supplied with carrier gases with precursors for the production of gallium nitride, indium nitride and / or aluminum in a process chamber.
  • the carrier gas is supplied to the off ⁇ formation of gallium nitride in the process chamber, then, for example, to form an intermediate ⁇ layer 11 in addition to the carrier gas for the formation of gallium nitride or InGaN for a limited period of time, another carrier gas with a precursor to Separation of
  • the time is so short that at most a monolayer, preferably a ge ⁇ ringere thickness of a layer of an intermediate layer of aluminum gallium nitride or AlInGaN is applied.
  • the carrier gas for indium can be simultaneously fed during the introduction of aluminum.
  • the aluminum can be deposited simultaneously with the beginning of the indium-gallium nitride layer.
  • the aluminum is first respectively at the interfaces and / or a second barrier layer 7a is passed into the process chamber 7b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer aktiven Zone zur Erzeugung von Licht, wobei die aktive Zone wenigstens eine erste Schicht mit In aufweist, wobei die erste Schicht an eine zweite Schicht grenzt, wobei im Grenzbereich zwischen der ersten und der zweiten Schicht eine Submonolage einer Zwischenschicht mit Aluminium vorgesehen ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauelement
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angege¬ ben .
Eine aktive Zone für einen optoelektronischen Halbleiterchip kann mit den folgenden Schritten hergestellt werden:
- Wachsen einer vierten Barriereschicht, basierend auf
AlInGaN, wobei ein Indiumgehalt entlang einer Wachstumsrichtung zunimmt,
- Wachsen einer QuantentopfSchicht auf der vierten Barriere- Schicht, wobei die QuantentopfSchicht auf InGaN basiert,
- Wachsen einer ersten Barriereschicht basieren auf AlInGaN auf die QuantentopfSchicht , wobei der Indiumgehalt entlang der Wachstumsrichtung abnimmt,
- Wachsen einer auf GaN basierenden zweiten Barriereschicht auf die erste Barriereschicht, und
- Wachsen einer auf GaN basierenden dritten Barriereschicht auf die zweite Barriereschicht, wobei die dritte Barriere¬ schicht unter Zugabe von Wasserstoffgas gewachsen wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes optoelektronisches Halbleiterbauelement und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements bereitzustellen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst dieses eine aktive Zone zur Er¬ zeugung von Licht, wobei die aktive Zone wenigstens eine ers¬ te Schicht mit Indium aufweist, wobei die erste Schicht an eine zweite Schicht grenzt. Hierbei ist im Grenzbereich zwi- sehen der ersten und der zweiten Schicht eine Submonolage ei¬ ner Zwischenschicht mit Aluminium vorgesehen, wobei die Zwischenschicht die optischen und/oder die elektrischen Eigenschaften des optoelektronischen Halbleiterbauelements im We- sentlichen nicht verändert. „Im Wesentlichen nicht verändert" kann hierbei und im Folgenden bedeuten, dass die mittlere Energiebandlücke im Bereich der Submonolage der Zwischen¬ schicht höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 %, besonders bevorzugt höchstens 2 % größer als die mittlere Energieband- lücke der direkt an die Zwischenschicht angrenzenden Indium¬ ärmeren Schicht ist. Zudem kann „im Wesentlichen nicht verändert" bedeuten, dass sich die Peak-Wellenlänge des von dem optoelektronischen Halbleiterbauelement abgestrahlten Lichts durch das Einbringen einer Submonolage der Zwischenschicht um maximal 2 nm, bevorzugt um maximal 1 nm verändert. Insbeson¬ dere kann die Änderung der Peak-Wellenlänge durch das Ein¬ bringen einer Submonolage der Zwischenschicht kleiner als die üblichen Herstellungstoleranzen sein. Weiterhin kann „im Wesentlichen nicht verändert" bedeuteten, dass sich die Vor- wärtsspannung des optoelektronischen Halbleiterbauelements um maximal 100 mV, bevorzugt um maximal 20 mV verändert. Die erste Schicht kann hierbei insbesondere als Quantenschicht ausgebildet sein. Das Halbleiterbauelement weist den Vorteil auf, dass die ak¬ tive Zone gegenüber hohen Temperatureinflüssen, die beispielsweise bei der Herstellung auftreten, weniger empfindlich ist. Insbesondere ist die aktive Zone, die Indium auf¬ weist, gegen eine Temperatur von über 200 °C weniger empfind- lieh, das heißt es treten im Wesentlichen keine elektrischen und/oder optischen Verschlechterungen der Funktion der aktiven Zone auf. Durch das beschriebene Halbleiterbauelement ist es möglich, Indium in einer hohen Konzentration in der akti- ven Zone zu binden. Zudem können die Dicken der Schichten mit dem hohen Indiumgehalt relativ groß ausgebildet sein. Weiter¬ hin können relativ dünne Barriereschichten verwendet werden. Zudem kann das Aufwachsen der Halbleiterschicht, insbesondere das Aufwachsen der p-Seite der Halbleiterschicht mit hohen
Temperaturen durchgeführt werden. Dadurch wird ein optoelektronisches Halbleiterelement bereitgestellt, das in Bezug auf Hochstromlinearität , die Vorwärtsspannung oder die Helligkeit sehr gute Eigenschaften aufweist.
