DE102015120896A1

DE102015120896A1 - Elektronisches Bauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils

Info

Publication number: DE102015120896A1
Application number: DE102015120896.2A
Authority: DE
Inventors: Adam Bauer; Alexander Walter; Alvaro Gomez-Iglesias; Jan-Philipp Ahl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-06-08
Also published as: WO2017121529A1

Abstract

Es wird ein elektronisches Bauteil angegeben, umfassend – eine erste Halbleiterschicht (11), – eine zweite Halbleiterschicht (12) und – eine aktive Zone (13) mit einer Quantentopfstruktur aufweisend eine Vielzahl von Quantentopfschichten (131), wobei – die aktive Zone (13) zusammenhängend zwischen der ersten Halbleiterschicht (11) und der zweiten Halbleiterschicht (12) ausgebildet ist, – die aktive Zone (13) zumindest eine Unterbrechung (2) aufweist, die sich in einer vertikalen Richtung (z) durch zumindest eine der Quantentopfschichten (131) hindurch erstreckt, – die zumindest eine Unterbrechung (2) mit einem Halbleitermaterial gebildet ist oder daraus besteht, und – die zumindest eine Unterbrechung (2) eine andere Materialzusammensetzung als die an die Unterbrechung (2) angrenzende Quantentopfschicht (131) aufweist.

Description

Es werden ein elektronisches Bauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein elektronisches Bauteil mit einer verbesserten Strominjektion bereitzustellen. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit einer verbesserten Strominjektion anzugeben.
Es wird ein elektronisches Bauteil angegeben. Das elektronische Bauteil kann einen Heteroübergang (englisch: Heterojunction) umfassen. Bei dem elektronischen Bauteil kann es sich um ein elektronisches, insbesondere ein optoelektronisches, Halbleiterbauteil handeln. Beispielsweise handelt es sich bei dem elektronischen Bauteil um eine Leuchtdiode, eine Fotodiode, eine Laserdiode und/oder um einen Transistor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils umfasst dieses eine erste Halbleiterschicht und eine zweite Halbleiterschicht. Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht können mit einem Halbleitermaterial gebildet sein. Hierbei und im Folgenden kann es sich bei einem "Halbleitermaterial" um ein Verbindungshalbleitermaterial, wie beispielsweise ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial, und/oder um ein Elementhalbleitermaterial, wie beispielsweise ein Gruppe-IV-Halbleitermaterial, handeln. Bei der ersten und der zweiten Halbleiterschicht kann es sich beispielsweise um eine p-dotierte und um eine n-dotierte Halbleiterschicht handeln.
Die erste Halbleitschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht kann eine Haupterstreckungsrichtung aufweisen, in der sie sich in lateralen Richtungen erstreckt. Senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung, in einer vertikalen Richtung, weist die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht eine Dicke auf. Die Dicke der ersten Halbleiterschicht beziehungsweise die Dicke der zweiten Halbleiterschicht ist klein gegen die Erstreckung der ersten Halbleiterschicht beziehungsweise der zweiten Halbleiterschicht in den lateralen Richtungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das elektronische Bauteil eine aktive Zone mit einer Quantentopfstruktur. Die Quantentopfstruktur umfasst eine Vielzahl von Quantentopfschichten. Insbesondere kann die Quantentopfstruktur und/oder die aktive Zone wenigstens zwei, bevorzugt wenigstens fünf und besonders bevorzugt wenigstens sieben Quantentopfschichten aufweisen. Die Quantentopfstruktur kann wenigstens eine Barriereschicht umfassen, die jeweils von zwei Quantentopfschichten umgeben sein kann. Eine Quantentopfschicht kann sich dadurch auszeichnen, dass Ladungsträger, insbesondere Elektronen, durch Einschluss (englisch: Confinement) innerhalb der Quantentopfschicht eine Quantisierung ihrer Energieeigenzustände erfahren können. Der Einschluss kann beispielsweise mittels der zumindest einen Barriereschicht erfolgen. Innerhalb der Quantentopfschicht kann die Bewegungsfreiheit der Ladungsträger in zumindest einer Raumdimension eingeschränkt sein.
Die aktive Zone kann in der vertikalen Richtung zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet sein. Die aktive Zone kann mit einem Halbleitermaterial gebildet sein. Insbesondere kann die aktive Zone die gleichen Materialien wie die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht aufweisen. Es ist möglich, dass zwischen der ersten beziehungsweise zweiten Halbleiterschicht und der aktiven Zone weitere Schichten, wie beispielsweise wenigstens eine Zwischenschicht, angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils ist die aktive Zone zusammenhängend zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet. "Zusammenhängend ausgebildet" kann hierbei und im Folgenden bedeuten, dass die aktive Zone sich durchgängig zwischen den zwei Halbleiterschichten erstreckt. Es ist möglich, dass die aktive Zone keine Durchbrüche aufweist, die frei von einem Halbleitermaterial sind. Beispielsweise weist das elektronische Bauteil eine einzige aktive Zone auf, die zwischen einer einzigen ersten Halbleiterschicht und einer einzigen zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils weist die aktive Zone zumindest eine Unterbrechung auf. Bei der zumindest einen Unterbrechung kann es sich um einen Bereich innerhalb der aktiven Zone und/oder innerhalb zumindest eines der Quantenfilme mit einem geringeren stöchiometrischen Anteil des bandlückensenkenden Materials im Vergleich zu der die Unterbrechung aufweisenden aktiven Zone beziehungsweise zu der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht handeln. Insbesondere ist es möglich, dass ein Unterschied der Bandlücken der zumindest einen Barriereschicht und der zumindest einen Unterbrechung im Vergleich zu dem Unterschied der Bandlücken der zumindest einen Barriereschicht und der Quantentopfschichten reduziert ist. Beispielsweise kann die zumindest eine Unterbrechung polarisationsladungssenkende Eigenschaften aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils erstreckt sich die zumindest eine Unterbrechung in der vertikalen Richtung, insbesondere vollständig, durch zumindest eine der Quantentopfschichten hindurch. Mit anderen Worten, zumindest eine der Quantentopfschichten der aktiven Zone weist eine nicht einfach zusammenhängend ausgebildete Deckfläche auf, wobei der Bereich der Deckfläche, in dem diese nicht einfach zusammenhängend ausgebildet ist, durch die Unterbrechung unterbrochen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils ist die zumindest eine Unterbrechung mit einem