DE102014223003B4 - Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung - Google Patents

Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung Download PDF

Info

Publication number
DE102014223003B4
DE102014223003B4 DE102014223003.9A DE102014223003A DE102014223003B4 DE 102014223003 B4 DE102014223003 B4 DE 102014223003B4 DE 102014223003 A DE102014223003 A DE 102014223003A DE 102014223003 B4 DE102014223003 B4 DE 102014223003B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive layer
contact surface
electromagnetic radiation
component
active zone
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.)
Active
Application number
DE102014223003.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014223003A1 (de
Inventor
Jens Müller
Christine Höss
Jens Dennemarck
Johann Koller
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
Priority to DE102014223003.9A priority Critical patent/DE102014223003B4/de
Priority to US15/525,433 priority patent/US10411160B2/en
Priority to CN201580061260.2A priority patent/CN107112393B/zh
Priority to PCT/EP2015/076217 priority patent/WO2016075142A1/de
Publication of DE102014223003A1 publication Critical patent/DE102014223003A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014223003B4 publication Critical patent/DE102014223003B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
    • G01R31/2635—Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0207—Substrates having a special shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/0045—Devices characterised by their operation the devices being superluminescent diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Optoelektronisches Bauelement mit einer aktiven Zone (5, 6) zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung, wobei die elektromagnetische Strahlung in einer Führungsebene (19) geführt wird, wobei die elektromagnetische Strahlung (20) im Wesentlichen in der Führungsebene ausgegeben wird, wobei seitlich zur Führungsebene (19) die aktive Zone (5, 6) eine Streustrahlung (12) abgibt, wobei eine elektrische Kontaktfläche (18) vorgesehen ist, wobei die Kontaktfläche (18) außerhalb der Führungsebene (19) angeordnet ist, wobei die Kontaktfläche (18) durch eine Oberfläche (8) gebildet ist, die mit einer leitenden Schicht (9) wenigstens teilweise bedeckt ist, wobei die Oberfläche (8) geneigte Teilflächen (15) aufweist, wobei die elektrisch leitende Schicht (9) an wenigstens einer Teilmenge der geneigten Flächen der Kontaktfläche so dünn ausgebildet ist, dass elektromagnetische Streustrahlung (12) über die Teilmenge der mit der leitenden Schicht (9) bedeckten, geneigten Flächen (15) austritt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes gemäß Patentanspruch 13 und ein Verfahren zum Testen eines optoelektronischen Bauelementes gemäß Patentanspruch 16.
  • Im Stand der Technik sind Laserdioden bekannt, die eine aktive Zone aufweisen, wobei die aktive Zone eine elektromagnetische Strahlung erzeugt, die in einer Führungsebene geführt wird. Die elektromagnetische Strahlung wird im Wesentlichen in der Führungsebene ausgegeben. Zudem wird eine Streustrahlung von der aktiven Zone seitlich zur Führungsebene erzeugt. Außerhalb der Führungsebene weist die Laserdiode elektrische Kontakte auf, die zur Versorgung der aktiven Zone mit Ladungsträgern vorgesehen sind.
  • US 2014 / 0 016 661 A1 offenbart eine Laserdiode, bei der Streustrahlung über eine Öffnung einer Kontaktschicht ausgegeben werden kann.
  • US 2014 / 0 168 656 A1 offenbart ein Verfahren zum Beurteilen der Qualität eines optoelektronischen Bauelements, bei dem Streustrahlung, die das optoelektronische Bauelement verlässt, ausgewertet wird.
  • Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Laserdiode wird die elektromagnetische Strahlung, die über die Führungsebene ausgegeben wird, ausgewertet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes optoelektronisches Bauelement, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen Bauelementes und ein verbessertes Testverfahren bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Bauelementes besteht darin, dass die Funktionsfähigkeit des Bauelementes mithilfe der Streustrahlung überprüft werden kann, wobei die Streustrahlung über eine elektrische Kontaktfläche abgegeben wird. Somit können Bauelemente auch überprüft werden, deren Abstrahlfläche der elektromagnetischen Strahlung schwer oder nicht zugänglich für die Aufnahme eines Messsignals ist.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass mithilfe einfacher Methoden eine elektrische Kontaktfläche mit einer Oberfläche aus einem Halbleitermaterial erzeugt wird, wobei die Oberfläche mit einer leitenden Schicht bedeckt wird. Die Oberfläche weist geneigte Flächen auf, wobei wenigstens an einer Teilmenge der geneigten Flächen die leitende Schicht so dünn ausgebildet ist, dass elektromagnetische Streustrahlung über die leitende Schicht an den geneigten Flächen abgegeben wird.
