DE102018111324A1

DE102018111324A1 - Optoelektronischer Halbleiterchip

Info

Publication number: DE102018111324A1
Application number: DE102018111324.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Heckelmann; Andreas Rudolph; Alexander Tonkikh
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-11-14
Also published as: US11374152B2; US20210167251A1; DE112019002400A5; WO2019215049A1

Abstract

In einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip (1) eine Halbleiterschichtenfolge (2), in der sich eine aktive Zone (23) zur Strahlungserzeugung zwischen einem ersten Halbleiterbereich (21) und einem zweiten Halbleiterbereich (22) befindet. Eine erste elektrische Kontaktierung (31) der Halbleiterschichtenfolge (2) liegt an dem ersten Halbleiterbereich (21). Eine zweite elektrische Kontaktierung (32) ist an dem zweiten Halbleiterbereich (22) angebracht. Die zweite elektrische Kontaktierung (32) befindet sich in einem Graben (4) des zweiten Halbleiterbereichs (22). Der Graben (4) ist auf den zweiten Halbleiterbereich (22) beschränkt und endet beabstandet zur aktiven Zone (23). Ein Abstand (D) zwischen einem Boden (40) des Grabens (4) und der aktiven Zone (23) beträgt höchstens 3 µm.

Description

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der eine hohe Lichtauskoppeleffizienz aufzeigt.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen optoelektronischen Halbleiterchip mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der optoelektronische Halbleiterchip zur Strahlungserzeugung, insbesondere zur Erzeugung von nahultravioletter Strahlung, von sichtbarem Licht oder von nahinfraroter Strahlung, eingerichtet. Beispielsweise liegt eine Wellenlänge maximaler Intensität der vom Halbleiterchip im Betrieb erzeugten Strahlung bei mindestens 360 nm oder 420 nm, insbesondere bei mindestens 560 nm. Alternativ oder zusätzlich liegt die Wellenlänge maximaler Intensität bei höchstens 1300 nm oder 950 nm oder 820 nm. Bei dem Halbleiterchip handelt es sich bevorzugt um einen Leuchtdiodenchip, kurz LED-Chip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge. In der Halbleiterschichtenfolge befindet sich eine aktive Zone zur Strahlungserzeugung. Die aktive Zone beinhaltet insbesondere eine Einfachquantentopfstruktur, eine Mehrfachquantentopfstruktur und/oder zumindest einen pn-Übergang.
Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs oder wie Al_nGa_mIn_1-n-mAs_kP_1-k, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 sowie 0 ≤ k < 1 ist. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der Halbleiterschichtenfolge 0 < n ≤ 0,8, 0,4 ≤ m < 1 und n + m ≤ 0,95 sowie 0 < k ≤ 0,5. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf dem Materialsystem AlInGaAs oder AlInGaAsP.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Halbleiterschichtenfolge einen ersten Halbleiterbereich und einen zweiten Halbleiterbereich. Die aktive Zone befindet sich zwischen den beiden Halbleiterbereichen, insbesondere entlang einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge gesehen. Jeder der Halbleiterbereiche kann aus einer einzigen Halbleiterschicht gebildet sein oder alternativ mehrere Halbleiterschichtenfolgen umfassen. Der erste Halbleiterbereich ist insbesondere p-dotiert und der zweite Halbleiterbereich entsprechend n-dotiert. Alternativ sind die Halbleiterbereiche genau anders herum dotiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip eine erste elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge. Die erste elektrische Kontaktierung befindet sich an dem ersten Halbleiterbereich und ist zur Stromeinprägung in den ersten Halbleiterbereich eingerichtet. Damit berührt die erste elektrische Kontaktierung den ersten Halbleiterbereich zumindest stellenweise.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip eine zweite elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge. Die zweite elektrische Kontaktierung befindet sich an dem zweiten Halbleiterbereich und berührt den zweiten Halbleiterbereich zumindest stellenweise. Über die zweite elektrische Kontaktierung erfolgt eine Stromeinprägung in den zweiten Halbleiterbereich, insbesondere nur über die zweite elektrische Kontaktierung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die zweite elektrische Kontaktierung teilweise oder vollständig in einem Graben. Der Graben ist in dem zweiten Halbleiterbereich geformt und auf den zweiten Halbleiterbereich beschränkt. Insbesondere berührt der Graben die aktive Zone nicht. Jedoch endet der Graben nahe an der aktiven Zone. Dies bedeutet insbesondere, dass ein Abstand zwischen einem Boden des Grabens und der aktiven Zone höchstens 3 µm beträgt, bevorzugt höchstens 2 µm, besonders bevorzugt höchstens 1 µm, insbesondere zwischen einschließlich 0,3 µm und 0,8 µm.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge, in der sich eine aktive Zone zur Strahlungserzeugung zwischen einem ersten Halbleiterbereich und einem zweiten Halbleiterbereich befindet. Eine erste elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge liegt an dem ersten Halbleiterbereich. Eine zweite elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge ist an dem zweiten Halbleiterbereich angebracht. Die zweite elektrische Kontaktierung befindet sich mindestens zum Teil in einem Graben des zweiten Halbleiterbereichs. Der Graben ist auf den zweiten Halbleiterbereich beschränkt und endet beabstandet zur aktiven Zone. Ein Abstand zwischen einem Boden des Grabens und der aktiven Zone beträgt höchstens 3 µm, bevorzugt höchstens 1 µm.
