DE2915888C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Unter "elektrolumineszierendes Material" ist im folgenden ein Material zu verstehen, in dem die Dotierungskonzentration derart ist, daß die innere Quantenausbeute etwa 80% und vorzugsweise mehr als 90% beträgt, wobei die Dotierungs­ konzentration derart hoch ist, daß die Strahlungsrekombination verbessert wird, aber andererseits so niedrig ist, daß die Kristallqualität des Materials nicht be­ einträchtigt wird.

Eine Halbleiteranordung der eingangs genannten Art ist aus der FR-PS 22 87 109 bekannt, wobei zur Erhöhung der äußeren Quantenausbeute ein Teil der emittierten Strahlung an den Seitenwänden des strahlenden Gebietes in Richtung der ersten ebenen Oberfläche reflektiert wird. Die Oberfläche, die für diese seitliche Reflexion der emittierten Strahlung in Betracht kommen, sind aber verhältnismäßig klein, weil das strahlende Gebiet selber sehr dünn ist. Außerdem sind einerseits die örtliche Herabsetzung der Dicke des Substrates und andererseits die Formgebung der Seitenwände des strahlenden Gebietes zur Verbesserung der Reflexion der emittierten Strahlung aufwendige Vorgänge, die mit der Massenfertigung wenig kompatibel sind.

Aus der GB-PS 14 70 744 ist ebenfalls eine Halbleiteranordung der eingangs genannten Art bekannt, bei der aber die erste Oberfläche nicht eben, sondern hemisphärisch ausgebildet ist, so daß die austretende Strahlung praktisch nicht reflektiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektro­ lumineszierende Anordnung in der genannten Art so auszubilden, daß die äußere Quantenausbeute besser als bei der bekannten Anordnung ist und ihre Herstellung mit Verfahren der Massenfertigung möglich ist.

Die Erfindung benutzt u. a. die Erscheinung des Photonenkreislaufs (welche Erscheinung in der Technik unter der Bezeichnung "Photon recycling" bekannt ist, siehe z. B. Jap. J. Appl. Phys. 15 (1977)3, 455-477; nach dieser Erscheinung wird ein großer Teil der emittierten und dann von den Kristallflächen reflektierten Strahlung in dem elektrolumineszierenden Material des strahlenden Gebietes absorbiert und erzeugt dabei Ladungsträger, die aufs neue unter Aussendung von Strahlung rekombinieren, welcher Mechanismus sich wiederholt und auf diese Weise zu der Verbesserung der Lichtausbeute beitragen kann.

Die genannte Aufgabe wird erfindunggemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst.

Aus einer ebenen Oberfläche einer Halbleiterschicht tritt nur ein Teil der in erster Linie einfallenden Photonen heraus, insbesondere bedingt durch den Grenzwinkel, der durch den Unterschied zwischen den Brechungszahlen des Kristalls und der Umgebung bestimmt wird; eine Ausgangsfläche z. B. eines Galliumarsenidkristalls die eine infrarote Strahlung aussendet, ist teilweise reflektierend, da an der Grenzfläche zwischen dem Kristall und der Luft der Grenzwinkel nur 17° beträgt. Die teilweise Reflexion einer Oberfläche kann auch der Tatsache zuzuschreiben sein, daß ihr Oberflächenzustand diese Oberfläche zerstreuend oder diffundierend macht.

Die von der zweiten Schicht emittierte Strahlung kann ohne merkliche Absorption durch die zweite und die dritte Schicht, deren Material eine größere verbotene Bandbreite aufweist, hindurchdringen. Die Strahlung wird von der re­ flektierenden Oberfläche der dritten Schicht reflektiert und von der Ausgangsfläche der ersten Schicht teilweise reflektiert; die Dicke der zweiten Schicht ist derart, daß diese reflektierte Strahlung absorbiert wird. Da die innere Quantenausbeute dieser Schicht infolge ihrer direkten Bandstruktur und ihrer Dotierungskonzentration groß ist, rekombinieren die auf diese Weise erzeugten Ladungsträger unter Emission von Strahlung; es tritt eine besonders zweckmäßige Kaskade von "Photon recycling" auf, wodurch die äußere Quantenausbeute viel größer als ohne "Photon recycling" ist.