  • Das beschriebene Testverfahren weist den Vorteil auf, dass eine Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Bauelementes möglich ist, indem Streustrahlung, die über die Teilmenge der mit der leitenden Schicht bedeckten, geneigten Flächen abgegeben wird, zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Bauelementes ausgewertet wird. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausführungsformen angegeben.
  • In einer Ausführungsform weist die Oberfläche eine mittlere Rauheit auf, die größer als 0,1 µm, insbesondere größer als 1,2 µm ist. Bereits diese Rauheit reicht aus, um die gewünschten geneigten Flächen herzustellen. Zudem kann diese Rauheit mit einfachen und schnellen Verfahren, beispielsweise mithilfe mechanischer Abtrageverfahren oder chemischer Abtrageverfahren hergestellt werden. Somit kann das Bauelement schnell und kostengünstig hergestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Oberfläche eine gemittelte Rautiefe mit Rauheitsspitzen auf, die größer als 1 µm, vorzugsweise größer als 5 µm, insbesondere größer als 10 µm sind. Mithilfe dieser Größenordnungen für die Rauheitsspitzen kann eine ausreichende Anzahl von geneigten Flächen bereitgestellt werden. Somit wird eine ausreichende Fläche an der elektrischen Kontaktfläche erhalten, über die eine Streustrahlung abgegeben wird. Folglich wird die Auswertung der Streustrahlung zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Bauelementes verbessert.
  • In einer Ausführungsform wird die elektrisch leitende Schicht in Form einer Metallschicht ausgebildet. Metalle eignen sich, um die gewünschten Schichtdicken für die elektrisch leitende Schicht bereitzustellen. Auf diese Weise kann ein geringer ohmscher Widerstand erreicht werden, wobei zudem an den geneigten Flächen die elektrisch leitende Schicht so dünn ausgebildet werden kann, dass elektromagnetische Streustrahlung austritt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die elektrisch leitende Schicht wenigstens auf einer Teilmenge der geneigten Flächen eine Schichtdicke von weniger als 20 nm auf. Auf diese Weise wird die elektrisch leitende Schicht so dünn an den geneigten Flächen ausgebildet, dass ausreichend elektromagnetische Streustrahlung über die Bereiche der geneigten Flächen durch die elektrisch leitende Schicht austreten kann. Zudem weist die leitende Schicht senkrecht zur Führungsebene eine Dicke von 50 nm oder größer, insbesondere 200 nm, auf. Somit wird ein geringer ohmscher Widerstand zum Betreiben des optoelektronischen Bauelementes erreicht.
  • Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Schichtdicke der elektrisch leitenden Schicht auf den geneigten Flächen auch kleiner als 10 nm, insbesondere kleiner als 1 nm, sein. Auf diese Weise wird die Leistung der über die Kontaktfläche abgegebenen Streustrahlung erhöht.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die aktive Zone einen Abstand von kleiner als 40 µm, insbesondere kleiner als 5 µm von der Kontaktfläche auf. Durch diesen Abstand wird sichergestellt, dass über die Kontaktfläche ausreichend elektromagnetische Streustrahlung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit des Bauelementes abgegeben wird.
  • In einer Ausführungsform wird die Kontaktfläche durch eine Oberfläche einer gedünnten Substratschicht dargestellt. Als Material für die Substratschicht kommen beispielsweise Galliumnitrid oder Siliciumcarbid infrage.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Bauelement einen n-Anschluss und einen p-Anschluss auf, wobei der p-Anschluss auf einem Träger montiert ist. Insbesondere bei dieser Ausführungsform ist die Auskopplung der elektromagnetischen Streustrahlung über den n-Kontakt als elektrische Kontaktfläche von Vorteil, um das Bauelement auf einfache Weise testen zu können.