Die beschriebenen Vorteile können unter anderem dadurch erreicht werden, dass im Grenzbereich wenigstens einer Grenzschicht zwischen einer Indium-haltigen Schicht, insbesondere einer Indium-Gallium-Nitridschicht, und einer angrenzenden Schicht, die insbesondere einen geringeren Indium-Anteil auf¬ weist, eine Submonolage einer Zwischenschicht mit Aluminium vorgesehen ist. Bevorzugt ist die Submonolage einer Zwischen¬ schicht mit Aluminium jeweils an Grenzflächen, besonders be¬ vorzugt an allen Grenzflächen, zwischen Indium-reicheren und Indium-ärmeren Schichten, die weniger Indium als die Indiumreicheren Schichten umfassen, angebracht.
Versuche haben gezeigt, dass das Einbringen einer Submonolage der Zwischenschicht mit Aluminium beispielsweise bei gleich- zeitigem Einbringen von Gallium-Nitrid und/oder von Indium- Gallium-Nitrid an der Grenzfläche zur Indium-haltigen Schicht der aktiven Zone zu einer Stabilisierung der Indium-haltigen Schicht gegen eine Zersetzung oder Clusterbildung des Indiums bei hohen Temperaturen erreicht wird. Mit anderen Worten, durch das Einbringen einer Submonolage der Zwischenschicht mit Aluminium kann die Wachstumskinetik der Schichten des optoelektronischen Halbleiterbauelements beeinflusst werden. Hierbei ist es möglich, dass die Energiebandstruktur des optoelektronischen Halbleiterbauelements durch die Submonola¬ ge der Zwischenschicht mit Aluminium im Wesentlichen nicht verändert wird. "Im Wesentlichen nicht verändert" heißt hier- bei, dass sich die mittlere Energiebandlücke entlang der Auf¬ wachsrichtung des optoelektronischen Halbleiterbauelements im Bereich der Submonolage der Zwischenschicht beispielsweise um maximal 10 %, bevorzugt um maximal 5 %, besonders bevorzugt um maximal 2 %, im Vergleich zur mittleren Energiebandlücke der an die Zwischenschicht angrenzenden Indium-ärmeren
Schicht verändert. Es ist also insbesondere möglich, dass die mittlere Energiebandlücke der Zwischenschicht höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 %, besonders bevorzugt höchstens 2 % größer als die mittlere Energiebandlücke der an die Zwischen- schicht angrenzenden Indium-ärmeren Schicht ist. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der Herstellungstoleranz keine Veränderung der mittleren Energiebandlücke aufgrund der Submonola¬ ge der Zwischenschicht mit Aluminium feststellbar. Das Einbringen der Submonolage kann beispielsweise durch ein kurzzeitiges Aufschalten eines Aluminiumkanals bei einer CVD- Anlage, insbesondere bei einer MOVPE-Anlage erfolgen. Die Pulszeiten, das heißt die Abscheidungszeiten, für das Aufschalten des Aluminiumkanals können im Bereich von höchstens 1, höchstens 2 oder auch bis zu höchstens 10 Sekunden liegen. Durch diese kurzen Pulszeiten ist es mitunter möglich,
Schichtdicken zu erzeugen, die kleiner als die mittlere
Schichtdicke einer Monolage AlGaN und/oder InGaN und/oder GaN sind. Unter einer Monolage ist hierbei insbesondere eine ein- zelne, dicht gepackte Lage aus Atomen zu verstehen. Mit ande¬ ren Worten, bei einer Monolage befindet sich im Rahmen der Herstellungstoleranzen auf jedem Oberflächenatom des Substrats beziehungsweise der vorhergehenden Schicht ein Atom des Materials, das auf das Substrat beziehungsweise die vor¬ hergehende Schicht aufgewachsen wird. Die mittlere Schichtdi¬ cke einer Monolage AlGaN und/oder InGaN und/oder GaN liegt in einem Bereich zwischen wenigstens 0,2 nm und höchstens 0,4 nm.