An einer lichtemittierenden Seite einer Halbleiterschichtenfolge einer Dünnfilm-LED, also einer LED, bei der ein Aufwachssubstrat von einer Halbleiterschichtenfolge entfernt wurde, werden zumeist metallische Kontaktstege auf eine Oberfläche aufgebracht, um einen elektrischen Anschluss zum Halbleitermaterial hin herzustellen. Trifft das in tiefer liegenden Schichten der Halbleiterschichtenfolge erzeugte Licht auf eine Kontakt-Halbleiter-Grenze, so wird nur ein Teil dieses Lichts reflektiert und der Rest absorbiert. Während das absorbierte Licht als Verlust zu werten ist, kann das reflektierte Licht an anderer Stelle des Halbleiterchips noch aus diesem austreten.
Der reflektierte Anteil des auf die Kontaktierung auftreffenden Lichts ist abhängig von der Wahl des Materials der elektrischen Kontaktierung und vom Einfallswinkel des Lichts auf diese Grenzfläche. Je flacher der Einfallswinkel, desto höher ist in der Regel der reflektierte Anteil. Da ein Großteil des Lichts nicht direkt unterhalb der Kontaktierung, sondern in Bereichen seitlich davon erzeugt wird, kann durch eine Verringerung eines Abstands zwischen der aktiven Zone und einer Halbleiteroberfläche ein im Mittel flacherer Einfallswinkel auf die Halbleiter-Kontakt-Grenzfläche erzielt werden.
In den Halbleiterschichten zwischen den lichterzeugenden Schichten und der Halbleiteroberfläche findet jedoch eine Querleitung vom Strom weg von der Kontaktierung statt. Wird dieser Abstand und damit eine Dicke der Querleitschichten reduziert, so erhöht dies auch den Schichtwiderstand des zweiten Halbleiterbereichs und damit die nötige Betriebsspannung des LED-Chips für einen festgelegten Stromfluss, was zu einer reduzierten Effizienz führt.
Mögliche andere Kontaktierungsschemata liegen darin, einen Metall-Halbleiter-Kontakt direkt auf eine ebene Halbleiteroberfläche aufzubringen und gegebenenfalls einzulegieren. Alternativ werden die Halbleiterschichten auf der Oberseite des LED-Chips über Via-Kontakte von einer Rückseite her kontaktiert. Eine weitere Alternative ist die Verwendung von transparenten leitenden Materialien für die Kontaktierung auf der lichtemittierenden Seite, wobei jedoch solche flächig aufgebrachten Materialien bei einer ausreichend hohen elektrischen Querleitfähigkeit signifikant zur Absorption von Strahlung beitragen.
Bei dem hier beschriebenen Halbleiterchip wird die Halbleiterschichtenfolge unterhalb und in einem bevorzugt engen Bereich um die zweite elektrische Kontaktierung vertieft und die zweite elektrische Kontaktierung wird in der Vertiefung, also im Graben, aufgebracht und bevorzugt einlegiert.
Damit lässt sich ein geringer Abstand zwischen der zweiten Kontaktierung und der aktiven Zone unabhängig von der Dicke der Querleitschicht einstellen. Die dünnere Querleitschicht im Bereich der elektrischen Kontaktierung erhöht den Schichtwiderstand deutlich weniger als eine ganzflächige Reduzierung der Dicke. Gleichzeitig wird im Mittel der Einfallswinkel kleiner, sodass die erzeugte Strahlung unter einem flacheren Winkel auf die Halbleiter-Kontakt-Grenzfläche trifft und somit Absorptionsverluste reduziert werden. Damit kann der Halbleiterchip einen größeren Anteil der erzeugten Strahlung emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Graben Seitenwände auf. Die Seitenwände reichen bevorzugt vom Boden des Grabens bis zu einer der aktiven Zone abgewandten Oberseite des zweiten Halbleiterbereichs. Die Seitenwände können im Querschnitt gesehen gerade verlaufen oder auch gekrümmt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenwände des Grabens frei von der zweiten elektrischen Kontaktierung. Ein Abstand der zweiten elektrischen Kontaktierung von den Seitenwänden liegt bevorzugt bei mindestens 0,5 µm oder 1 µm oder 2 µm. Damit berühren die Seitenwände die zweite elektrische Kontaktierung bevorzugt nicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Mittelpunktswinkel zwischen einer Unterseite der zweiten elektrischen Kontaktierung und einem strahlungserzeugenden Bereich der aktiven Zone bei mindestens 1 mrad oder 2 mrad oder 5 mrad. Alternativ oder zusätzlich liegt der Mittelpunktswinkel bei höchstens 0,6 rad oder 0,2 rad oder 80 mrad oder 50 mrad. Bei den strahlungserzeugenden Bereichen handelt es sich um Bereiche der aktiven Zone, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Halbleiterchips bestromt werden.
Der Tangens des Mittelpunktswinkels A ist insbesondere definiert als der Quotient aus dem Abstand D der Unterseite der zweiten elektrischen Kontaktierung von der aktiven Zone und der Hälfte einer Entfernung W zwischen benachbarten zweiten elektrischen Kontaktierungen: tan A = D/(0,5 W). Die Entfernung W bezieht sich auf die Distanz zwischen den Mittellinien der betreffenden zweiten elektrischen Kontaktierungen, in Draufsicht gesehen. Zum Beispiel ergibt sich für einen Abstand D von 1 µm und einer Entfernung W zwischen Streifen der zweiten Kontaktierung von 100 µm ein Mittelpunktswinkel A ≈ tan A = 1 µm/50 µm = 20 mrad.