Es sei bemerkt, daß unter "Absorptionslänge" der Abstand zu verstehen ist, über den die Strahlungsintensität um einen Faktor abnimmt, wobei e die Basis der Napierschen Lagarithmen ist . Die Absorptionslänge z. B. von Galliumaluminiumarsenid mit einer Dotierungskonzentration von etwa 10¹⁸ Atomen/cm³ beträgt etwa 3 µm. In diesem Falle liegt die Dicke der aktiven zweiten Schicht zwischen 0,3 µm und 9 µm, vorzugsweise zwischen 0,5 µm und 3 µm, bei einer Dotierungskonzentration zwischen 5 · 10¹⁷ und 5 · 10¹⁸ Ato­ men/cm³.

Unter dem Kompensationsfaktor in einem Gebiet von einem ersten Leitungstyp ist das Verhältnis zwischen der Konzentration von Minoritätsdotierungsatomen vom zweiten entgegengesetzten Leitungstyp und der Konzentration von Majoritätsdotierungsatomen vom ersten Leitungstyp zu verstehen. So ist z. B. in einem n-leitenden Gebiet der Kompensationsfaktor

wobei N _A die Akzeptorkonzentration und N _D die Donatorkonzentration ist.

Es ist bekannt, daß der Kompensationsfaktor den Rekombinations­ mechanismus beeinflußt, wobei der Ausgleich zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Strahlungsrekombination und auch zu einer Verschiebung des Spektrums der emittierten Strahlung zu größeren Wellenlängen führt, die weiter von der Eigenabsorptionsschwelle entfernt sind. Bei einem Kompensationsfaktor von weniger als ¹/₃ ist das Material der elektrolumineszierenden Schicht der Anordnung für die Anwendung des "Photon recycling"-Mechanismus geeignet.

Die Elektroden der Diode sind in der Anordnung koplanar und befinden sich die genannten Elektroden auf einer und derselben flachen Oberfläche, die einer ebenfalls flachen Ausgangsoberfläche gegenüber liegt, wodurch die Herstellung der Anordnung vereinfacht wird. Die Anordnung weist also die Form einer Platte mit planparallelen Flächen auf, die mit Kontakten auf einer und derselben Fläche versehen ist, wodurch die Herstellung vereinfacht und eine serienmäßige Fertigung ermöglicht wird, insbesondere wenn die Platte nahezu die Form eines Parallelepipeds aufweist.

In Abhängigkeit von der Anwendung der Anordung kann der "Photon recycling"-Mechanismus in stärkerem oder geringerem Maße verwendet werden. Wenn es sich z. B. um Photokoppelanordnungen handelt und die Geschwindigkeit der Anordnung nicht wesentlich ist, ist es vorteilhaft, eine starke wiederholte "Photon recycling" dadurch zu verwirklichen, daß eine Diode hergestellt wird, deren Oberfläche verhältnismäßig groß ist, wodurch eine erhebliche seitliche Ausdehnung und mehrfache Reflexionen der emittierten Strahlung möglich sind. Wenn die Anordnung vor allem schnell wirken muß, ist es empfehlenswert, die "Photon recycling" dadurch zu begrenzen, daß eine Diode hergestellt wird, deren Oberfläche verhältnismäßig klein ist und deren aktive Schicht verhältnismäßig stark dotiert ist, was eine Verbesserung der Helligkeit sowie der Ansprechzeit bedeutet.