  • 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 Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
    • 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Aufbau eines optoelektronischen Bauelements,
    • 2 einen weiteren Querschnitt durch das Bauelement der 1,
    • 3 einen Teilquerschnitt durch die Oberfläche des Substrats nach dem Abscheiden der leitenden Schicht,
    • 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teilquerschnitts durch die Oberfläche des Substrats und
    • 5 einen schematischen Querschnitt durch ein Bauelement mit einer p-down-Montage.
  • 1 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung ein optoelektronisches Bauelement, das beispielsweise als Laserdiode oder als LED ausgebildet ist. Es ist ein Träger 1 vorgesehen, auf dem ein Kontaktpad 2 angeordnet ist. Auf dem Kontaktpad 2 ist ein Kontakt 3 angeordnet, der von einer Passivierungsschicht 4 umgeben ist. Die Passivierungsschicht 4 sorgt für eine elektrische Passivierung des Kontakts 3. Auf der Kontaktschicht 3 und der Passivierungsschicht 4 ist wenigstens eine positiv leitende Epitaxieschicht 5 angeordnet. Somit stellt der Kontakt 3 einen p-Kontakt dar. Auf der positiv dotierten und elektrisch leitenden Epitaxieschicht ist wenigstens eine negativ dotierte und elektrisch leitende Epitaxieschicht 6 angeordnet. Die Epitaxieschichten bilden eine aktive Zone zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung. Die aktive Zone kann z. B. eine Dicke zwischen 1 und 10 µm aufweisen.
  • Auf der zweiten Epitaxieschicht 6 ist ein negativ dotiertes und elektrisch leitendes Substrat 7 angeordnet. Das negativ leitende Substrat 7 kann beispielsweise in Form von Galliumnitrid oder Siliciumcarbid ausgebildet sein. Das negativ leitende Substrat 7 weist eine Oberfläche 8 auf. Die Oberfläche 8 weist eine mittlere Rauigkeit auf, die größer als 0,1 µm ist. Insbesondere kann die mittlere Rauigkeit der Kontaktfläche 8 größer als 1,2 µm sein. Weiterhin kann die Kontaktfläche eine gemittelte Rautiefe Rz mit Rauheitsspitzen aufweisen, die größer als 1 µm, vorzugsweise größer als 5 µm, insbesondere größer als 10 µm sind.
  • Auf der Oberfläche 8 ist eine elektrisch leitende Schicht 9 aufgebracht. Die leitende Schicht 9 bildet mit der Oberfläche 8 eine Kontaktfläche 18 und damit einen zweiten Kontakt. Die leitende Schicht 9 kann in Form einer flächigen Metallisierung ausgebildet sein, wobei die flächige Metallisierung in Teilflächen unterteilt ist, wobei die Teilflächen unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Substrat 7 eine Schichtdicke aufweisen, die zwischen 40 µm und 200 µm liegt. Zudem kann die leitende Schicht 9 wenigstens in einer Teilfläche, das heißt in einer Teilmenge von geneigten Flächen der Oberfläche 8 eine Schichtdicke aufweisen, die kleiner als 20 nm ist. Als Material für die Ausbildung der leitenden Schicht 9 kann beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, Titan, Platin, Nickel, Chrom, Zinn, Indium oder Aluminium oder eine Kombination dieser Elemente vorgesehen sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Substrat 7 auch eine Dicke von kleiner als 40 µm, insbesondere kleiner als 6 µm, aufweisen. Somit ist die aktive Zone in einem Abstand von kleiner 40 µm, insbesondere kleiner 6 µm von der leitenden Schicht 9 entfernt.
  • Das Substrat 7 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass das Substrat anfangs eine größere Dicke aufweist, wobei das Substrat von der Oberfläche 8 her mechanisch und/oder chemisch gedünnt wird, das heißt von der Oberfläche 8 her abgetragen wird. Dabei können mechanische Polierverfahren und/oder chemisch/mechanische Polierverfahren oder chemische Ätzverfahren eingesetzt werden.