Halbleitermaterial gebildet oder besteht aus einem Halbleitermaterial. Insbesondere handelt es sich bei der zumindest einen Unterbrechung nicht um eine elektronische Durchführung, die beispielsweise mit einem Metall gebildet sein kann und zur elektronischen Kontaktierung der ersten und/oder der zweiten Halbleiterschicht dienen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils weist die zumindest eine Unterbrechung eine andere Materialzusammensetzung als die an die Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht auf. Die an die Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht ist hierbei und im Folgenden zumindest eine der Quantentopfschichten, die die zumindest eine Unterbrechung aufweisen. Hierbei ist es möglich, dass das elektronische Bauteil im Bereich der zumindest einen Unterbrechung andere Energieniveaus im Valenzband beziehungsweise Leitungsband aufweist als in dem Bereich der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht. Mit anderen Worten, die zumindest eine Unterbrechung und die an die Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht unterscheiden sich in ihren Energiebanddiagrammen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das elektronische Bauteil eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine aktive Zone mit einer Quantentopfstruktur aufweisend eine Vielzahl von Quantentopfschichten. Die aktive Zone ist zusammenhängend zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet. Ferner weist die aktive Zone zumindest eine Unterbrechung auf, die sich in einer vertikalen Richtung durch zumindest eine der Quantentopfschichten hindurch erstreckt. Die zumindest eine Unterbrechung ist mit einem Halbleitermaterial gebildet oder besteht aus einem Halbleitermaterial. Ferner weist die zumindest eine Unterbrechung eine andere Materialzusammensetzung als die an die Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils weist die aktive Zone im Bereich der zumindest einen Unterbrechung eine höhere Bandlücke (English: band gap) auf als im Bereich der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht. Mit anderen Worten, der Energiebandabstand zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband ist im Bereich der zumindest einen Unterbrechung erhöht. Insbesondere kann das Material der zumindest einen Unterbrechung eine höhere Bandlücke aufweisen als das Material der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht. Beispielsweise weist die aktive Zone im Bereich der zumindest einen Unterbrechung eine höhere Bandlücke auf als im Bereich aller Quantentopfschichten. Ferner kann die aktive Zone im Bereich der zumindest einen Unterbrechung eine Bandkante aufweisen, die höchstens der Bandkante im Bereich der gegebenenfalls vorhandenen zumindest einen Barriereschicht entspricht. Bei der Bandkante kann es sich um das Energieniveau des Valenz- oder Leitungsbandes des Materials der Barriereschicht handeln.
Bei dem Material der zumindest einen Unterbrechung kann es sich somit um ein bandlückensenkendes Material handeln. Beispielsweise ist es möglich, dass mittels der zumindest einen Unterbrechung die Bandlücke der Quantentopfschichten an die Bandlücke der zumindest einen Barriereschicht angepasst wird, also ein im Rahmen der Herstellungstoleranzen kontinuierlicher Übergang der Bandlücke der Quantentopfschichten hin zu der Bandlücke der zumindest einen Barriereschicht erfolgt. Beispielsweise ist die Bandlücke im Bereich der zumindest einen Unterbrechung maximal so hoch wie die Bandlücke im Bereich der zumindest einen Barriereschicht. Beispielsweise entspricht die Bandlücke im Bereich der zumindest einen Unterbrechung im Rahmen der Herstellungstoleranzen der Bandlücke im Bereich der zumindest einen Barriereschicht.
Es ist möglich, dass die Bandlücke im Bereich der Unterbrechung wenigstens 10 %, bevorzugt wenigstens 20 % und besonders bevorzugt wenigstens 30 % größer als die Bandlücke im Bereich der Quantentopfschichten ist. Ferner ist es möglich, dass die Bandlücke im Bereich der Unterbrechung höchstens 70 %, bevorzugt höchstens 60 % und besonders bevorzugt höchstens 50 %, größer als die Bandlücke im Bereich der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht ist.
Beispielsweise beträgt die Bandlücke im Bereich der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht, insbesondere im Bereich aller Quantentopfschichten, wenigstens 2,0 eV, bevorzugt wenigstens 2,2 eV und besonders bevorzugt wenigstens 2,5 eV. Ferner kann die Bandlücke im Bereich der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht höchstens 3,6 eV, bevorzugt höchstens 3,2 eV und besonders bevorzugt höchstens 2,7 eV. Die Bandlücke im Bereich der zumindest einen Unterbrechung kann wenigstens 2,6 eV, bevorzugt wenigstens 3,0 eV und besonders bevorzugt wenigstens 3,4 eV betragen. Ferner kann die Bandlücke im Bereich der zumindest einen Unterbrechung maximal 4 eV, bevorzugt maximal 3,9 eV und besonders bevorzugt maximal 3,8 eV betragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils nimmt die Bandlücke in einem Zwischenbereich zwischen der Unterbrechung und der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht kontinuierlich von der Quantentopfschicht zur Unterbrechung hin zu. Der Zwischenbereich kann in lateralen Richtungen zwischen der zumindest einen Unterbrechung und der an die zumindest eine Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht angeordnet sein. In einem entlang der vertikalen Richtung verlaufenden Querschnitt durch den Zwischenbereich kann die Bandlücke ausgehend von der an den Zwischenbereich angrenzenden Quantentopfschicht als Funktion mit einer positiven Steigung dargestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils umfassen die Quantentopfschichten Indium. Beispielsweise sind die Quantentopfschichten mit In_xAl_yGa_1-x-yAs gebildet, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, oder bestehen daraus. Die zumindest eine Unterbrechung weist einen geringeren Indium-Gehalt x als die an die zumindest eine Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht auf. Hierbei ist es möglich, dass der Indium-Gehalt in der zumindest einen Unterbrechung um wenigstens einen Faktor 5, bevorzugt wenigstens einen Faktor 8, geringer ist als der Indium-Gehalt in der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht. Der Indium-Gehalt eines Materials ist hierbei und im Folgenden der Anteil an Indium-Atomen x bezogen auf die Gesamtzahl an Gruppe-III-Atomen, das heißt von Indium, Gallium und gegebenenfalls Aluminium, in dem Material. Ein geringerer Indium-Gehalt in dem oben beschriebenen Materialsystem kann eine erhöhte Bandlücke zur Folge haben.