Ist die zweite Kontaktierung zum Beispiel als hexagonales Gitter gestaltet, ist die Entfernung W bevorzugt gleich einer Maschenweite. Handelt es sich bei der zweiten Kontaktierung um Kontaktstrukturen, die schräg zueinander und/oder divergent auseinander laufen, zum Beispiel sternförmig oder V-förmig, so kann für die Entfernung W eine mittlere Entfernung zwischen benachbarten Struktureinheiten der zweiten Kontaktierung herangezogen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die zweite elektrische Kontaktierung in mindestens einem Querschnitt senkrecht zum Graben gesehen vollständig in dem zugeordneten Graben. Bevorzugt gilt dies für einen überwiegenden Anteil der zweiten elektrischen Kontaktierung, beispielsweise für mindestens 50 % oder 70 % oder 90 % entlang einer Längsrichtung der zweiten elektrischen Kontaktierung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Verhältnis aus einer Länge und einer Breite der zweiten elektrischen Kontaktierung in Draufsicht gesehen bei mindestens 10 oder 15 oder 25 oder 50. Mit anderen Worten ist die zweite elektrische Kontaktierung in Draufsicht gesehen erheblich länger als breit. Beispielsweise ist die zweite elektrische Kontaktierung als eine stegförmige, fingerförmige, hexagonale und/oder verästelte Struktur gestaltet, sodass zum Beispiel ausgehend von einer elektrischen Kontaktfläche etwa für einen Bonddraht eine Stromaufweitung über die Halbleiterschichtenfolge hinweg erfolgen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt die zweite elektrische Kontaktierung in zumindest einem Querschnitt senkrecht zum Graben gesehen den zugeordneten Graben in Richtung weg von dem Boden. Mit anderen Worten ist die zweite elektrische Kontaktierung dann dicker und/oder höher als der Graben tief ist. Dies gilt beispielsweise für einen Anteil von mindestens 15 % oder 40 % oder 80 % der zweiten elektrischen Kontaktierung entlang einer Längsrichtung der zweiten elektrischen Kontaktierung gesehen und/oder zu höchstens 90 % oder 50 % oder 25 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Boden des Grabens überwiegend von der zweiten elektrischen Kontaktierung bedeckt, insbesondere direkt bedeckt. Überwiegend bedeutet insbesondere einen Flächenanteil von mindestens 50 % oder 70 % oder 85 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist im ersten Halbleiterbereich mindestens eine Ausnehmung geformt, sodass der erste Halbleiterbereich teilweise entfernt ist. Bevorzugt sind mehrere Ausnehmungen vorhanden. Mit anderen Worten stellt die Ausnehmung oder stellen die Ausnehmungen dünnere Stellen des ersten Halbleiterbereichs dar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Ausnehmung von der aktiven Zone beabstandet. Das heißt, die aktive Zone wird von der Ausnehmung nicht beeinträchtigt. Ein Abstand zwischen der aktiven Zone und der zumindest einen Ausnehmung liegt bevorzugt bei mindestens 100 nm oder 200 nm oder 300 nm und alternativ oder zusätzlich bei höchstens 1 µm oder 0,5 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen die Ausnehmung und der Graben bezüglich der aktiven Zone einander gegenüber. Mit anderen Worten folgen die Ausnehmung, die aktive Zone und der Graben entlang der Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge und/oder in Richtung senkrecht zur aktiven Zone bevorzugt aufeinander. In Draufsicht gesehen überlappen die Ausnehmung und der Graben damit teilweise oder vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist durch die Ausnehmung eine Bestromung der aktiven Zone im Bereich des Grabens reduziert oder unterbunden. Aufgrund der Materialwegnahme des ersten Halbleiterbereichs erfolgt im ersten Halbleiterbereich im Bereich der Ausnehmung keine signifikante elektrische Querleitung. Somit wird die aktive Zone im Bereich des Grabens vom ersten Halbleiterbereich her nicht oder nicht signifikant bestromt. Insbesondere liegt eine mittlere Bestromungsstärke der aktiven Zone im Bereich des Grabens um mindestens einen Faktor 5 oder 10 oder 20 unter einer mittleren Bestromungsstärke in den zur Strahlungserzeugung vorgesehenen Bereichen der aktiven Zone, die in Draufsicht gesehen bevorzugt neben dem Graben liegen.
Es ist möglich, dass Ausnehmungen zusätzlich noch abseits der zum Beispiel als Kontaktfinger gestalteten zweiten Kontaktierung vorhanden sind. Das heißt, die Struktur der Ausnehmungen ist zum Beispiel unter den Kontaktfingern und zwischen den Kontaktfingern hexagonal und nicht nur unter den Kontaktfingern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Ausnehmung breiter als der zugeordnete Graben. Insbesondere überragt die Ausnehmung den Graben im Querschnitt gesehen beiderseits. Ein seitlicher Überstand der Ausnehmung über dem Graben, also in Richtung parallel zur aktiven Zone, beträgt bevorzugt mindestens 0,5 µm oder 1 µm oder 2 µm oder 5 µm und/oder höchstens 10 µm oder 6 µm oder 3 µm. Dabei reicht die Ausnehmung bevorzugt näher an die aktive Zone heran als der Graben.