  • Bei entsprechender elektrischer Spannung zwischen dem Kontakt 3 und der Kontaktfläche 18 wird im Bereich oberhalb des Kontaktes 3 in der aktiven Zone 5, 6 eine elektromagnetische Strahlung erzeugt, die beispielsweise mit entsprechenden Spiegeln zu einer Lasermode 19 verstärkt werden kann. Die Lasermode 19 weist eine Ausbreitungsrichtung auf, die sich senkrecht auf der Blattebene der 1 im Übergangsbereich zwischen der ersten und der zweiten Epitaxieschicht 5, 6 ausbildet.
  • Seitlich zur Lasermode 19 wird eine Streustrahlung 12 erzeugt, die über die dünnen Bereiche der leitenden Schicht 9 durch die Kontaktfläche 18 abgestrahlt wird.
  • 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Anordnung der 1. Die elektromagnetische Strahlung wird in der Emissionsrichtung, die parallel zur pn-Grenzfläche der Epitaxieschichten 6, 5 der aktiven Zone verläuft, und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an eine Austrittsseite 10 des Bauelementes ausgegeben. Die austretende elektromagnetische Strahlung 20 ist in Form eines Pfeils schematisch dargestellt.
  • Dazu sind an beiden Seitenflächen 10, 11 entsprechende Spiegel angeordnet. Ein anderer Teil der elektromagnetischen Strahlung verlässt die aktive Zone als Streustrahlung 12 und gelangt an die Oberfläche 8 des Substrats 7. Durch die entsprechend gewählte Struktur der Oberfläche 8 und die gewählte leitende Schicht 9 wird ein Teil der elektromagnetischen Streustrahlung 12 über die Kontaktfläche 18 abgegeben.
  • 3 zeigt in einer schematischen vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt der Kontaktfläche 8 des Substrates 7 mit der leitenden Schicht 9. Die leitende Schicht 9 ist in der Weise aufgebracht, dass an geneigt angeordneten Teilflächen 21 der Kontaktfläche 18 die Streustrahlung 12 abgegeben werden kann. Unter den angeordneten Teilflächen 21 werden Teilflächen verstanden, die gegenüber einer Mittenebene 23 des Substrates 7 in einem Winkel 24 größer als 30°, insbesondere größer als 60° geneigt angeordnet sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die leitende Schicht 9 an den Teilflächen 21 eine so geringe Dicke aufweist beziehungsweise überhaupt nicht vorhanden ist, sodass die Streustrahlung 12 nicht von der leitenden Schicht 9 abgeblockt wird. Die Dicke der Schicht 9 ist an den Teilflächen 21 wenigstens teilweise dünner als 20 nm.
  • Die abgegebene Streustrahlung 12 wird beispielsweise mithilfe einer optischen Auswerteeinrichtung 13, insbesondere in Form eines CCD-Chips, aufgefangen und analysiert. Zudem weist die Kontaktfläche 18 einen so geringen ohmschen Widerstand auf, dass das optoelektronische Bauelement effizient betrieben werden kann.
  • Die gewünschte Struktur der leitenden Schicht 9 wird z. B. dadurch hergestellt, dass die Oberfläche 8 des Substrates 7, wie in 4 dargestellt ist, mithilfe chemischer und/oder mechanischer Verfahren aufgeraut beziehungsweise abgetragen wird, so dass geneigte, insbesondere senkrechte Teilflächen 15 an der Oberfläche 8 ausgebildet werden. Die geneigten Teilflächen 15 sind statistisch über die Oberfläche 8 des Substrates 7 verteilt und werden durch die Wahl der mittleren Rauigkeit beziehungsweise durch die Wahl der Rauigkeitsspitzen festgelegt.
  • Auf die Oberfläche 8 des Substrats 7 wird anschließend mithilfe einer senkrechten Abscheidung 22 bzw. mithilfe einer gerichteten Abscheidung 22 die leitende Schicht 9 abgeschieden. Durch die gerichtete Abscheidung 22 wird die leitende Schicht 9 nicht oder nur in Form einer sehr dünnen Schicht auf die geneigten Teilflächen 15 abgeschieden. Dadurch wird die Struktur gemäß 3 erhalten.