Beispielsweise weist zumindest eine der Quantentopfschichten oder alle Quantentopfschichten einen Indium-Gehalt von wenigstens 5 %, bevorzugt wenigstens 15 % und besonders bevorzugt wenigstens 25 % (0,05 (0,15; 0,25) ≤ x). Zudem kann zumindest eine der Quantentopfschichten oder alle Quantentopfschichten einen Indium-Gehalt von höchstens 40 %, bevorzugt höchstens 50 %, aufweisen (x ≤ 0,4). Beispielsweise beträgt der Indium-Gehalt in der zumindest einen Unterbrechung 3 % und der Indium-Gehalt in der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht 25 %. Ferner ist es möglich, dass die zumindest eine Unterbrechung im Rahmen der Herstellungstoleranzen frei von Indium ist. Ferner ist es möglich, dass die gegebenenfalls vorhandene zumindest eine Barriereschicht frei von Indium ist oder einen geringeren Indium-Gehalt als die an die Barriereschicht angrenzende Quantentopfschicht aufweist. Ferner ist es möglich, dass die Quantentopfschichten und/oder die zumindest eine Unterbrechung frei von Aluminium sind (y = 0).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils nimmt der Indium-Gehalt in dem Zwischenbereich zwischen der Unterbrechung und der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht kontinuierlich von der Quantentopfschicht zur Unterbrechung hin ab. In dem entlang der vertikalen Richtung verlaufenden Querschnitt durch den Zwischenbereich kann der Indium-Gehalt ausgehend von der an den Zwischenbereich angrenzenden Quantentopfschicht als Funktion mit einer negativen Steigung dargestellt werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Bandlücke indirekt proportional zum Indium-Gehalt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils emittiert das elektronische Bauteil Licht. Beispielsweise emittiert das Bauteil grünes oder grün-bläuliches Licht mit einer Wellenlänge, insbesondere einer Peak-Wellenlänge, von wenigstens 480 nm und höchstens 580 nm, bevorzugt wenigstens 530 und höchstens 570 nm. Bei dem elektronischen Bauteil handelt es sich dann insbesondere um ein optoelektronisches Halbleiterbauteil.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils sind die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht zumindest stellenweise frei von der zumindest einen Unterbrechung. Insbesondere können die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht vollständig frei von der zumindest einen Unterbrechung sein. Mit anderen Worten, es ist möglich, dass sich die zumindest eine Unterbrechung in der vertikalen Richtung nicht vollständig durch die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht erstreckt. Ferner ist es möglich, dass die zumindest eine Unterbrechung von außen nicht frei zugänglich ist. Mit anderen Worten, die zumindest eine Unterbrechung kann in der vertikalen Richtung von der ersten Halbleiterschicht, der zweiten Halbleiterschicht und/oder weiteren Komponenten des elektronischen Bauteils umgeben beziehungsweise bedeckt sein. Die zumindest eine Unterbrechung dient insbesondere nicht zur elektronischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht und/oder der zweiten Halbleiterschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils ist die zumindest eine Unterbrechung mit einem undotierten Halbleitermaterial gebildet oder besteht aus einem undotierten Halbleitermaterial. Die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht können mit einem Dotierstoff dotiert sein. Die erste Halbleiterschicht kann n-dotiert sein, beispielsweise mit Silizium als Dotierstoff, und die zweite Halbleiterschicht kann p-dotiert sein, beispielsweise mit Magnesium als Dotierstoff. Die zumindest eine Unterbrechung kann mit dem Material der ersten Halbleiterschicht und/oder mit dem Material der zweiten Halbleiterschicht gebildet sein, wobei auf eine Dotierung mit dem Dotierstoff verzichtet wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils ist die zumindest eine Unterbrechung zumindest teilweise mit dem Material der ersten Halbleiterschicht oder mit dem Material der zweiten Halbleiterschicht gebildet oder besteht daraus. Beispielsweise handelt es sich bei der zumindest einen Unterbrechung um einen Teil der ersten Halbleiterschicht oder um einen Teil der zweiten Halbleiterschicht, der sich in die aktive Zone erstreckt. Die zumindest eine Unterbrechung kann sich insbesondere vollständig in der vertikalen Richtung durch die aktive Zone erstrecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils ist die aktive Zone im Bereich von zumindest einer Quantentopfschicht frei von einer Unterbrechung. Mit anderen Worten, zumindest eine der Quantentopfschichten der aktiven Zone ist zusammenhängend zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet. Insbesondere kann eine Deckfläche der zumindest einen Quantentopfschicht, die frei von einer Unterbrechung ist, einfach zusammenhängend ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils weist die aktive Zone eine Vielzahl von Unterbrechungen auf. Die Unterbrechungen können sich in einer einzigen Quantentopfschicht befinden. Alternativ können die Unterbrechungen über die Quantentopfschichten verteilt sein. Es ist möglich, dass jede der Quantentopfschichten eine Unterbrechung aufweist. Es ist möglich, dass zumindest eine der Quantentopfschichten frei von einer Unterbrechung ist. Die Dichte der Unterbrechungen in der aktiven Zone beträgt wenigstens 10⁸/cm². Bevorzugt beträgt die Dichte der Unterbrechungen wenigstens 5 × 10⁸/cm², besonders bevorzugt 10⁹/cm². Die Dichte der Unterbrechungen ergibt sich hierbei in einer Aufsicht auf die aktive Zone aus der vertikalen Richtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils weist