Ein Abstand des Grabens von der aktiven Zone beträgt bevorzugt mindestens 0,3 µm oder 0,5 µm oder 0,7 µm. Durch einen solchen vergleichsweise großen Abstand des Grabens von der aktiven Zone ist erreichbar, dass eine Einlegierung von Materialien der zweiten elektrischen Kontaktierung in die Halbleiterschichtenfolge nicht bis zur aktiven Zone reicht und damit die aktive Zone nicht oder nicht signifikant beeinträchtigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenwände des Grabens teilweise oder vollständig mit einer Spiegelschicht versehen. Die Spiegelschicht ist bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material gestaltet. Die Spiegelschicht kann aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sein. Beispielsweise ist die Spiegelschicht aus einem Oxid wie Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid und/oder aus einem Nitrid wie Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Spiegelschicht den Boden des Grabens zu höchstens 40 % oder 20 % oder 10 %. Der Boden kann damit im Wesentlichen frei von der Spiegelschicht sein. Es ist möglich, dass der Boden des Grabens von der zweiten elektrischen Kontaktierung zusammen mit der Spiegelschicht vollständig oder zu mindestens 90 % oder 80 % unmittelbar bedeckt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenwände des Grabens teilweise oder vollständig mit einer Antireflexschicht und/oder mit einer Aufrauhung zur Verbesserung einer Lichtauskopplung versehen. Die Antireflexschicht kann aus den gleichen Materialien sein, wie vorgenannt zur Spiegelschicht ausgeführt. Die Antireflexschicht und die Spiegelschicht unterscheiden sich insbesondere in deren Dicken. Zum Beispiel weist die Antireflexschicht ungefähr eine Dicke von λ/4 auf, wohingegen eine Dicke der Spiegelschicht bevorzugt bei ungefähr λ/2 liegt. Dabei steht A für die Wellenlänge maximaler Intensität der im Betrieb in der aktiven Zone erzeugten Strahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Boden des Grabens frei von der Antireflexschicht und/oder der Aufrauhung. Damit wird im Bereich des Bodens bevorzugt keine verstärkte Lichtauskopplung aus der Halbleiterschichtenfolge heraus bewirkt. Es ist möglich, dass eine Antireflexschicht und/oder eine Aufrauhung an einer Oberseite der Halbleiterschichtenfolge auch an den Seitenwänden angebracht ist und dass der Boden und/oder die Seitenwände nahe des Bodens mit der Spiegelschicht versehen sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenwände des Grabens nach innen geneigt. Das heißt, ein Winkel zwischen dem Boden und den Seitenwänden ist kleiner als 90°. Beispielsweise liegt der Winkel zwischen dem Boden und den Seitenwänden bei mindestens 75° oder 80° oder 85°. Somit kann der Boden des Grabens teilweise von den Seitenwänden überdeckt sein, in Draufsicht gesehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenwände nach außen geneigt, sodass ein Winkel zwischen den Seitenwänden und dem Boden mehr als 90° beträgt. Beispielsweise liegt dieser Winkel bei mindestens 95° oder 100° und/oder bei höchstens 135° oder 125° oder 115°.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite elektrische Kontaktierung im Querschnitt gesehen trapezförmig oder näherungsweise trapezförmig gestaltet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Breite der zweiten elektrischen Kontaktierung in Richtung weg von dem Boden des Grabens stetig abnehmen. Die zweite elektrische Kontaktierung ist bevorzugt symmetrisch zu einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge gestaltet, im Querschnitt gesehen. Alternativ zu einem Trapez kann die zweite elektrische Kontaktierung im Querschnitt gesehen auch dreieckig oder quaderförmig oder quadratisch gestaltet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite elektrische Kontaktierung zu einer Stromverteilung in Richtung parallel zur aktiven Zone eingerichtet. Dabei ist die zweite elektrische Kontaktierung in Draufsicht gesehen bevorzugt eine verzweigte oder gitternetzförmige Struktur über die Halbeleiterschichtenfolge hinweg. Die zweite elektrische Kontaktierung verläuft beispielsweise zweigförmig von einem elektrischen Kontaktbereich wie einem Bondpad für einen Bonddraht weg. Alternativ kann die zweite elektrische Kontaktierung auch durch geschlossene Gitternetzlinien gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste elektrische Kontaktierung mit einer Vielzahl von punktförmigen Bestromungsbereichen zum ersten Halbleiterbereich hin gebildet. Punktförmig bedeutet beispielsweise, dass ein mittlerer Durchmesser der Bestromungsbereiche bei höchstens 0,5 % oder 1 % oder 2 % einer mittleren Kantenlänge des Halbleiterchips und/oder bei höchstens 5 µm oder 10 µm oder 20 µm liegt. Damit ist erreichbar, dass die erste elektrische Kontaktierung den ersten Halbleiterbereich nur zu einem Flächenanteil von bevorzugt höchstens 20 % oder 10 % oder 5 % berührt. Damit lassen sich Absorptionsverluste der erzeugten Strahlung an der ersten elektrischen Kontaktierung reduzieren. Die mittlere Kantenlänge liegt zum Beispiel bei mindestens 0,1 mm oder 0,3 mm oder 0,6 mm und/oder bei höchstens 3 mm oder 1,5 mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die aktive Zone durchgehend und/oder flächig und/oder eben über die Halbleiterschichtenfolge hinweg. Damit ist die aktive Zone weder durch die Gräben noch die Ausnehmungen unterbrochen und kann unter den Gräben hindurch durchgehend und zusammenhängend verlaufen. Die aktive Zone ist in diesem Fall, anders als etwa der erste und/oder der zweite Halbleiterbereich, nicht strukturiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der erste Halbleiterbereich und/oder der zweite Halbleiterbereich eine Ätzstoppschicht. Der Graben und/oder die Ausnehmung enden an der jeweils zugeordneten Ätzstoppschicht. Damit ist die aktive Zone effizient beim Erzeugen des Grabens und/oder der Ausnehmung schützbar.