Vorzugsweise ist die erste Schicht p-leitend und sind die zweite und die dritte Schicht n-leitend (und ist somit die stark dotierte Kontaktzone vom p⁺-Leitungstyp). Eine derartige Struktur weist den Vorteil auf, daß die Breite des Elektrolumineszenspektrums des n-leitenden aktiven Gebietes kleiner als die Breite des Elektrolumineszenzspektrums eines p-leitenden äquivalenten Gebietes ist, wodurch bei Transport über optische Fasern die Streuung herabgesetzt wird; weiter ist in der dicken p-leitenden Schicht die Absorption geringer als in einer n-leitenden äquivalenten Schicht. Außerdem weist die n-leitende dritte Schicht eine bessere Leitfähigkeit als eine äquivalente p-leitende Schicht auf infolge der größeren Beweglichkeit der Elektronen, während schließlich die Diffusion p⁺-leitender Dotierungsmittel, wie Zink, bessere Möglichkeiten als die Diffusion n⁺-leitender Dotierungsmittel in einem p-leitenden Material ergibt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Anordung eine Zwischenschicht enthält, die zwischen der ersten und der zweiten Schicht liegt und deren Zusammensetzung und Leitungstyp gleich denen der ersten Schicht sind, während jedoch die genannte Zwischenschicht stärker als die erste Schicht, aber schwächer als die Kontaktzone dotiert ist. Die Zwischenschicht ergibt den Vorteil einer besseren Injektion von Ladungsträgern in das aktive Gebiet. Die genannte Zwischenschicht ist weniger stark als die Kontaktzoe dotiert, wodurch beim Auftreten eines Stromimpulses in der Durchlaßrichtung der aktive Übergang leitend wird, ehe der Übergang zwischen dem aktiven Gebiet und der Kontaktzone leitend wird.

Die erste Schicht oder das durch die erste Schicht und die Zwischenschicht gebildete Ganze soll möglichst wenig die von dem aktiven Gebiet emittierten Photonen absorbieren. Dazu sind die Dicke und die Dotierungskonzentration desselben minimal. Die Dicke ist von dem mechanischen Verhalten des durch die Schichten der Anordnung gebildeten Ganzen abhängig, wobei die Dicken der zweiten und der dritten Schicht sehr gering sind und nicht effektiv mechanisch belastet werden sollen. Bei einer Anordnung aus halbleitendem III-V- Material mit einer p-leitenden epitaktischen ersten Schicht liegt vorzugsweise das Produkt der Dicke der genannten ersten Schicht und der Dotierungskonzentration dieser Schicht zwischen 10¹³ cm^-2 und 10¹⁵ cm^-2.

Wenn die auf diese Weise bestimmte Dicke zu einer zu großen Zerbrechlichkeit führen würde, enthält die Anordnung einen dicken Umfangsteil und einen mittleren Teil, der der lumineszierenden Zone des aktiven Gebietes entspricht und dessen Dicke durch eine geeignete Ätzbehandlung den gewünschten Wert erhält.

Andererseits ist vorzugsweise bei einer Anordnung aus halbleitendem III-V-Material mit einer n-leitenden epitaktischen dritten Schicht das Produkt der Dicke und der Dotierungskonzentration ebenfalls zwischen den Werten 10¹³ cm^-2 und 10¹⁵ cm^-2 gelegen. Auf diese Weise ist die Dicke der genannten Schicht kleiner als 5 µm und beträgt die genannte Dicke vorzugsweise etwa 1 µm, während die Dotierungskonzentration derselben kleiner als 10¹⁸ cm^-3 und vorzugsweise gleich etwa 10¹⁷ cm^-3 ist. Auf diese Weise ist die dritte Schicht für die emittierte Strahlung genügend durchlässig, während auch die elektrische und thermische Leitfähigkeit genügend hoch sind.

Vorzugsweise wird die Anordnung durch epitaktisches Anwachsen auf einem Substrat erhalten, das nachher entfernt oder auf eine kleinere Dicke gebracht werden kann, wobei sich durch das genannte epitaktische Anwachsen sehr niedrige Kompensationsfaktoren und eine sehr hohe Kristallqualität erzielen lassen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die für die Herstellung der Anordnung verwendeten Materialien Verbindungen von Gallium, Aluminium und Arsen; die genannten Materialien ermöglichen es, einerseits auf epitaktischem Wege Bandbreitenunterschiede ohne große Abweichungen im Kristallgitter zu erhalten und andererseits Grenzflächen mit wenig Kristallfehlern zu bilden, die zu Rekombinationen führen könnten, bei denen keine Strahlung emittiert wird. Es ist in diesem Falle einfach, die stark dotierte p⁺-leitende Kontaktzone durch eine Diffusion mit Hilfe einer geeigneten Verunreinigung, z. B. Zink, zu erzeugen.