die aktive Zone eine Vielzahl von Unterbrechungen auf. Zumindest eine der Unterbrechungen, bevorzugt alle Unterbrechungen, ist in der vertikalen Richtung von zumindest einer der Quantentopfschichten überdeckt. Insbesondere können die Unterbrechungen in lateralen Richtungen versetzt zueinander angeordnet sein. Es ist möglich, dass zumindest ein Querschnitt entlang der vertikalen Richtung durch ausschließlich eine Unterbrechung läuft. Insbesondere können alle Querschnitte durch jeweils nur eine Unterbrechung verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils umfasst die aktive Zone eine Vielzahl von Unterbrechungen. Die Unterbrechungen sind in der vertikalen Richtung übereinander angeordnet. Ferner weisen die Unterbrechungen im Rahmen der Herstellungstoleranzen gleiche laterale Ausdehnungen auf. Mit anderen Worten, die Unterbrechungen befinden sich jeweils an derselben lateralen Position und weisen im Wesentlichen eine gleiche Breite auf. Insbesondere können weitere, insbesondere übereinander angeordnete, Unterbrechungen vorhanden sein, die lateral beabstandet zu der Vielzahl von übereinander angeordneten Unterbrechungen angeordnet sind. Die übereinander angeordneten Unterbrechungen können sich insgesamt vollständig durch die aktive Zone erstrecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauteils ist ein elektronischer Widerstand und/oder eine Polarisationsbarriere entlang der zumindest einen Unterbrechung geringer als entlang der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht. Bei einer Polarisationsbarriere kann es sich um eine Piezobarriere und/oder um eine Pyrobarriere handeln. Eine "Piezobarriere" beziehungsweise eine "Pyrobarriere" können hierbei und im Folgenden durch eine energetische Ladungsträgerbarriere aufgrund von piezoelektronischen beziehungsweise pyroelektrischen Feldern innerhalb des elektronischen Bauteils gegeben sein. Niedrige elektronische Widerstände beziehungsweise niedrige Polarisationsbarrieren können eine verbesserte Injektion von Ladungsträgern, das heißt eine verbesserte Strominjektion, in die Quantentopfschichten ermöglichen. Eine verbesserte Strominjektion kann insbesondere einen reduzierten Spannungsabfall, beispielsweise einer reduzierten Vorwärtsspannung, zur Folge haben.
Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils. Sämtliche für das Verfahren offenbarten Merkmale sind somit auch für das elektronische Bauteil offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine erste Halbleiterschicht bereitgestellt. Beispielsweise wird die erste Halbleiterschicht auf einem Substrat bereitgestellt. Auf die erste Halbleiterschicht wird eine aktive Zone aufgewachsen. Die aktive Zone weist eine Quantentopfstruktur mit einer Vielzahl von epitaktisch aufgewachsenen Quantentopfschichten auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine Unterbrechung in der aktiven Zone erzeugt, die sich in einer vertikalen Richtung durch zumindest eine der Quantentopfschichten hindurch erstreckt. Die zumindest eine Unterbrechung ist mit einem Halbleitermaterial gebildet oder besteht daraus. Die zumindest eine Unterbrechung weist eine andere Materialzusammensetzung auf als die an die zumindest eine Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht. Auf die aktive Zone wird ferner eine zweite Halbleiterschicht aufgewachsen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Bauteils weist dieses die folgenden Schritte auf:

– Bereitstellen einer ersten Halbleiterschicht;
– epitaktisches Aufwachsen einer aktiven Zone auf der ersten Halbleiterschicht, wobei die aktive Zone eine Quantentopfstruktur mit einer Vielzahl von epitaktisch aufgewachsenen Quantentopfschichten aufweist;
– Erzeugen zumindest einer Unterbrechung in der aktiven Zone, wobei sich die zumindest eine Unterbrechung in einer vertikalen Richtung durch zumindest eine der Quantentopfschichten hindurch erstreckt, die zumindest eine Unterbrechung mit einem Verbindungshalbleitermaterial gebildet ist oder daraus besteht, und die zumindest eine Unterbrechung eine andere Materialzusammensetzung als die an die Unterbrechung angrenzende Quantentopfschicht aufweist; und
– epitaktisches Aufwachsen einer zweiten Halbleiterschicht auf die aktive Zone.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zumindest eine Unterbrechung während des epitaktischen Aufwachsens der aktiven Zone und/oder während des epitaktischen Aufwachsens der an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschicht erzeugt. Insbesondere erfolgt das Erzeugen der Unterbrechung dann mittels einer Anpassung der epitaktischen Wachstumsbedingungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das epitaktische Aufwachsen in einem Reaktor. Während und/oder nach dem epitaktischen Aufwachsen zumindest einer der Quantentopfschichten wird dem Reaktor H₂-Gas zugeführt. Beispielsweise erfolgt das Hinzuführen von H₂-Gas während des Aufwachsens von zumindest einer Barriereschicht, die zwischen zwei der Quantentopfschichten angeordnet ist. Es ist möglich, das sich während dem Aufwachsen der Barriereschichten weiterhin im Reaktor befindende Indium durch das Zuschalten von H₂-Gas von den Wachstumsflächen fernzuhalten. Dies kann darin begründet sein, dass sich in dem Reaktor vorhandenes Indium während des epitaktischen Wachstums der Barriereschichten in diesen einbauen kann und die Materialqualität der Barriereschichten herabsetzen kann. Durch das Zuschalten von H₂-Gas kann die Bereitstellung von Barriereschichten, die im Rahmen der Herstellungstoleranzen frei von Indium sind oder einen geringeren Indium-Gehalt als die Quantentopfschichten aufweisen, ermöglicht werden.