Die mittlere Schichtdicke der Zwischenschicht der Submonolage mit Aluminium kann kleiner als 0,2 nm, bevorzugt kleiner als 0,1 nm, und besonders bevorzugt kleiner als 0,05 nm ausgebil- det sein. Die mittlere Schichtdicke der Submonolage der Zwi¬ schenschicht mit Aluminium ergibt sich beispielsweise aus auf dem Produkt der in dem CVD-Verfahren gewählten Abscheidungs- rate (englisch: deposition rate) und der Abscheidungszeit , das heißt der Pulsdauer. Bei Pulszeiten, die geringer als die Abscheidungszeit für eine vollständige Monolage sind, ergibt sich im Herstellungsprozess eine unvollständige Oberflächen¬ bedeckung und somit eine Submonolage. Beispielsweise bleiben bei einer halben Monolage 50 % der zu bedeckenden Oberfläche frei von Atomen. Mit einer solch geringen Schichtdicke der Zwischenschicht ist es mitunter möglich, dass die Energie¬ bandstruktur des optoelektronischen Halbleiterbauelements durch die Submonolage der Zwischenschicht mit Aluminium im Wesentlichen nicht verändert wird. Die Schichtdicke kann beispielsweise aus der Wachstumsrate für eine Monolage und der verwendeten Abscheidedauer ermittelt werden. Die Wachstumsrate kann über Röntgenreflektromet- rie bestimmt werden. Mit Hilfe der stabilisierten Indium-haltigen Schichten steht ein wesentlich größeres Prozessfenster für den Indium-Gehalt im Quantentopf zur Verfügung. Beispielsweise kann dadurch ei¬ ne aktive Zone hergestellt werden, die ein Licht mit einer Wellenlänge > 455 nm erzeugt. Zudem ist es, wie bereits aus¬ geführt, nicht mehr erforderlich, die Herstellung der p-Seite der pn-Schicht bei für die elektrischen Eigenschaften ungünstigen niedrigen Temperaturen durchzuführen. Die Stabilisie- rung des Indiums führt zu einer Stabilisierung der
Kleinstromeigenschaften, insbesondere in Abhängigkeit von der Messtemperatur .
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Zwischen- schicht auf beiden Seiten der InGaN-Schicht aufgebracht wer¬ den .
In einer weiteren Ausführungsform kann die zweite Schicht Galliumnitrid aufweisen, insbesondere als InGaN-Schicht aus- gebildet sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann zur Ausbildung der Zwischenschicht das Aluminium in einer Galliumnitridschicht und/oder in einer Indium-Gallium- Nitridschicht eingebracht sein. Die Zwischenschicht kann auch bei einer Schichtstruktur verwendet werden, bei der die aktive Zone eine Indium-Gallium- Nitridschicht mit einer hohen Indiumkonzentration aufweist, die an eine Indium-Gallium-Nitridschicht mit einer niedrige¬ ren Indiumkonzentration angrenzt. Beispielsweise kann die In- diumkonzentration bei der niedrigen Konzentration im Bereich von 1 % bis 10 % oder mehr liegen. Weiterhin kann die Indiumkonzentration bei der hohen Konzentration im Bereich von 12 % bis 35 % liegen. Die beschriebenen Vorteile ergeben sich auch insbesondere bei einer Schichtanordnung, bei der eine GaN-Schicht auf beiden Seiten eine Struktur mit einer InGaN-Barriere, einem InGaN- Quantentopf und einer InGaN-Barriere einfasst. In dieser An- Ordnung kann abhängig von der gewählten Ausführungsform wenigstens an einer Grenzschicht zwischen den verschiedenen Schichten eine Zwischenschicht mit einer Submonolage der Zwi¬ schenschicht mit Aluminium eingebracht werden.
In einer Ausführungsform dürfte bei einer einfachen Ausführung bereits das Vorsehen der Zwischenschicht zwischen der GaN-Barriere und der InGaN-Barriere für eine Verbesserung der Eigenschaften der aktiven Zone ausreichen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann jedoch auch zwischen der
InGaN-Barriere und der InGaN-Schicht , das heißt dem Quanten¬ topf, eine Zwischenschicht mit Aluminium in einer Submonolage ausgebildet werden. Je mehr Grenzbereiche eine Zwischen¬ schicht aus Aluminium in einer Submonolage aufweist, umso stabiler wird die aktive Zone gegenüber einem hohen Tempera- tureinfluss .