Ist der zugeordnete Halbleiterbereich aus einem Arsenid, so ist die Ätzstoppschicht bevorzugt aus einem Phosphid, insbesondere aus AlGaInP. Ist alternativ der zugeordnete Halbleiterbereich aus einem Phosphid, so ist die Ätzstoppschicht bevorzugt aus einem Arsenid, insbesondere aus AlGaAs. Eine Dicke der Ätzstoppschicht, die dotiert sein kann, liegt insbesondere bei mindestens 5 nm oder 15 nm und/oder bei höchstens 1 µm oder 100 nm oder 50 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der zweiten elektrischen Kontaktierung um eine metallische Kontaktierung. Das heißt, die zweite elektrische Kontaktierung besteht aus einem oder aus mehreren Metallen. Alternativ umfasst die zweite elektrische Kontaktierung ein transparentes leitfähiges Oxid, kurz TCO, insbesondere unmittelbar an der Halbleiterschichtenfolge. Bevorzugt ist die zweite elektrische Kontaktierung aus Gold oder aus einer Goldlegierung, wobei zusätzlich Metallschichten etwa aus Pd, Pt, Rh oder Ti vorhanden sein können. Die vorgenannten Ausführungen können gleichermaßen für die erste elektrische Kontaktierung gelten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich ausgehend von der zweiten elektrischen Kontaktierung in die Halbleiterschichtenfolge hinein eine Einlegierung. Die Einlegierung ist durch Metalle aus der zugehörigen elektrischen Kontaktierung gebildet und entsteht beispielsweise durch ein Tempern. Die Einlegierung endet bevorzugt beabstandet von der aktiven Zone. Die vorgenannten Ausführungen können gleichermaßen für die erste elektrische Kontaktierung gelten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verlaufen mehrere der Gräben in Draufsicht gesehen parallel zueinander. Die Gräben sind je mit der zweiten elektrischen Kontaktierung versehen. Die zweite elektrische Kontaktierung bildet bevorzugt einen in sich geschlossenen metallischen und elektrisch zusammenhängenden Bereich. Ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Gräben liegt bevorzugt bei mindestens 10 µm oder 20 µm oder 50 µm und/oder bei höchstens 500 µm oder 200 µm oder 100 µm oder 40 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Boden eine Breite von mindestens 2 µm oder 5 µm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Breite bei höchstens 25 µm oder 20 µm oder 15 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Tiefe des Grabens bei mindestens 1 µm oder 1,5 µm oder 2,5 µm. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Tiefe bei höchstens 8 µm oder 6 µm oder 4 µm. Dabei ist es möglich, dass eine Dicke des zweiten Halbleiterbereichs bei mindestens 2 µm und/oder bei höchstens 11 µm liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die elektrische Querleitfähigkeit des zweiten Halbleiterbereichs um mindestens einen Faktor 2 oder 3 größer als die elektrische Querleitfähigkeit des ersten Halbleiterbereichs. Bei den Querleitfähigkeiten handelt es sich bevorzugt um spezifische Querleitfähigkeiten, also bezogen auf eine definierte Dicke. Alternativ können der erste und der zweite Halbleiterbereich ähnliche Querleitfähigkeiten aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Halbleiterbereich an einer der aktiven Zone abgewandten Seite bis auf die zweite elektrische Kontaktierung frei von elektrisch leitfähigen Materialien. Das heißt, an dem zweiten Halbleiterbereich befinden sich dann keine Leiterstrukturen zur lateralen Stromaufweitung, von der zweiten elektrischen Kontaktierung abgesehen. Insbesondere sind keine flächigen elektrisch leitfähigen Schichten wie dünne, lichtdurchlässige Metallschichten oder Schichten aus einem transparenten leitfähigen Oxid, kurz TCO, vorhanden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste und/oder die zweite elektrische Kontaktierung undurchlässig für die im Betrieb erzeugte Strahlung. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Betrieb des Halbleiterchips kann die erzeugte Strahlung die erste und/oder die zweite elektrische Kontaktierung nicht durchdringen.
Nachfolgend wird ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips,
2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips,
3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips,
4 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips,
5 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips, und
6 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips.

In 1 ist eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips 1 gezeigt. Eine zugehörige Schnittdarstellung findet sich in 2.
Der Halbleiterchip 1 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 2. In der Halbleiterschichtenfolge 2 befindet sich ein erster Halbleiterbereich 21, der bevorzugt p-dotiert ist. Weiterhin umfasst die Halbleiterschichtenfolge 2 einen zweiten Halbleiterbereich 22, der bevorzugt n-dotiert ist. Zwischen den Halbleiterbereichen 21, 22 befindet sich eine flächige, durchgehende aktive Zone 23 zur Strahlungserzeugung. Die Halbleiterschichtenfolge 2 basiert zur Erzeugung infraroter Strahlung bevorzugt auf AlInGaAs und zur Erzeugung von rotem bis gelbem Licht auf AlGaInP. Insbesondere in Barriereschichten einer Quantentopfstruktur kann auch AlGaAsP verwendet werden, wobei an einer p-leitenden Seite zudem AlGaAs vorhanden sein kann.
Eine elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 2 erfolgt über eine erste elektrische Kontaktierung 31 an einer Rückseite 12 und über eine zweite elektrische Kontaktierung 32 von einer gegenüberliegenden Oberseite 10 her. Die Rückseite 12 befindet sich an dem ersten Halbleiterbereich 21.
Die erste Kontaktierung 31 ist durch eine Vielzahl von bevorzugt punktförmigen Bereichen gebildet, die gleichmäßig oder näherungsweise gleichmäßig über die Halbleiterschichtenfolge 2 verteilt sind. Die erste elektrische Kontaktierung 31 ist beispielsweise durch metallische Kontaktpunkte hin zum ersten Halbleiterbereich 21 gebildet.
Die zweite Kontaktierung 32 erstreckt sich in Draufsicht gesehen bevorzugt in Form von Streifen zur lateralen Stromverteilung über die Halbleiterschichtenfolge 2 hinweg, beispielsweise ausgehend von einer Ecke der Halbleiterschichtenfolge 2. Eine Entfernung W von Mittellinien benachbarter Streifen beträgt bevorzugt mindestens 10 µm oder 20 µm oder 50 µm oder 100 µm und/oder höchstens 500 µm oder 200 µm oder 100 µm. oder 40 µm. Die Streifen der zweiten Kontaktierung 32 liegen in Draufsicht gesehen insbesondere mittig zwischen Reihen der punktförmigen ersten Kontaktierung 31.