Aufgrund des Zuschaltens von H₂-Gas besteht die Möglichkeit, dass bereits in den Quantentopfschichten aufgewachsenes Indium aus den Quantentopfschichten entfernt wird und/oder während des Wachstums der Quantentopfschichten das Indium nicht in diese eingebaut wird. Hierdurch können die Unterbrechungen, die einen geringeren Indium-Gehalt als die an die Unterbrechung angrenzenden Quantentopfschichten aufweisen, bereitgestellt werden. Insbesondere ist es möglich, dass das H₂-Gas an bereits in der Kristallstruktur der Quantentopfschichten beziehungsweise der zuvor aufgewachsenen Schichten vorhandenen Defekten stärker angreift als in anderen Bereichen. Dabei können Unterbrechungen im Bereich der Defekte mit einer höheren Wahrscheinlichkeit als außerhalb von Defekten gebildet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zumindest eine Unterbrechung nach dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven Zone und/oder der zweiten Halbleiterschicht erzeugt. Das Erzeugen erfolgt unter Verwendung eines Ätzverfahrens, wie beispielsweise eines trockenchemischen und/oder eines nasschemischen Ätzverfahrens. Hierfür kann beispielsweise auf eine dem Substrat abgewandte freiliegende Außenfläche der aktiven Zone oder der zweiten Halbleiterschicht eine Maskenschicht aufgebracht werden. Die aktive Zone und/oder die zweite Halbleiterschicht und/oder die erste Halbleiterschicht kann in Bereichen, die nicht von der Maskenschicht bedeckt sind, mittels des Ätzverfahrens entfernt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zumindest eine Unterbrechung vor dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven Zone und/oder vor dem epitaktischen Aufwachsen der ersten Halbleiterschicht erzeugt. Das Erzeugen erfolgt unter Verwendung einer Wachstumsmaske und/oder einer Wachstumsform. Insbesondere kann es sich bei der Wachstumsmaske und/oder bei der Wachstumsform um die zu erzeugende Unterbrechung handeln. Hierfür kann die zumindest eine Wachstumsmaske und/oder Wachstumsform das Material der Unterbrechung aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Wachstumsform beziehungsweise die Wachstumsmaske durch eine Nanorod-Struktur gebildet. Die Nanorod-Struktur umfasst Nanorods. Nanorods beziehungsweise Nanostäbchen können länglich ausgebildete Halbleiter-Strukturen mit einer Haupterstreckungsrichtung sein. Eine Länge der Nanorods entlang der Haupterstreckungsrichtung kann wenigstens dem Dreifachen, bevorzugt wenigstens dem Fünffachen, einer Breite der Nanorods senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung entsprechen. Die Breite der Nanorods kann zum Beispiel wenigstens 50 nm und höchstens 500 nm betragen. Die Nanorods können lateral beabstandet zueinander angeordnet sein, wobei zwischen den Nanorods Zwischenräume angeordnet sind. Die Nanorods erstrecken sich, insbesondere nach dem Aufwachsen der aktiven Zone, in der vertikalen Richtung vollständig durch die aktive Zone und bilden die zumindest eine Unterbrechung. In den Zwischenräumen zwischen den Nanorods kann beispielsweise zumindest teilweise die erste Halbleiterschicht, die aktive Zone und/oder die zweite Halbleiterschicht aufgewachsen werden.
Bei dem hier beschriebenen elektronischen Bauteil sowie dem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils wird insbesondere die Idee verfolgt, Unterbrechungen in den Quantentopfschichten einer aktiven Zone zur Verbesserung der Strominjektion in die Halbleiterschichten und damit einer Reduktion des Spannungsabfalls über das Bauteil auszunutzen. Durch das Vorhandensein der Unterbrechungen ist es möglich, dass die Ladungsträger, insbesondere Elektronen, nicht mehr sämtliche Polarisationsbarrieren, insbesondere sämtliche Piezobarrieren, innerhalb der aktiven Zone überwinden müssen, sondern nur noch die zu den jeweiligen der Unterbrechung zugeordneten Quantentopfschicht gehörigen. Hierdurch kann die Vorwärtsspannung des elektronischen Bauteils sinken. Insbesondere hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine laterale Ausdehnung der Unterbrechungen ein Einfließen der Ladungsträger in die Quantentopfschichten erleichtern kann.
Ferner ist es möglich, dass die Quantentopfschichten räumlich homogener mit Ladungsträgern gepumpt werden, wodurch die interne Quanteneffizienz steigen kann. Eine Ausbildung von Unterbrechungen kann insbesondere bei langwellig, das heißt eine Wellenlänge von über 480 nm, emittierenden elektronischen Bauteilen vorteilhaft sein, da es in diesen Bauteilen aufgrund der hohen Bandlückenunterschiede zwischen Barriereschichten und Quantentopfschichten zur Ausbildung starker Polarisationsbarrieren, insbesondere starker Piezobarrieren, kommen kann. Die mit hohen Polarisationsbarrieren, insbesondere hohen Piezobarrieren, verbundenen Spannungsabfälle resultieren in einer, im Vergleich zur Energie der emittierten Photonen, stark erhöhten Vorwärtsspannung.
Im Folgenden werden das hier beschriebene elektronische Bauteil und das hier beschriebene Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Die 1 zeigt zur Erläuterung des hier beschriebenen Bauteils sowie des hier beschriebenen Verfahrens ein alternatives Bauteil, das keine Unterbrechungen aufweist.
Die 2 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils.
Die 4 zeigt den Verlauf der Spannung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils sowie eines alternativen Bauteils.
Die 5 zeigt Effizienzkurven eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils sowie eines alternativen Bauteils.
Die 6 bis 7 zeigen Energiebanddiagramme von Ausführungsbeispielen eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils sowie von alternativen Bauteilen.
Die 8A und 8B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils sowie ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils.
Die 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils.