Versuche haben gezeigt, dass die Ergebnisse mit einer 0,1 % bis 90 % Monolage der Zwischenschicht in Form von AlGaN und/oder AlInGaN erreicht wird. Beispielsweise werden gute Ergebnisse mit einer halben Monolage von AlxGa]__xN und/oder
AlxInyGa]__x_yN als Zwischenschicht erreicht. Versuche haben gezeigt, dass eine gute Epistruktur für eine Konzentration der Aluminiumatome im Bereich zwischen 20 % und 70 % der Zwischenschicht, insbesondere im Bereich zwischen 40 % und 60 % der Zwischenschicht erreicht wird. Die Konzentration von In kann beispielsweise zwischen 0 % und 14 % liegen. Die Konzentrationsangaben beziehen sich jeweils auf die Submonolage der Zwischenschicht. In Bezug auf eine Monolage der an die Submonolage der Zwischenschicht aus Aluminium angrenzenden Schichten kann sich beispielsweise eine Bedeckung der Oberflächen-Atome der an die Zwischenschicht angrenzenden Schicht von 10 % bis 35 %, bevorzugt von 20 % bis 30 %, ergeben. Durch das Vorsehen der Zwischenschicht wird einer Segregation von Indium entgegengewirkt. Insbesondere bei kleinen Chipgrö¬ ßen wird beispielsweise eine Reduzierung der Ausfälle
und/oder eine Erhöhung einer Vorwärtsspannung bei kleinen Strömen erreicht.
Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Zone bevorzugt eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben. Das Verfahren kann jedoch auch allgemein für die Erzeugung aneinander angrenzender Schichten verwendet werden. Die aktive Zone des hier be¬ schriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements ist vorzugsweise mittels dem hier beschriebenen Verfahren herstellbar. Das heißt, sämtliche für das Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das optoelektronische Halbleiterbauelement offenbart und umgekehrt.
Die aktive Zone des optoelektronischen Halbleiterelements wird beispielsweise mit einem Sputterverfahren oder einem CVD-Verfahren, insbesondere mit einem MOVPE-Verfahren hergestellt. Entsprechend der gewünschten Lage der Zwischenschicht mit Aluminium wird entsprechend ein Aluminiumkanal für das CVD-Verfahren kurzzeitig aufgeschaltet . Zusätzlich zum Aluminium werden zur Ausbildung der Zwischenschicht die Precurso- ren der CVD-Anlage zugeführt, die zur Ausbildung der ersten Schicht nötig wird, in der das Indium angeordnet ist. Zudem können aufgrund der gewählten Ausführungsform auch die
Precursoren der zweiten Schicht zur Ausbildung der Zwischenschicht mit dem Aluminium der CVD-Anlage zugeführt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Her¬ stellung einer aktiven Zone eines hier beschriebenen Halbleiterbauelements umfasst dieses folgende Schritte:
- Aufbringen einer Submonolage einer Zwischenschicht mit Alu- minium an einer Grenzfläche der ersten Schicht und/oder der
Barriereschicht und
- Herstellung der aktiven Zone mit einem CVD-Verfahren, insbesondere einem MOVPE-Verfahren, wobei zur Herstellung der aktiven Zone Trägergase verwendet werden, die mit unter- schiedlichen Precursoren angereichert sind, und wobei zur
Herstellung der Zwischenschicht über eine Zeitdauer von maximal 10 Sekunden ein weiteres Trägergas zugeführt wird, wobei das weitere Trägergas mit einem Precursor zur Abscheidung von Aluminium angereichert ist.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Schichtstruktur eines optoelektronischen Halbleiterbauelements,
Figur 2 eine Ausführungsform eines Abschnittes einer
Schichtstruktur eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, und Figur 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren Schichtstruktur einer aktiven Zone eines optoelektronischen Halbleiterbauelements zeigt. Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Beispiel für eine Schichtstruktur 1 eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, das beispielsweise in Form einer LED oder ei¬ nes Halbleiterlasers ausgebildet ist. Eine Aufwachsrichtung z der Schichtstruktur ist mit einem Pfeil schematisch angegeben. Die Schichtstruktur 1 weist einen Träger 2 auf, der beispielsweise in Form eines Substrats ausgebildet ist. Das Sub¬ strat kann beispielsweise aus Saphir ausgebildet sein. Auf dem Träger 2 ist beispielsweise eine undotierte Bufferschicht 20 aufgebracht, die GaN aufweist und eine Dicke von 1 μιη auf¬ weisen kann. Auf der Bufferschicht 20 ist eine erste Schicht 3 aufgebracht. Die erste Schicht 3 kann in Form einer negativ dotierten Halbleiterschicht, beispielsweise als GaN-Schicht oder als (AI ) GaN-Schicht mit einer Siliziumdotierung ausge- bildet sein. Die erste Schicht 3 kann eine Bufferschicht dar¬ stellen und eine Dicke von 4 μιη aufweisen. Auf der ersten Schicht 3 ist eine zweite Schicht 4 aufgebracht. Die zweite Schicht 4 kann eine niedrig n-dotierte GaN-Schicht, insbeson¬ dere eine InGaN-Schicht darstellen. Zur Dotierung kann eben- falls Silizium verwendet werden. Die zweite Schicht 4 kann beispielsweise eine Dicke im Bereich von 3 bis 10 ym aufwei¬ sen .