Die zweite elektrische Kontaktierung 32 befindet sich in Gräben 4, die in den zweiten Halbleiterbereich 22 geformt sind. Die Gräben 4 sind von der aktiven Zone 23 beabstandet. Ein Abstand D zwischen einem Boden 40 der Gräben 4 und der aktiven Zone 23 liegt bevorzugt bei mindestens 0,5 µm. Die zweite Kontaktierung 32 erstreckt sich bevorzugt in mehreren Fingern über die Halbleiterschichtenfolge 2 hinweg. Die punktförmigen Bereiche der ersten elektrischen Kontaktierung 31 sind in Draufsicht gesehen bevorzugt zwischen diesen Fingern oder Stegen der zweiten elektrischen Kontaktierung 32 angeordnet. Seitenwände 41 der Gräben 4 weisen bevorzugt einen stumpfen Winkel hin zum Boden 40 auf. In Richtung weg von dem Boden 40 überragt die zweite elektrische Kontaktierung 32 den Graben 4.
Optional kann, ausgehend von der zweiten elektrischen Kontaktierung 32 in Richtung hin zur aktiven Zone 23, eine Einlegierung 64 vorliegen. Im Bereich der Einlegierung 64 liegt eine Materialmischung aus der Halbleiterschichtenfolge 2 und der metallischen zweiten elektrischen Kontaktierung 32 vor. Ein Abstand zwischen der Einlegierung 64 und der aktiven Zone 23 liegt bevorzugt bei mindestens 200 nm oder 100 nm. In 2 ist die Einlegierung 64 durch eine Schraffur symbolisiert.
Dadurch, dass sich die zweite elektrische Kontaktierung 32 in den Gräben 4 befindet, liegt eine Unterseite 30 der zweiten Kontaktierung 32 näher an der aktiven Zone 23 als die der Rückseite 12 gegenüberliegende Oberseite 10 des zweiten Halbleiterbereichs 22. Ein Mittelpunktswinkel A zwischen der Unterseite 30 und der aktiven Zone 23 ist definiert als arctan (2 D/W), also A ≈ tan A = D/(0,5 W). Der Mittelpunktswinkel A der Unterseite 30 zur aktiven Zone 23 ist damit aufgrund des Anbringens der zweiten Kontaktierung 32 in den Gräben 4 signifikant reduziert. Der Mittelpunktswinkel A liegt beispielsweise bei ungefähr 0,02 rad, für W = 100 µm und D = 1 µm. Damit ist ein mittlerer Einfallswinkel E von in der aktiven Zone 23 erzeugter Strahlung an einer Grenzfläche zwischen der Unterseite 30 und der Halbleiterschichtenfolge 2 nahe bei 90°, wobei im Querschnitt senkrecht zu den Stegen der zweiten Kontaktierung 32 gesehen E = 90° - A gilt. Damit lässt sich eine hohe Reflektivität an der Unterseite 30 erzielen.
Optional befindet sich an der Oberseite 10 eine Antireflexschicht 62, beispielsweise aus einer λ/4-Schicht aus Siliziumdioxid, und/oder eine Aufrauung 63. Hierdurch lässt sich eine Lichtauskoppeleffizienz aus der Halbleiterschichtenfolge 2 heraus erhöhen. Eine solche Aufrauung 63 und/oder Antireflexschicht 62 an der Oberseite 10 kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein.
Weiterhin befindet sich bevorzugt an der Rückseite 12 eine dielektrische Spiegelschicht 61. Die Spiegelschicht 61 wirkt insbesondere über einen Brechungsindexunterschied zwischen der Halbleiterschichtenfolge 2 und einem Material der Spiegelschicht 61. Auf die Spiegelschicht 61 erfolgt in Richtung weg von der Rückseite 12 bevorzugt eine metallische Spiegelschicht 65. Die metallische Spiegelschicht 65 kann aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sein und dient insbesondere auch zu einer elektrischen Verbindung zwischen den einzelnen punktförmigen Bereichen der ersten elektrischen Kontaktierung 31 an dem ersten Halbleiterbereich 21. Auch die Spiegelschicht 61 kann aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sein und ist beispielsweise ein Bragg-Spiegel.
Es ist möglich, dass in Draufsicht gesehen in Eckbereichen, insbesondere in einander gegenüberliegenden Eckbereichen, Kontaktflächen für die erste und zweite elektrische Kontaktierung 31, 32 angebracht sind. Dies ist in 1 schematisch illustriert.
Im Ausführungsbeispiel der 3 ist gezeigt, dass dem Graben 4 gegenüberliegend eine Ausnehmung 5 im ersten Halbleiterbereich 31 gebildet ist. Von der Rückseite 12 her gesehen überdeckt die Ausnehmung 5 den Graben 4 bevorzugt vollständig und überragt den Graben 4 beidseitig, in Richtung parallel zur aktiven Zone 23. Ein Abstand C zwischen der Ausnehmung 5 und der aktiven Zone 23 liegt bevorzugt bei ungefähr 0,3 µm und ist bevorzugt kleiner als der Abstand D zwischen der aktiven Zone 23 und dem Graben 4. Die zweite Kontaktierung 32 schließt in Richtung weg von der aktiven Zone 23 optional bündig mit der Oberseite 10 ab.
Durch die Ausnehmung 5 wird eine Bestromung der aktiven Zone 23 im Bereich des Grabens 4 reduziert oder unterbunden. Damit entsteht unmittelbar unter der zweiten Kontaktierung 32 in der aktiven Zone 23 keine Strahlung. Hierdurch sinkt ein Anteil von Strahlung, die unter kleinen Einfallswinkeln E auf die zweite Kontaktierung 32 trifft. Somit lassen sich Absorptionsverluste verringern.
Eine solche Ausnehmung 5 kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein. Anders als gezeichnet können sich derartige Ausnehmungen 5 auch neben die Streifen der zweiten Kontaktierung 32 erstrecken und beispielsweise in Draufsicht gesehen ein hexagonales Netz ausbilden.