Die 10A bis 10C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Bauteils sowie ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils.
Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines alternativen Bauteils 1' näher erläutert. Das alternative Bauteil 1' unterscheidet sich von einem hier beschriebenen elektronischen Bauteil 1 dadurch, dass das alternative Bauteil 1' keine Unterbrechungen aufweist. In den übrigen Merkmalen, insbesondere den im Folgenden beschriebenen Merkmalen zum allgemeinen Aufbau des elektronischen Bauteils 1, weist das alternative Bauteil 1' die gleichen Merkmale wie ein hier beschriebenes elektronisches Bauteil 1 auf.
Das alternative Bauteil 1' umfasst eine erste Halbleiterschicht 11, eine zweite Halbleiterschicht 12 und eine aktive Zone 13, die in einer vertikalen Richtung z zusammenhängend zwischen der ersten Halbleiterschicht 11 und der zweiten Halbleiterschicht 12 angeordnet ist. Die aktive Zone 13 umfasst eine Vielzahl von Quantentopfschichten 131 und eine Vielzahl von Barriereschichten 132, die zwischen den Quantentopfschichten 131 angeordnet sind. Das alternative Bauteil 1' weist in lateralen Richtungen eine Breite b1 auf. Beispielsweise beträgt die Breite b1 des alternativen Bauteils 1' 150 nm.
In der 1 sind ferner exemplarisch Elektronenpfade 52, die die Injektion von Elektronen in die aktive Zone 13 darstellen, sowie Löcherpfade 51, die die Injektion von Löchern in die aktive Zone 13 darstellen, eingezeichnet.
Bei der ersten Halbleiterschicht 11 kann es sich um eine n-dotierte Halbleiterschicht handeln. Ferner kann es sich bei der zweiten Halbleiterschicht 12 um eine p-dotierte Halbleiterschicht handeln. Es ist jedoch alternativ möglich, dass die erste Halbleiterschicht 11 die p-dotierte Halbleiterschicht ist und die zweite Halbleiterschicht 12 die n-dotierte Halbleiterschicht. In diesem Fall wären die eingezeichneten Elektronenpfade 52 beziehungsweise Löcherpfade 51 miteinander vertauscht.
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 näher erläutert. Das elektronische Bauteil 1 unterscheidet sich vom dem in Verbindung mit der 1 beschriebenen alternativen Bauteil 1' lediglich durch das Vorhandensein einer Unterbrechung 2. Mit anderen Worten, die in Verbindung mit der 1 beschriebenen Merkmale zur ersten Halbleiterschicht 11, der aktiven Zone 13 und der zweiten Halbleiterschicht 12 gelten im Folgenden auch für das elektronische Bauteil 1 der 2.
Die aktive Zone 13 des elektronischen Bauteils 1 weist eine Unterbrechung 2 auf. Vorliegend erstreckt sich die Unterbrechung 2 vollständig durch die aktive Zone 13. Die Unterbrechung 2 weist eine laterale Ausdehnung b2 auf. Die laterale Ausdehnung b2 kann beispielsweise 50 nm betragen.
Innerhalb der Unterbrechung 2 kann ein elektronischer Widerstand und/oder eine Polarisationsbarriere reduziert sein. Hierdurch kann der Elektronenpfad 52 beziehungsweise der Löcherpfad 51 bei dem elektronischen Bauteil 1 entlang der Unterbrechung 2 verlaufen und somit eine Ladungsträgerinjektion in die Quantentopfschichten 131 vereinfachen.
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 näher erläutert. Im Gegensatz zu dem elektronischen Bauteil 1 der 2 umfasst das elektronische Bauteil 1 der 3 eine Vielzahl von Unterbrechungen 2 mit jeweils einer lateralen Ausdehnung b2. Die Unterbrechungen 2 sind über die gesamte Breite b1 des elektronischen Bauteils beziehungsweise der aktiven Zone 13 verteilt.
Über die Unterbrechungen 2 werden aus der ersten Halbleiterschicht 11 Elektronenpfade 52 in die Quantentopfschichten 131 injiziert. Ferner werden aus der zweiten Halbleiterschicht 12 über die Unterbrechungen 2 Löcherpfade 51 in die Quantentopfschicht 131 injiziert.
Anhand des in der 4 dargestellten beispielhaften Spannungsverlaufs ist eine Funktionsweise eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 näher erläutert. Gezeigt sind Simulationen einer ersten Spannung 61 sowie einer zweiten Spannung 62, jeweils in Volt, als Funktion einer Stromdichte J in A/cm². Die erste Spannung 61 ist die eines alternativen Bauteils 1', das keine Unterbrechung 2 aufweist, während die zweite Spannung 62 die eines Ausführungsbeispiels eines elektronischen Bauteils 1 mit zumindest einer Unterbrechung 2 ist.
Die erste Spannung 61 und die zweite Spannung 62 weisen einen ähnlichen Verlauf als Funktion der Stromdichte auf. Die erste Spannung 61 ist jedoch größtenteils geringer als die zweite Spannung 62. Bereits bei geringen Stromdichten weist das elektronische Bauteil 1 einen geringeren Spannungsabfall als das alternative Bauteil 1' auf.
Die 5 zeigt Simulationen von internen Quanteneffizienzen in arbiträren Einheiten (englisch: arbitrary units, a.u.) als Funktion der Stromdichte J. Dargestellt sind eine erste Quanteneffizienz 71 und eine zweite Quanteneffizienz 72. Die erste Quanteneffizienz 71 ist die eines in alternativen elektronischen Bauteils 1', während die zweite Quanteneffizienz 72 die eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 mit wenigstens einer Unterbrechung 2 ist. Die zweite Quanteneffizienz 72 ist ab einer Stromdichte von circa 0,5 (in arbiträren Einheiten) höher als die erste Quanteneffizienz 71.