  • Die Oberfläche 8 weist eine mittlere Rauigkeit auf, die größer als 100 nm, bevorzugt größer als 500 nm, insbesondere bevorzugt größer als 1200 nm ist. Zudem kann die Oberfläche 8 Rauigkeitsspitzen aufweisen, die größer 1 µm, bevorzugt größer 5 µm, insbesondere bevorzugt größer 10 µm ist. Die leitende Schicht 9 der 3 stellt eine in Teilbereichen semi-metallisierte und damit semi-transparente Kontaktfläche dar.
  • Abhängig von dem verwendeten Material können unterschiedlich dicke Teilflächen der leitenden Schicht 9 auf der Oberfläche 8 ausgebildet werden, um trotzdem noch die Streustrahlung 12 für eine Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Bauelementes auswerten zu können.
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das Bauelement, das gemäß 1 ausgebildet ist, wobei auf der leitenden Schicht 9 ein Bonddraht 16 mithilfe einer Kontaktkugel 17 mit der leitenden Schicht 9 verlötet ist. Zudem ist in dem schematischen Querschnitt die optische Lasermode 19 dargestellt, die senkrecht zur Bildebene ausgerichtet ist. Der Träger 1 kann beispielsweise als Wärmesenke ausgebildet sein.
  • Aufgrund der Streustrahlung, die über die Kontaktfläche 18 nach oben aus dem Substrat 7 abgegeben wird, kann mithilfe einer optischen Überprüfung die Befestigung der Kontaktkugel 17 und des Bonddrahtes 16 mit der leitenden Schicht 9 optisch überprüft werden. Dabei kann auf eine zusätzliche Lichtquelle verzichtet werden, da für die Überprüfung der korrekten Lötverbindung zwischen der Kontaktkugel 17 und der leitenden Schicht 9 die von der Kontaktfläche 18 abgegebene Streustrahlung 12 ausreichen kann. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine Kamera oder ein Lichtsensor, insbesondere ein CCD-Chip, verwendet werden, um die Ausbildung der Kontaktkugel 17 zu überprüfen.
  • Mithilfe der beschriebenen semi-transparenten Ausbildung der leitenden Schicht 9 kann die Funktionsfähigkeit des optoelektronischen Bauelementes auch getestet werden, wenn beispielsweise ein Zugang zur optischen Mode schwer möglich ist.
  • Das Kontaktpad 2 kann beispielsweise in Form einer Metallisierung ausgebildet sein. Der Kontakt 3 kann beispielsweise in Form einer positiv dotierten Galliumnitridschicht oder positiv dotierten Aluminiumgalliumnitrid/Galliumnitridschichten ausgebildet sein. Zudem kann die aktive Zone zwischen optischen Wellenleiterschichten angeordnet sein. Auf der p-Seite kann dies beispielsweise in Form einer positiv dotierten Galliumnitridschicht erreicht werden. Auf der n-dotierten Seite kann die Mantelschicht ebenfalls in Form einer n-dotierten Galliumnitridschicht ausgebildet sein. Die p- und n-leitenden Epitaxieschichten 5, 6 können in Form von Quantentopfstrukturen ausgebildet sein. Zudem kann auf der n-Seite eine negativ dotierte Aluminiumgalliumnitrid/Galliumnitridschichtstruktur vorgesehen sein.
  • Die mittlere Rauheit gibt dem mittleren Abstand eines Messpunktes - auf der Oberfläche - zur Mittellinie an. Die Mittellinie schneidet innerhalb der Bezugsstrecke das wirkliche Profil so, dass die Summe der Profilabweichungen (bezogen auf die Mittellinie) minimal wird. Die mittlere Rauheit Ra entspricht dem arithmetischen Mittel der Abweichung von der Mittellinie. In zwei Dimensionen berechnet sie sich so: R a = ( 1 / M ⋅ N ) ∑ n = 1 M ∑ n = 1 N | z ( x m , y n ) − [ z ] |
    Figure DE102014223003B4_0001
  • Der Mittelwert [z] wird folgendermaßen berechnet: [ z ] = ( 1 / ( M ⋅ N ) )   ∑ m = 1 M ∑ n = 1 N z ( xm , yn ) .