Auf der zweiten Schicht 4 ist eine aktive Zone 5 aus Halb- leiterschichten aufgebracht, die ausgebildet ist, um Licht¬ strahlung zu erzeugen. Die aktive Zone 5 weist in dem darge¬ stellten Ausführungsbeispiel abwechselnd Quantenschichten 6 und Barriereschichten 7a, 7b auf. Beispielsweise können fünf Quantenschichten 6 begrenzt von Barriereschichten 7a, 7b vor- gesehen sein. Die Quantenschichten 6 stellen Quantentöpfe dar. Eine Quantenschicht 6 kann InGaN aufweisen oder aus InGaN bestehen. Die Quantenschicht 6 kann InyGa]_-yN aufwei¬ sen, wobei y zwischen 0,08 und 0,35 liegen kann. Eine Barrie- reschicht 7a, 7b kann GaN oder InGaN aufweisen. Eine Barriereschicht 7a, 7b zwischen zwei Quantenschichten 6 kann in eine Schichtfolge einer ersten Barriereschicht 7a, einer zweiten Barriereschicht 7b und wieder einer ersten Barriereschicht 7a ausgebildet sein. Die erste Barriereschicht 7a ist als InGaN- Schicht ausgebildet, wobei der In-Gehalt in Richtung auf die Quantenschicht 6 zunehmen und weg von der Quantenschicht in Wachstumsrichtung abnehmen kann. Der In-Gehalt kann zwischen 5 % und 10 % liegen. Die zweite Barriereschicht 7b kann als GaN-Schicht ausgebildet sein.
Zudem ist zwischen der zweiten Schicht 4 und der Quantenschicht 6 eine erste Barriereschicht 7a angeordnet. Angren¬ zend an wenigstens eine Grenzschicht einer ersten und/oder zweiten Barriereschicht 7a, 7b kann eine Zwischenschicht 11 ausgebildet sein.
Die Schichtenfolge erste Barriereschicht 7a, Quantenschicht 6, erste Barriereschicht 7a und zweite Barriereschicht 7b kann sich beispielsweise 3- bis 9-mal wiederholen, typischerweise 5-mal. Auf der letzten zweiten Barriereschicht 7b ist eine dritte Schicht 8 aufgebracht. Die dritte Schicht 8 ist ebenfalls als Barriereschicht ausgebildet, wobei die dritte Schicht 8 eine größere Dicke als die anderen Barriereschich- ten 7a, 7b aufweist. Die dritte Schicht 8 besteht beispiels¬ weise aus dem gleichen Material wie die zweite Barriere¬ schicht 7b, das heißt aus Galliumnitrid. Auf der dritten Schicht 8 ist eine vierte Schicht 9 aufgebracht. Die vierte Schicht 9 stellt eine Blockierschicht für Elektronen dar und ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als AlGaN- oder als Al/In/GaN-Schicht mit einer positiven Dotierung, bei¬ spielsweise mit Magnesiumdotierung, ausgebildet. Auf der vierten Schicht 9 ist eine positiv dotierte fünfte Schicht 10 aufgebracht, wobei die fünfte Schicht beispielsweise aus GaN mit einer positiven Magnesiumdotierung aufgebaut ist.
Die aktive Zone 5 weist beispielsweise eine Dicke von 20 nm bis 100 nm auf. Die Barriereschicht 9 weist beispielsweise eine Dicke von 10 bis 20 nm auf. Die fünfte Schicht 10 weist eine Dicke von beispielsweise 50 bis 200 nm auf. Die erste und die zweite Schicht 3, 4 stellen die n-dotierte Seite und die vierte und die fünfte Schicht 9, 10 stellen die p- dotierte Seite der dargestellten optoelektronischen Halbleiterstruktur dar.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann nun zwischen der zweiten Schicht 4 und der angrenzenden ersten Barriere- schicht 7a eine Zwischenschicht 11 ausgebildet sein. Zudem kann jeweils zwischen einer Quantenschicht 6 und einer ersten Barriereschicht 7a eine Zwischenschicht 11 ausgebildet sein. Weiterhin kann zwischen einer ersten und einer zweiten Barriereschicht 7a, 7b eine Zwischenschicht 11 ausgebildet sein. Weiterhin kann zwischen einer Quantenschicht 6 und der dritten Schicht 8 eine Zwischenschicht ausgebildet sein.