Die 6 und 7 zeigen Energiebanddiagramme als Funktion der vertikalen Richtung z. Hierbei zeigt die 6 ein erstes Valenzband 811, ein erstes Leitungsband 812, ein erstes Löcher-Quasi-Fermi-Niveau 911 und ein erstes Elektronen-Quasi-Fermi-Niveau 912 eines alternativen elektronischen Bauteils 1', das keine Unterbrechung 2 aufweist. Im Vergleich hierzu zeigt die 7 ein zweites Valenzband 821, ein zweites Leitungsband 822, ein erstes Löcher-Quasi-Fermi-Niveau 921 und ein zweites Elektronen-Quasi-Fermi-Niveau 922 eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1, das mindestens eine Unterbrechung 2 aufweist. Das Elektronen-Quasi-Fermi-Niveau 912 kann die Besetzungswahrscheinlichkeit für Elektronen im Leitungsband 812, 822 angeben. Ferner kann das Löcher-Quasi-Fermi-Niveau 911 die Besetzungswahrscheinlichkeit für Löcher im Valenzband 811, 821 wiedergeben.
Die Energiebanddiagramme eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 (siehe 7) sind im Vergleich zu einem alternativen Bauteil 1' flacher ausgebildet und weisen geringere Polarisationsbarrieren, insbesondere geringere Piezobarrieren, auf. Hierdurch ist es möglich, ein elektronisches Bauteil 1 mit einem reduzierten Spannungsabfall im Vergleich zu dem alternativen Bauteil 1', das keine Unterbrechung 2 aufweist.
Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der 8A und 8B ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Bauteils 1 sowie ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 näher erläutert.
Die 8A zeigt einen ersten Verfahrensschritt eines hier beschriebenen Verfahrens. Auf einem Substrat 14 wird eine Nanorod-Struktur mit Nanorods 15 aufgewachsen. Beispielsweise ist die Nanorod-Struktur mit einem Halbleitermaterial gebildet. Beispielsweise ist die Nanorod-Struktur mit dem Halbleitermaterial der ersten Halbleiterschicht 11 gebildet. Die Nanorods 15 sind durch Zwischenräume 21 voneinander beabstandet angeordnet.
Die 8B zeigt einen weiteren Verfahrensschritt eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Bauteils 1. In dem gezeigten Verfahrensschritt ist das elektronische Bauteil 1 bereits fertiggestellt. In den Freiräumen 21 sind die erste Halbleiterschicht 11, die aktive Zone 13 und die zweite Halbleiterschicht 12 aufgewachsen worden. Die Nanorods 15 bilden bereichsweise die Unterbrechungen 2 in der aktiven Zone 13. Die Unterbrechungen 2 sind in der vertikalen Richtung z übereinander angeordnet und erstrecken sich vollständig durch die aktive Zone 13.
Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der 9 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 näher erläutert. Das elektronische Bauteil 1 umfasst eine erste Halbleiterschicht 11, eine zweite Halbleiterschicht 12 und eine aktive Zone 13. Die aktive Zone 13 umfasst Quantentopfschichten 131, die Unterbrechungen 2 aufweisen, sowie Barriereschichten 132, die zwischen den Quantentopfschichten 131 angeordnet sind. Ferner umfasst das elektronische Bauteil 1 weitere Quantentopfschichten 131', die frei von Unterbrechungen 2 sind.
Beispielsweise sind die Unterbrechungen 2 des elektronischen Bauteils 1 der 9 in den Quantentopfschichten 131 durch Hinzuführen von H₂-Gas in die Reaktorkammer während und/oder nach dem Wachstum der Quantentopfschichten 131 erzeugt worden. Es ist möglich, dass die Quantentopfschichten 131, die näher an der ersten Halbleiterschicht 11 angeordnet sind, keine Unterbrechungen 2 aufweisen. In diesem Fall kann die erste Halbleiterschicht 11 insbesondere n-dotiert sein. Dies kann darin begründet sein, dass Elektronen im Allgemeinen beweglicher als Löcher sind, weshalb eine Reduzierung der Piezobarrieren insbesondere an der p-dotierten zweiten Halbleiterschicht 12 benötigt wird.
Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der 10A, 10B und 10C ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Bauteils 1 sowie ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen elektronischen Bauteils 1 näher erläutert.
Die 10A zeigt einen ersten Verfahrensschritt eines hier beschriebenen Verfahrens. In dem gezeigten Verfahrensschritt wird ein alternatives elektronisches Bauteil 1', das im Rahmen der Herstellungstoleranzen keine Unterbrechungen 2 aufweist, bereitgestellt.
In dem in der 10B gezeigten Verfahrensschritt werden in der zweiten Halbleiterschicht 12 und der aktiven Zone 13 Zwischenräume 21 erzeugt. Das Erzeugen der Zwischenräume 21 kann beispielsweise unter Verwendung eines Ätzverfahrens erfolgen. Die Zwischenräume 21 erstrecken sich durch die zweite Halbleiterschicht 12 und die aktive Zone 13 bis hin zur ersten Halbleiterschicht 11 hindurch.