    Figure DE102014223003B4_0002
  • Die gemittelte Rautiefe (Zehnpunkthöhe) Rz wird folgendermaßen ermittelt: Eine definierte Messstrecke auf der Oberfläche des Werkstückes wird in sieben gleich große Einzelmessstrecken eingeteilt. Die Auswertung erfolgt aber nur über fünf dieser Strecken, da der anzuwendende Gauß-Filter eine halbe einzelne Strecke Vor- beziehungsweise Nachlauf benötigt, beziehungsweise eine Faltung ein nicht zu vernachlässigendes Ein- und Auslaufverhalten aufweist. Von jeder dieser Einzelmessstrecken des Profils wird die Differenz aus maximalem und minimalem Wert ermittelt. Aus den somit erhaltenen fünf Einzelrautiefen wird der Mittelwert gebildet.

Claims (16)

  1. Optoelektronisches Bauelement mit einer aktiven Zone (5, 6) zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung, wobei die elektromagnetische Strahlung in einer Führungsebene (19) geführt wird, wobei die elektromagnetische Strahlung (20) im Wesentlichen in der Führungsebene ausgegeben wird, wobei seitlich zur Führungsebene (19) die aktive Zone (5, 6) eine Streustrahlung (12) abgibt, wobei eine elektrische Kontaktfläche (18) vorgesehen ist, wobei die Kontaktfläche (18) außerhalb der Führungsebene (19) angeordnet ist, wobei die Kontaktfläche (18) durch eine Oberfläche (8) gebildet ist, die mit einer leitenden Schicht (9) wenigstens teilweise bedeckt ist, wobei die Oberfläche (8) geneigte Teilflächen (15) aufweist, wobei die elektrisch leitende Schicht (9) an wenigstens einer Teilmenge der geneigten Flächen der Kontaktfläche so dünn ausgebildet ist, dass elektromagnetische Streustrahlung (12) über die Teilmenge der mit der leitenden Schicht (9) bedeckten, geneigten Flächen (15) austritt.
  2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche (8) eine mittlere Rauheit aufweist, die größer als 0,1 µm ist, insbesondere größer als 1,2 µm ist.
  3. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (8) eine gemittelte Rautiefe mit Rauheitsspitzen aufweist, die größer als 1 µm, vorzugsweise größer als 5 µm, insbesondere größer als 10 µm sind.
  4. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitende Schicht (9) wenigstens eine Metallschicht aufweist.
  5. Bauelement nach Anspruch 4, wobei das Metall wenigstens ein Element aus folgender Gruppe aufweist: Au, Ag, Cu, Ti, Pt, Ni, Cr, Sn, In, Al.
  6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement ein elektrisch leitendes Substrat (7) und eine Halbleiterschichtstruktur (5, 6) aufweist, wobei die Halbleiterschichtstruktur (5, 6) als aktive Zone ausgebildet ist, und wobei die elektrische Kontaktfläche (18) am Substrat (7) ausgebildet ist.
  7. Bauelement nach Anspruch 6, wobei das Substrat (7) als gedünnte Substratschicht ausgebildet ist.
  8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitende Schicht (9) wenigstens auf einer Teilmenge der geneigten Flächen (15) der Oberfläche (8) eine Schichtdicke kleiner als 20 nm aufweist, wobei die leitende Schicht (9) in anderen Bereichen der Oberfläche (8) eine Dicke von 50 nm oder größer, insbesondere 200 nm oder größer aufweist.
  9. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktive Zone (5, 6) einen Abstand von kleiner als 40 µm, insbesondere kleiner als 5 µm von der Kontaktfläche (18) aufweist.
  10. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement in Form einer Laserdiode oder einer lichtemittierenden Diode ausgebildet ist.
  11. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktfläche (18) auf GaN oder SiC ausgebildet ist, wobei insbesondere das Substrat aus GaN oder SiC gebildet ist.