Die Zwischenschicht 11 weist das Material einer angrenzenden Schicht und Aluminium auf. Die Zwischenschicht 11 weist eine Dicke auf, die kleiner vorzugsweise als eine Monolage eines Materials der angrenzenden Schichten ist, auf, das heißt als Submonolage ausgebildet ist. Somit kann die Zwischenschicht 11 im dargestellten Ausführungsbeispiel als AlInGaN-Schicht oder als AlGaN-Schicht ausgebildet sein, wobei die Dicke kleiner als eine Monolage ist. Zudem kann die Dicke der Zwi¬ schenschicht 11 im Bereich zwischen 10 % und 90 % einer Mono¬ lage sein. Gute Ergebnisse werden mit einer Dicke von einer halben Monolage einer AlInGaN-Schicht beziehungsweise einer AlGaN-Schicht erreicht.
In einer Ausführungsform wird eine Stabilisierung des Indiums in der InGaN-Schicht bereits dadurch erreicht, dass an einer der Grenzflächen angrenzend an eine InGaN-Schicht die Zwi¬ schenschicht 11 ausgebildet wird. Somit ist beispielsweise die Einbringung einer Zwischenschicht 11 zwischen der zweiten Schicht 4 und der anschließenden Quantenschicht 6 für eine Verbesserung der Stabilität ausreichend. Die Stabilität der aktiven Zone 5 wird verbessert, indem mehrere Zwischenschich¬ ten an den entsprechenden Grenzflächen zwischen zwei Schichten vorgesehen sind. Vorzugsweise ist an jeder Grenzfläche einer Indium-haltigen Schicht zu einer benachbarten Schicht eine Zwischenschicht 11 vorgesehen.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein allgemeines Beispiel für einen Ausschnitt aus einer aktiven Zone 5 eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, wobei die ak- tive Zone 5 eine weitere erste Schicht 12 aufweist, wobei auf der weiteren Schicht 12 eine Zwischenschicht 11 angeordnet ist. Auf der Zwischenschicht 11 ist eine weitere zweite
Schicht 13 aufgebracht. Auf der weiteren Schicht 13 ist eine weitere Zwischenschicht 11 aufgebracht. Auf der weiteren Zwi- schenschicht 11 ist eine weitere dritte Schicht 14 angeord¬ net. Die weitere zweite Schicht 13 ist in Form einer Schicht ausgebildet, die Indium aufweist, insbesondere als InGaN- Schicht ausgebildet. Die weitere erste Schicht 12 und die weitere dritte Schicht 14 sind als GaN-Schichten ausgebildet. Die Zwischenschichten 11 sind in Form einer Submonolage einer Schicht ausgebildet, die Aluminium aufweist. Die Zwischen¬ schicht 11 weist entweder das Material der weiteren ersten oder der weiteren zweiten Schicht 12, 13 auf, wobei zudem Aluminium enthalten ist. Die Dicke der Zwischenschicht 11 ist kleiner als eine Monolage. Abhängig von der gewählten Ausführungsform reicht bereits das Vorsehen einer Zwischenschicht 11 zwischen der ersten weiteren Schicht 12 und der weiteren zweiten Schicht 13, um die Stabilität der Indium-haltigen weiteren zweiten Schicht 13 in Bezug auf die Temperaturstabi¬ lität zu verbessern. Die Zwischenschicht 11 kann gemäß dem Beispiel der Figur 1 aufgebaut sein. Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer aktiven Zone 5 eines optoelektronischen Halbleiterbauelementes, das als LED ausgebildet ist. Auf der Ordinate ist schematisch die Energie E für einen direkten strahlenden Bandübergang dargestellt. Auf der Abszisse ist die Aufwachs- richtung z der Schichtstruktur dargestellt. Mit anderen Worten, in der Figur 3 ist die Energiebandstruktur, das heißt die mittlere Energiebandlücke E entlang der Aufwachsrichtung z, des optoelektronischen Halbleiterbauelements dargestellt. In Figur 3 ist eine Struktur dargestellt, die im Wesentlichen aus einer Schichtfolge P einer ersten InGaN-Barriereschicht 7a, einer Quantenschicht 6, einer weiteren InGaN- Barriereschicht 7a und einer zweiten GaN-Barriereschicht 7b aufgebaut ist und sich öfter wiederholen kann. Die Schichten- folge P kann eine Dicke von 4 bis 20 nm aufweisen. Die erste Barriereschicht 7a ist jeweils als Indium-Gallium- Nitridschicht (InxGa]__xN) ausgebildet, wobei die Konzentrati¬ on von Indium im Bereich von < 14, insbesondere im Bereich zwischen 1 % und 10 % liegt. Die Quantenschicht 6 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Indium-Gallium- Nitridschicht (InxGa]__xN) ausgebildet, wobei die Konzentrati¬ on von Indium > 10 %, beispielsweise zwischen 14 % und 18 % liegt . Zwischen den Schichten 6, 7a, 7b können jeweils Zwischenschichten 11 ausgebildet sein, wobei die Zwischenschichten in Form