In dem in der 10C gezeigten Verfahrensschritt werden die Zwischenräume 21 mit Material der zweiten Halbleiterschicht 12 aufgefüllt. Alternativ ist es möglich, dass in die Zwischenräume 21 ein anderes Halbleitermaterial, wie beispielsweise Material der ersten Halbleiterschicht 11 oder ein, insbesondere undotiertes, Halbleitermaterial, gewachsen wird. Die Zwischenräume 21 bilden anschließend die Unterbrechungen 2 in den Quantentopfschichten 131 der aktiven Zone 13.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: elektronisches Bauteil
1': alternatives Bauteil
11: erste Halbleiterschicht
12: zweite Halbleiterschicht
13: aktive Zone
131: Quantentopfschicht
132: Barriereschicht
14: Substrat
15: Nanorod
2: Unterbrechung
21: Zwischenräume
51: Löcherpfade
52: Elektronenpfade
61: erste Spannung
62: zweite Spannung
71: erste Quanteneffizienz
72: zweite Quanteneffizienz
811: erstes Valenzband
812: erstes Leitungsband
911: erstes Löcher-Quasi-Fermi-Niveau
912: erstes Elektronen-Quasi-Fermi-Niveau
821: zweites Valenzband
822: zweites Leitungsband
921: zweites Löcher-Quasi-Fermi-Niveau
922: zweites Elektronen-Quasi-Fermi-Niveau
b1: Breite des Bauteils
b2: laterale Ausdehnung Unterbrechung
z: vertikale Richtung

Claims

Elektronisches Bauteil umfassend – eine erste Halbleiterschicht (11), – eine zweite Halbleiterschicht (12) und – eine aktive Zone (13) mit einer Quantentopfstruktur aufweisend eine Vielzahl von Quantentopfschichten (131), wobei – die aktive Zone (13) zusammenhängend zwischen der ersten Halbleiterschicht (11) und der zweiten Halbleiterschicht (12) ausgebildet ist, – die aktive Zone (13) zumindest eine Unterbrechung (2) aufweist, die sich in einer vertikalen Richtung (z) durch zumindest eine der Quantentopfschichten (131) hindurch erstreckt, – die zumindest eine Unterbrechung (2) mit einem Halbleitermaterial gebildet ist oder daraus besteht, und – die zumindest eine Unterbrechung (2) eine andere Materialzusammensetzung als die an die Unterbrechung (2) angrenzende Quantentopfschicht (131) aufweist.
Elektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die aktive Zone (13) im Bereich der zumindest einen Unterbrechung (2) eine höhere Bandlücke aufweist als im Bereich der Quantentopfschichten (131).
Elektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Bandlücke in einem Zwischenbereich zwischen der Unterbrechung (2) und der an die Unterbrechung (2) angrenzenden Quantentopfschicht (131) kontinuierlich von der Quantentopfschicht (131) zur Unterbrechung (2) hin zunimmt.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Quantentopfschichten (131) Indium umfassen, wobei die zumindest eine Unterbrechung (2) einen geringeren Indium-Gehalt als die an die Unterbrechung (2) angrenzende Quantentopfschicht (131) aufweist.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, das im Betrieb Licht emittiert.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die erste Halbleiterschicht (11) und/oder die zweite Halbleiterschicht (12) zumindest stellenweise frei von der zumindest einen Unterbrechung (2) ist.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zumindest eine Unterbrechung (2) mit einem undotierten Halbleitermaterial gebildet ist oder daraus besteht.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zumindest eine Unterbrechung (2) zumindest teilweise mit dem Material der ersten Halbleiterschicht (11) oder mit dem Material der zweiten Halbleiterschicht (12) gebildet ist oder daraus besteht.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die aktive Zone (13) im Bereich von zumindest einer Quantentopfschicht (131) frei von einer Unterbrechung (2) ist.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die aktive Zone (13) eine Vielzahl von Unterbrechungen (2) aufweist, wobei eine Dichte der Unterbrechungen (2) wenigstens 10⁸/cm² beträgt.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die aktive Zone (13) eine Vielzahl von Unterbrechungen (2) aufweist, wobei zumindest eine der Unterbrechungen (2), bevorzugt alle Unterbrechungen (2), in der vertikalen Richtung (z) von zumindest einer der Quantentopfschichten (131) überdeckt ist.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die aktive Zone (131) eine Vielzahl von Unterbrechungen (2) aufweist, wobei die Unterbrechungen (2) in der vertikalen Richtung (z) übereinander angeordnet sind und im Rahmen der Herstellungstoleranzen gleiche laterale Ausdehnungen (b2) aufweisen.
Elektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein elektronischer Widerstand und/oder eine Polarisationsbarriere entlang der zumindest einen Unterbrechung (2) geringer ist als entlang der an die Unterbrechung (2) angrenzenden Quantentopfschicht (131).
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils, aufweisend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer ersten Halbleiterschicht (11); – epitaktisches Aufwachsen einer aktiven Zone (13) auf der ersten Halbleiterschicht (11), wobei die aktive Zone (13) eine Quantentopfstruktur mit einer Vielzahl von epitaktisch aufgewachsenen Quantentopfschichten (131) aufweist; – Erzeugen zumindest einer Unterbrechung (2) in der aktiven Zone (13), wobei – sich die zumindest eine Unterbrechung (2) in einer vertikalen Richtung (z) durch zumindest eine der Quantentopfschichten (131) hindurch erstreckt, – die zumindest eine Unterbrechung (2) mit einem Halbleitermaterial gebildet ist oder daraus besteht, und – die zumindest eine Unterbrechung (2) eine andere Materialzusammensetzung als die an die Unterbrechung (2) angrenzende Quantentopfschicht (131) aufweist; und – epitaktisches Aufwachsen einer zweiten Halbleiterschicht auf die aktive Zone.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils nach dem vorherigen Anspruch, wobei die zumindest eine Unterbrechung (2) während des epitaktischen Aufwachsens der aktiven Zone (13) und/oder während des epitaktischen Aufwachsens der an die Unterbrechung (2) angrenzenden Quantentopfschicht (131) erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das epitaktische Aufwachsen in einem Reaktor erfolgt, wobei während und/oder nach dem epitaktischen Aufwachsen zumindest einer der Quantentopfschichten (131) dem Reaktor H₂-Gas zugeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Unterbrechung (2) nach dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven Zone (13) und/oder der zweiten Halbleiterschicht (12) unter Verwendung eines Ätzverfahrens erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Unterbrechung (2) vor dem epitaktischen Aufwachsen der aktiven Zone (13) und/oder vor dem epitaktischen Aufwachsen der ersten Halbleiterschicht (11) unter Verwendung einer Wachstumsmaske und/oder einer Wachstumsform erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Wachstumsform durch eine Nanorodstruktur mit Nanorods (15) gebildet ist, wobei sich die Nanorods (15) in der vertikalen Richtung (z) vollständig durch die aktive Zone (13) erstrecken und die zumindest eine Unterbrechung (2) bilden.