Das elektrolumineszierende Material der zweiten Schicht ist z. B. Galliumaluminiumarsenid (Ga_1-x Al _x As) mit 0<x <0,25, während die Materialien der ersten und der dritten Schicht Verbindungen von Gallium, Aluminium und Arsen (Ga_1-y Al _y As) sind, wobei y mindestens um 0,1 größer als x ist; vorzugsweise ist das Material der zweiten Schicht Ga_1-x Al _x As mit 0<x <0,15, während das Material der ersten und der dritten Schicht Ga_1-y Al _y As mit y praktisch gleich x + 0,2 ist.

Wenn das Material des in der zweiten Schicht liegenden elektrolumineszierenden aktiven Gebietes n-leitendes Gallium­ aluminiumarsenid ist, kann die Anordnung auf einfache Weise durch sogenannte "Flüssige Epitaxie" hergestellt werden. In erster Linie wird z. B. eine leitende Schicht erzeugt, die die dritte Schicht der Anordnung bilden wird, wonach eine n-leitende Schicht erzeugt wird, deren Zusammensetzung verhältnismäßig weniger Aluminium enthält und die die zweite Schicht der Anordnung bilden wird, während danach eine p-leitende Schicht erzeugt wird, die die erste Schicht der Anordnung bilden wird und die vorzugsweise eine verhältnismäßig große Dicke aufweist, so daß die mechanische Festigkeit der Anordnung groß bleibt, nachdem das Substrat aus Galliumarsenid, das als Träger der drei Schichten verwendet wurde, entfernt worden ist. Die eptitaktische Ablagerung der aufeinanderfolgenden Schichten erfolgt vorzugsweise in einem einzigen Anwachsvorgang, ohne daß die Struktur aus der Anwachsvorrichtung entfernt wird.

Das genannte epitaktische Verfahren weist einen großen Vorteil auf: Das aktive Gebiet, das nach der Ablagerung einer Schicht vom gleichen Leitungstyp aus einer Lösung mit denselben Dotierungsmaterialien erhalten wird, wird nicht durch Dotierungsmaterialien vom entgegengesetzten Leitungstyp ver­ unreinigt.

Nach einer Abwandlung wird in erster Linie eine dicke p-leitende Schicht erzeugt, die die erste Schicht bildet, wonach gegebenenfalls die Zwischenschicht erzeugt wird, während dann die n-leitende aktive Schicht und anschließend die ebenfalls n-leitende dritte Schicht der Anordnung erzeugt wird, wobei die letztere Schicht aber mehr Aluminium enthält. Danach wird das Galliumarsenidsubstrat entfernt.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung, und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält eine erste Schicht 1 aus Galliumaluminiumarsenid (Ga_1-y Al _y As mit y = 0,3) mit einer Dotierung von Zink in einer Konzentration von 10¹⁶ Akzeptoratomen/cm³, eine Zwischenschicht 9 aus Galliumaluminiumarsenid mit derselben Zusammensetzung wie die Schicht 1, aber mit einer Zinkdotierung in einer Konzentration von 7 · 10¹⁷ Akzeptoratomen/cm³, eine aktive Schicht 7 aus Galliumaluminiumarsenid (Ga_1-x Al _x As mit x = 0,1) mit einer Tellurdotierung in einer Konzentration von 5 · 10¹⁷ Donatoratomen/cm³ und mit einem Kompensationsfaktor von weniger als 1/10 und eine dritte Schicht 6 aus Galliumaluminium­ arsenid, deren Zusammensetzung nahezu gleich der der ersten Schicht (Ga_0,7Al_0,3As) ist, aber die n-leitend ist und eine Dotierungskonzentration von 5 · 10¹⁶ Dantoratomen/cm³ auf­ weist.