  12. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement einen n-Anschluss (18) und einen p-Anschluss (2) aufweist, wobei der p-Anschluss auf einem Träger (1) montiert ist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes mit einer aktiven Zone zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung, wobei die elektromagnetische Strahlung in einer Führungsebene geführt wird, wobei die elektromagnetische Strahlung in der Führungsebene ausgegeben wird, wobei die aktive Zone Streustrahlung seitlich zur Führungsebene abgibt mit einer Kontaktfläche, wobei die Kontaktfläche eine Oberfläche aufweist, die mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist, wobei die Kontaktfläche außerhalb der Führungsebene angeordnet ist, wobei die Oberfläche eine mittlere Rauheit aufweist, die größer als 0,1 µm ist, und wobei die Oberfläche mithilfe eines mechanischen und/oder chemischen Abtrageverfahrens so hergestellt wird, dass die Oberfläche zur Führungsebene geneigt angeordnete Flächen aufweist, wobei die elektrisch leitende Schicht an wenigstens einer Teilmenge der geneigten Flächen der Kontaktfläche so dünn ausgebildet wird, dass elektromagnetische Streustrahlung austreten kann, wobei die leitende Schicht wenigstens auf einer Teilmenge der geneigten Flächen der Oberfläche mit Schichtdicken von kleiner als 20 nm abgeschieden wird, wobei die leitende Schicht in anderen Bereichen der Oberfläche mit einer Dicke von 50 nm oder größer, insbesondere 200 nm oder größer abgeschieden wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die elektrisch leitende Schicht mithilfe eines gerichteten Abscheideverfahrens auf die Oberfläche abgeschieden wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die leitende Schicht aus einem Metall gebildet wird.
  16. Verfahren zum Testen eines optoelektronischen Bauelementes mit einer aktiven Zone zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung, wobei die elektromagnetische Strahlung in einer Führungsebene geführt wird, wobei die elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen in der Führungsebene ausgegeben wird, wobei die aktive Zone seitlich zur Führungsebene eine Streustrahlung abgibt, mit einer Kontaktfläche, wobei die Kontaktfläche eine Oberfläche aufweist, die mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist, wobei die Kontaktfläche außerhalb der Führungsebene angeordnet ist, wobei die Oberfläche eine mittlere Rauheit aufweist, die größer als 0,1 µm ist, wobei die Oberfläche in Bezug auf die Führungsfläche geneigte Flächen aufweist, wobei die elektrisch leitende Schicht an wenigstens einer Teilmenge der geneigten Flächen der Oberfläche so dünn ausgebildet ist, dass elektromagnetische Streustrahlung austritt, und wobei die über die Teilmenge der mit der leitenden Schicht bedeckten die geneigten Flächen abgegebene elektromagnetische Strahlung zur Beurteilung einer Qualität des Bauelementes gemessen und ausgewertet wird.