von gestrichelten Linien eingezeichnet sind. Die Zwi- schenschicht 11 kann in Form einer AlGaN-Schicht oder einer AlInGaN-Schicht ausgebildet sein, wobei die Dicke entlang der Wachstumsrichtung der Zwischenschicht 11 vorzugsweise kleiner als eine Monolage einer InGaN-Schicht beziehungsweise einer GaN-Schicht ist. Die Zwischenschicht 11 ist bevorzugt jeweils an Grenzflächen, besonders bevorzugt an allen Grenzflächen, zwischen Indium-reicheren 6, 7a und Indium-ärmeren Schichten 7a, 7b angebracht. Die Ausbildung der Zwischenschicht 11 als Submonolage soll mitunter ermöglichen, dass die Energieband¬ struktur, das heißt die Struktur der mittleren Energiebandlü- cke E entlang der Aufwachsrichtung z, des optoelektronischen Halbleiterbauelements im Wesentlichen nicht verändert wird, wie in Figur 3 dargestellt. Beispielsweise ist die mittlere Energiebandlücke der Zwischenschicht 11 höchstens 10 % größer als die mittlere Energiebandlücke der direkt an die Zwischen- schicht 11 angrenzenden Indium-ärmeren Schicht (7a, 7b) und verändert somit, wie in Figur 3 dargestellt, die Energieband¬ struktur im Wesentlichen nicht.
In einer einfachen Ausführungsform reicht die Anordnung einer Zwischenschicht 11 zwischen einer ersten Barriereschicht 7a und einer angrenzenden zweiten Barriereschicht 7b. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann jedoch an jeder Grenzfläche zwischen zwei Schichten 6, 7a, 7b eine Zwischenschicht 11 vorgesehen sein, wie schematisch in der Figur 3 angedeutet ist. Die Zwischenschicht 11 kann wie bei dem Beispiel der Fi¬ gur 1 ausgebildet sein. Der Indiumgehalt kann in der ersten Barriereschicht 7a in Richtung auf die Quantenschicht 6 zu¬ nehmen, insbesondere linear zunehmen. Abhängig von der ge- wählten Ausführung kann die erste Barriereschicht 7a auch nur als GaN-Schicht ausgebildet sein.
Die in den Figuren dargestellten Schichtstrukturen werden beispielsweise mit Hilfe eines CVD-Verfahrens , insbesondere mit Hilfe eines MOCVD-Verfahrens aufgewachsen. Dabei werden in einer Prozesskammer, Indium, Gallium und/oder Aluminium mit Trägergasen mit Precursoren zur Erzeugung von Galliumnitrid, Indiumnitrid und/oder Aluminium zugeführt. Abhängig von dem gewünschten Schichtaufbau wird das Trägergas zur Aus¬ bildung von Galliumnitrid in die Prozesskammer geführt, anschließend wird beispielsweise zur Ausbildung einer Zwischen¬ schicht 11 zusätzlich zu dem Trägergas zur Ausbildung von Galliumnitrid oder InGaN für eine begrenzte Zeitdauer ein weiteres Trägergas mit einem Precursor zur Abscheidung von
Aluminium in die Prozesskammer geführt. Die Zeit ist so kurz bemessen, dass höchstens eine Monolage, vorzugsweise eine ge¬ ringere Dicke einer Lage einer Zwischenschicht aus Aluminium- Gallium-Nitrid oder AlInGaN aufgebracht wird. Zudem kann ab- hängig von der gewählten Ausführungsform bei der Einbringung von Aluminium gleichzeitig das Trägergas für Indium zugeführt werden. Somit kann das Aluminium gleichzeitig mit dem Beginn der Indium-Gallium-Nitridschicht abgeschieden werden. In ana¬ loger Weise wird das Aluminium jeweils an den Grenzflächen ersten und/oder einer zweiten Barriereschicht 7a, 7b in die Prozesskammer geleitet.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deut¬ schen Anmeldung DE 10 2013 200 507.5, deren Offenbarungsge- halt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
Bezugs zeichenliste
1 Schichtenstruktur
2 Träger
3 erste Schicht
4 zweite Schicht
5 aktive Zone
6 Quantenschicht
7a erste Barriereschicht
7b zweite Barriereschicht 8 dritte Schicht
9 vierte Schicht
10 fünfte Schicht
11 Zwischenschicht
12 weitere erste Schicht
13 weitere zweite Schicht
14 weitere dritte Schicht

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer aktiven Zone (5) zur Erzeugung von Licht, wobei die aktive Zone (5) wenigstens eine erste Schicht (6; 13) mit Indium auf¬ weist, wobei die erste Schicht (6; 13) an eine zweite Schicht (7a, 7b; 12) grenzt, wobei
- im Grenzbereich zwischen der ersten und der zweiten Schicht (6, 7a, 7b; 8) eine Submonolage einer Zwischen¬ schicht (11) mit Aluminium vorgesehen ist und
- die optischen und/oder die elektrischen Eigenschaften des optoelektronischen Halbleiterbauelements durch die Submonolage der Zwischenschicht (11) mit Aluminium im We¬ sentlichen nicht verändert werden.