Der Graben 4 und optional auch die Ausnehmung 5 endet an einer Ätzstoppschicht 24. Ist der zweite Halbleiterbereich 22 zum Beispiel ein Arsenid, so ist die Ätzstoppschicht 24 bevorzugt ein Phosphid. Der Graben 4 wird bis zur Ätzstoppschicht 24 selektiv geätzt, die Ätzstoppschicht 24 wird dann bevorzugt entfernt, anders als in 3 gezeichnet. Die zweite Kontaktierung 32 kann dann direkt auf dem darunter liegenden Material des zweiten Halbleiterbereichs 22 erzeugt werden. Die Ätzstoppschicht 24 kann auch aus einem Arsenid mit einem hohen Al-Gehalt sein, beispielsweise mit einem Al-Gehalt von mindestens 60 % oder 70 % oder 80 %.
Dielektrische und/oder metallische Spiegelschichten, wie in Verbindung mit 2 dargestellt, sind bevorzugt auch beim Ausführungsbeispiel der 3 sowie bei allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind solche Schichten in 3 und den anderen Ausführungsbeispielen mit der Ausnehmung 5 nicht eingezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel der 4 befindet sich an den Seitenwänden 41 des Grabens 4 je eine Spiegelschicht 61. Diese Spiegelschicht 61 ist bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material. Ein Material der Spiegelschicht 61 ist für die im Betrieb erzeugte Strahlung bevorzugt durchlässig, sodass die Spiegelschicht 61 über Totalreflexion und/oder Interferenz funktioniert. Die Spiegelschicht 61 kann eine Schichtenfolge mit mehreren Teilschichten sein, die aufgrund ihres Brechungsindexunterschieds reflektierend wirken.
Ferner ist in 4 illustriert, dass die zweite Kontaktierung 32 im Querschnitt gesehen vollständig innerhalb des Grabens 4 liegt. Dies gilt insbesondere für die fingerförmigen Bereiche der zweiten Kontaktierung 32, vergleiche 1. Im Bereich eines Bondpads, etwa für einen Bonddraht, kann sich die zweite Kontaktierung 32 auch aus dem Graben 4 heraus erstrecken.
Beim Ausführungsbeispiel der 5 ist ein Winkel zwischen dem Boden 40 und den Seitenwänden 41 des Grabens 4 jeweils ein spitzer Winkel, beispielsweise ein Winkel von ungefähr 85°. Dadurch ist es möglich, dass auf die bevorzugt vorhandene Spiegelschicht 61 fallende Strahlung in Richtung hin zur Oberseite 10 und nicht hin zur Rückseite 12 reflektiert wird. Die zweite Kontaktierung 32 berührt die Seitenwände 41 bevorzugt nicht.
Beim Ausführungsbeispiel der 6 befindet sich an den Seitenwänden 41 des Grabens 4 jeweils eine Antireflexschicht 42 und/oder eine Aufrauung 63. Damit kann sich die Antireflexschicht 62 und/oder die Aufrauung 63 von der Oberseite 10 her über die Seitenwände 41 des Grabens 4 bis zum Boden 40 erstrecken. Der Boden 40 des Grabens 4 ist bevorzugt frei von der Antireflexschicht 62 und/oder der Aufrauung 63.
Um eine Absorption an Seitenflächen der zweiten Kontaktierung 32 zu verhindern, ist die zweite Kontaktierung 32 im Querschnitt gesehen bevorzugt trapezförmig gestaltet, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich. Abweichend von der Darstellung der 6 kann die zweite Kontaktierung 32 im Querschnitt gesehen vollständig innerhalb des Grabens 4 liegen, sodass die zweite Kontaktierung 32 die Oberseite 10 nicht überragt, anders als in 6 illustriert.
Auf den Seitenflächen der zweiten Kontaktierung 32 auftreffende Strahlung wird aufgrund der Trapezform der zweiten Kontaktierung 32 in Richtung weg von der aktiven Zone 23 reflektiert.
Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind bevorzugt voneinander beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: optoelektronischer Halbleiterchip
10: Oberseite
12: Rückseite
2: Halbleiterschichtenfolge
21: erster Halbleiterbereich (p-dotiert)
22: zweiter Halbleiterbereich (n-dotiert)
23: aktive Zone
24: Ätzstoppschicht
30: Unterseite der zweiten Kontaktierung
31: erste elektrische Kontaktierung
32: zweite elektrische Kontaktierung
4: Graben im zweiten Halbleiterbereich
40: Boden des Grabens
41: Seitenwand des Grabens
5: Ausnehmung im ersten Halbleiterbereich
61: dielektrische Spiegelschicht
62: Antireflexschicht
63: Aufrauung
64: Einlegierung
65: metallische Spiegelschicht
A: Mittelpunktswinkel zweite Kontaktierung - aktive Zone
C: Abstand Ausnehmung - aktive Zone
D: Abstand Graben - aktive Zone
E: Einfallswinkel
W: Entfernung zwischen benachbarten zweiten Kontaktierungen

Claims

Optoelektronischer Halbleiterchip (1) mit - einer Halbleiterschichtenfolge (2), in der sich eine aktive Zone (23) zur Strahlungserzeugung zwischen einem ersten Halbleiterbereich (21) und einem zweiten Halbleiterbereich (22) befindet, - einer ersten elektrischen Kontaktierung (31) der Halbleiterschichtenfolge (2) an dem ersten Halbleiterbereich (21), und - einer zweiten elektrischen Kontaktierung (32) der Halbleiterschichtenfolge (2) an dem zweiten Halbleiterbereich (22), wobei - sich die zweite elektrischen Kontaktierung (32) mindestens zum Teil in einem Graben (4) des zweiten Halbleiterbereichs (22) befindet, und - der Graben (4) auf den zweiten Halbleiterbereich (22) beschränkt ist und beabstandet zur aktiven Zone (23) endet, sodass ein Abstand (D) zwischen einem Boden (40) des Grabens (4) und der aktiven Zone (23) höchstens 3 µm beträgt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem Seitenwände (41) des Grabens (4) frei von der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) sind, wobei ein Mittelpunktswinkel (A) zwischen einer Unterseite (30) der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) und einem strahlungserzeugenden Bereich der aktiven Zone (23) zwischen einschließlich 1 mrad und 80 mrad liegt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite elektrische Kontaktierung (32) in mindestens einem Querschnitt senkrecht zum Graben (4) gesehen vollständig in dem zugeordneten Graben (4) liegt, wobei in Draufsicht gesehen ein Verhältnis aus einer Länge der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) und einer Breite der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) mindestens 15 beträgt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite elektrische Kontaktierung (32) in zumindest einem Querschnitt senkrecht zum Graben (4) gesehen den zugeordneten Graben (4) in Richtung weg vom Boden (40) überragt, wobei der Boden (40) überwiegend von der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) direkt bedeckt ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im ersten Halbleiterbereich (21) mindestens eine Ausnehmung (5) geformt ist, sodass der erste Halbleiterbereich (21) teilweise entfernt ist, wobei die Ausnehmung (5) von der aktiven Zone (23) beabstandet ist und dem Graben (4) gegenüberliegt, sodass in Draufsicht gesehen die Ausnehmung (5) und der Graben (4) einander mindestens teilweise überlappen, und wobei durch die Ausnehmung (5) eine Bestromung der aktiven Zone (23) im Bereich des Grabens (4) reduziert oder unterbunden ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Ausnehmung (5) breiter ist als der zugeordnete Graben (4), den Graben (4) im Querschnitt gesehen beiderseits überragt und näher an die aktive Zone (23) reicht als der Graben (4).
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Seitenwände (41) des Grabens (4) mindestens teilweise mit einer Spiegelschicht (61) versehen sind, wobei die Spiegelschicht (61) elektrisch isolierend ist und den Boden (40) des Grabens (4) zu höchstens 40 % bedeckt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Seitenwände (41) des Grabens (4) mindestens teilweise mit einer Antireflexschicht (62) und/oder mit einer Aufrauung (63) versehen sind, wobei der Boden (40) des Grabens (4) frei von der Antireflexschicht (62) und/oder der Aufrauung (63) ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Seitenwände (41) des Grabens (4) nach innen geneigt sind, sodass in Draufsicht der Boden (40) des Grabens (4) teilweise von den Seitenwänden (41) überdeckt ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite elektrische Kontaktierung (32) im Querschnitt gesehen trapezförmig ist, sodass eine Breite der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) in Richtung weg von dem Boden (40) des Grabens (4) stetig abnimmt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite elektrische Kontaktierung (32) zu einer Stromverteilung in Richtung parallel zur aktiven Zone (23) eingerichtet ist, sodass in Draufsicht gesehen durch die zweite elektrische Kontaktierung (32) eine verzweigte Struktur über die Halbleiterschichtenfolge (2) hinweg gebildet ist, wobei die erste elektrische Kontaktierung (31) mit einer Vielzahl von punktförmigen Bestromungsbereichen zum ersten Halbleiterbereich (21) gebildet ist, sodass die erste elektrische Kontaktierung (31) den ersten Halbleiterbereich (21) nur zu einem Flächenanteil von höchstens 40 % berührt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die aktive Zone (23) durchgehend über die Halbleiterschichtenfolge (2) erstreckt, sodass die aktive Zone (23) ununterbrochen unter dem mindestens einen Graben (4) hindurch verläuft.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Halbleiterbereich (22) eine Ätzstoppschicht (24) umfasst und der Graben (4) an oder unter der Ätzstoppschicht (24) endet, wobei entweder die Ätzstoppschicht (24) aus einem Phosphid und der zweite Halbleiterbereich (22) aus einem Arsenid oder einem Arsenid mit hohem Aluminiumanteil ist oder die Ätzstoppschicht (24) aus einem Arsenid und der zweite Halbleiterbereich (22) aus einem Phosphid ist.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite elektrische Kontaktierung (32) eine metallische Kontaktierung ist und aus einem oder aus mehreren Metallen besteht, wobei ausgehend von der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) in die Halbleiterschichtenfolge (2) hinein eine Einlegierung (64) erfolgt, und wobei die Einlegierung (64) von der aktiven Zone (24) beabstandet endet.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere der Gräben (4) parallel zueinander verlaufen und die Gräben (4) je mit der zweiten elektrischen Kontaktierung (32) versehen sind, wobei in Draufsicht gesehen ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Gräben (4) zwischen einschließlich 30 µm und 200 µm liegt.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Boden (40) eine Breite zwischen einschließlich 2 µm und 20 µm aufweist und der zumindest eine Graben (4) eine Tiefe zwischen einschließlich 1,5 µm und 8 µm aufweist, wobei eine Dicke des zweiten Halbleiterbereichs (22) zwischen einschließlich 2 µm und 11 µm liegt, und wobei die Halbeiterschichtenfolge (2) auf dem Materialsystem AlInGaAsP basiert.
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Halbleiterbereich (22) an einer der aktiven Zone (23) abgewandten Oberseite (10) bis auf die zweite elektrische Kontaktierung (32) frei von elektrisch leitfähigen Materialien wie transparenten leitfähigen Oxiden oder strahlungsdurchlässigen Metallschichten ist, wobei der erste Halbleiterbereich (21) p-dotiert und der zweite Halbleiterbereich (22) n-dotiert ist.