DE102014223003.9A 2014-11-11 2014-11-11 Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung Active DE102014223003B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014223003.9A DE102014223003B4 (de) 2014-11-11 2014-11-11 Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung
US15/525,433 US10411160B2 (en) 2014-11-11 2015-11-10 Optoelectronic component having stray radiation
CN201580061260.2A CN107112393B (zh) 2014-11-11 2015-11-10 具有杂散辐射的光电子元件
PCT/EP2015/076217 WO2016075142A1 (de) 2014-11-11 2015-11-10 Optoelektronisches bauelement mit streustrahlung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014223003.9A DE102014223003B4 (de) 2014-11-11 2014-11-11 Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014223003A1 DE102014223003A1 (de) 2016-05-12
DE102014223003B4 true DE102014223003B4 (de) 2018-12-27

Family

ID=54705565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014223003.9A Active DE102014223003B4 (de) 2014-11-11 2014-11-11 Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10411160B2 (de)
CN (1) CN107112393B (de)
DE (1) DE102014223003B4 (de)
WO (1) WO2016075142A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014223003B4 (de) 2014-11-11 2018-12-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110244610A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group iii nitride semiconductor light-emitting device
US20140016661A1 (en) 2011-03-17 2014-01-16 Panasonic Corporation Semiconductor light-emitting element and light-emitting device using the same
US20140048817A1 (en) * 2010-11-02 2014-02-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device with improved extraction efficiency
US20140168656A1 (en) 2012-12-17 2014-06-19 Canon Kabushiki Kaisha Luminescent device, optical coherence tomographic imaging apparatus provided with the luminescent device and control method of the luminescent device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1641893A (zh) * 2004-01-02 2005-07-20 炬鑫科技股份有限公司 一种氮化镓系发光二极管结构及其制造方法
JP4670489B2 (ja) * 2005-06-06 2011-04-13 日立電線株式会社 発光ダイオード及びその製造方法
JP2009081374A (ja) 2007-09-27 2009-04-16 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
TWI495141B (zh) * 2008-08-01 2015-08-01 Epistar Corp 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置
KR101064006B1 (ko) * 2009-03-03 2011-09-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR101014013B1 (ko) * 2009-10-15 2011-02-10 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100986318B1 (ko) * 2010-02-09 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN102157640B (zh) * 2011-03-17 2012-11-21 中国科学院半导体研究所 具有p-GaN层表面粗化的GaN基LED芯片的制作方法
CN102760805B (zh) * 2011-04-29 2015-03-11 清华大学 发光二极管
DE102014223003B4 (de) 2014-11-11 2018-12-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110244610A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group iii nitride semiconductor light-emitting device
US20140048817A1 (en) * 2010-11-02 2014-02-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device with improved extraction efficiency
US20140016661A1 (en) 2011-03-17 2014-01-16 Panasonic Corporation Semiconductor light-emitting element and light-emitting device using the same
US20140168656A1 (en) 2012-12-17 2014-06-19 Canon Kabushiki Kaisha Luminescent device, optical coherence tomographic imaging apparatus provided with the luminescent device and control method of the luminescent device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014223003A1 (de) 2016-05-12
US10411160B2 (en) 2019-09-10
WO2016075142A1 (de) 2016-05-19
US20180287012A1 (en) 2018-10-04
CN107112393A (zh) 2017-08-29
CN107112393B (zh) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1299911B1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterchip
DE19648309A1 (de) Stark reflektierende Kontakte für Licht-emittierende Halbleiterbauelemente
EP1758178A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Produktionsfehlern in einem Halbleiterbauelement
DE102009053064A1 (de) Dünnfilm-Halbleiterbauelement mit Schutzdiodenstruktur und Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterbauelements
DE102006041575A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112013004006B4 (de) Element zur oberflächenverstärkten Ramanstreuung
DE112018005713T5 (de) Leistungshalbleitereinheit und herstellungsverfahren für eine leistungshalbleitereinheit
DE102017110317A1 (de) Abdeckung für ein optoelektronisches Bauelement und optoelektronisches Bauteil
DE102012109995A1 (de) Halbleiterbauelement mit Kontakt, Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer externen elektrischen Kontaktierung eines Halbleiterbauelements
DE102014223003B4 (de) Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung
DE102015111046B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip
DE112019006185T5 (de) Lichtdetektionsvorrichtung
DE102011076883B4 (de) Halbleitervorrichtungen
DE112005003731T5 (de) Verfahren zur Montage einer elektrischen Verbindungsvorrichtung
DE102015116092B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
DE102005043914B4 (de) Halbleiterbauelement für Bondverbindung und Verfahren zur Herstellung
DE102010042606A1 (de) Manufacturing method of semiconductor device
WO2018010883A1 (de) Bauelement mit verbesserter effizienz und verfahren zur herstellung eines bauelements
DE102012220909A1 (de) Verfahren zum Vereinzeln von Bereichen einer Halbleiterschicht
EP1284024A1 (de) Bauelement für die optoelektronik und verfahren zu dessen herstellung
DE202020107129U1 (de) Elektronikkomponente
DE102008044879A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Überschussladungsträgerlebensdauer in einer Halbleiterschicht
DE102013113106A1 (de) Strahlung emittierender Halbleiterchip
DE112017007111B4 (de) Sensorelement
DE102014116999A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final