2. Halbleiterbauelement nach dem vorherigen Anspruch, wobei die mittlere Energiebandlücke im Bereich der Submonolage der Zwischenschicht (11) höchstens 10 % größer als die mittlere Energiebandlücke der direkt an die Submonolage der Zwischenschicht (11) angrenzenden Indium-ärmeren Schicht (7a, 7b; 12) ist.
3. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schicht (6, 13) als InGaN-Schicht ausge¬ bildet ist.
4. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Schicht (7a, 7b; 12) GaN aufweist, ins¬ besondere die zweite Schicht (4, 8; 12) eine GaN-Schicht darstellt .
5. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Schicht in Form einer ersten Barriere¬ schicht (7a) und einer zweiten Barriereschicht (7b) aus¬ gebildet ist, wobei die Konzentration von In in der ers¬ ten und zweiten Barriereschicht (7a, 7b) unterschiedlich ist .
6. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Schicht (7a, 7b) an eine dritte Schicht (8) angrenzt, wobei die dritte Schicht (8) eine GaN- Schicht darstellt.
7. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schicht (6) an einer ersten Barriere¬ schicht (7a) angrenzt.
8. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Barriereschicht (7a) auf einer GaN- Schicht (4) angeordnet ist, und wobei zwischen der ersten Barriereschicht (7a) und der GaN-Schicht (4) eine weitere Zwischenschicht (11) vorgesehen ist.
9. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen einer ersten und einer zweiten Barriereschicht (7a, 7b) eine Zwischenschicht (11) vorgesehen ist .
10. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die mittlere Dicke der Zwischenschicht maximal 0,2 nm, bevorzugt maximal 0,1 nm beträgt.
11. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (11) AlGaN und/oder AlInGaN aufweist .
12. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Aluminium in der Submonolage der Zwischenschicht (11) eine Konzentration von 20 % bis 70 %, insbe¬ sondere im Bereich zwischen 40 % und 60 % aufweist.
13. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Halbleiterbauelement als LED ausgebildet ist.
14. Verfahren zum Herstellen einer aktiven Zone (5) mit einer ersten Schicht (6; 13) und einer angrenzenden Barriere¬ schicht (7a, 7b) zur Erzeugung von Lichtstrahlen, wobei
- an einer Grenzfläche der ersten Schicht (6; 13)
und/oder der Barriereschicht (7a, 7b) eine Submonolage einer Zwischenschicht (11) mit Aluminium aufgebracht wird und
- die aktive Zone (5) mit einem CVD-Verfahren, insbesondere einem MOVPE-Verfahren hergestellt wird, wobei zur Herstellung der aktiven Zone (5) Trägergase verwendet werden, die mit unterschiedlichen Precursoren angereichert sind, wobei zur Herstellung der Zwischenschicht (11) kurzzeitig, das heißt über eine Zeitdauer die ge¬ ringer als die Abscheidungszeit für eine vollständige Mo- nolage der Zwischenschicht ist, ein weiteres Trägergas zugeführt wird, wobei das weitere Trägergas mit einem Precursor zur Abscheidung von Aluminium angereichert ist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Zwischenschicht (11) als AlInGaN und/oder Al- GaN-Schicht abgeschieden wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine aktive Zone (5) eines optoelektronisches Halb¬ leiterbauelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt wird.
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