Die drei Schichten 6, 7 und 9 enthalten einen ringförmigen Teil 12, 13 bzw. 8, der mit Zink dotiert ist und eine Dotierungskonzentration von etwa 10¹⁹ Akzeptoratomen/cm³ aufweist.

Die der Emissionsfläche 11 gegenüber liegende Fläche der Schicht 6 wird mit einer Isolierschicht 5 aus Siliziumoxid (SiO₂) überzogen, das mit Phosphor dotiert ist, um die etwaigen mechanischen Spannungen herabzusetzen. Die genannte Schicht 5 enthält Fenster; die innerhalb dieser Fenster liegenden Kontaktflächen sind mit Elektroden in Form mit Zink oder Beryllium dotierter Goldschichten kontaktiert; eines der genannten Fenster liegt bei 4 und enthält die Elektrode der stark dotierten p⁺-leitenden ringförmigen Kontaktzone 12, die mit Germanium oder Silizium dotiert ist, während ein anderes Fenster bei 3 liegt und die Kontaktelektrode des mittleren Teiles der n-leitenden Schicht 6 enthält.

Die Anordnung ist auf einem Metallsockel 10 befestigt, der eine Wärmeableitvorrichtung bildet, während zwischen diesem Kühlkörper und der elektrolumineszierenden Diode eine Schicht 2 aus dielektrischem Material mit guter Wärme­ leitfähigkeit, z. B. eine Berylliumoxidplatte angeordnet wird, die selber metallisiert ist, um einerseits mit dem Sockel und andererseits mit dem Kristall verschweißt werden zu können.

Die Dicke der Schicht 1 beträgt 100 µm und die der Schicht 9 beträgt 3 µm, während die aktive Schicht eine Dicke von 2 µm und die Schicht 6 eine Dicke von etwa 1 µm aufweist.

Wenn die Diode in der Durchlaßrichtung polarisiert ist, sendet der mittlere Teil der Schicht 7 eine isotrope Strahlung aus, die teilweise von der Ausgangsfläche 11 und von der unteren Fläche der Schicht 6 reflektiert wird, wobei die Schichten 1, 9 und 6 für die genannte Strahlung wegen ihres größeren Aluminiumgehalts durchlässig sind und die Fläche 11 teilweise reflektierend ist infolge der Tatsache, daß der Grenzwinkel der Totalreflexion an der Zwischenfläche etwa 17° beträgt. Die Injektion freier Löcher in die Schicht 7 ist befriedigend, u. a. durch das Vorhandensein der Schicht 9; die Reflexionen an den Außenoberflächen führen zu einer merklichen Absorption der Strahlung in der Schicht 7, was mit dem Erzeugen von Ladungsträgern einhergeht, die zu zusätzlicher Rekombinationsstrahlung führen, wobei dieser "Photon recycling"-Mechanismus wiederholt wird und auf diese Weise zum Erhalten einer äußeren Lichtquantenausbeute von etwa 10% beiträgt.

Die in Fig. 2 gezeigte Halbleiteranordnung enthält eine sehr dicke erste Schicht 21, die eine Auskehlung enthält und infolgedessen in der Mitte bei 22 eine geringere Dicke aufweist; die genannte erste Schicht besitzt einen flachen Teil 28, der den Boden der Auskehlung bildet und der die Austrittsfläche für die Strahlung ist, und eine aktive Schicht 23 aus einem Material, dessen verbotene Bandbreite kleiner als die des Materials der Schicht (21-22) und des Materials der unterliegenden Schicht 24 ist, wobei die letztere Schicht die dritte Schicht der Diode ist.

Der Umfangsteil 21, 30, 29 der drei Schichten ist stark dotiert und weist denselben Leitungstyp wie der mittlere Teil 22 der ersten Schicht auf, der somit dem der Schichten 23 und 24 entgegengesetzt ist.

Die untere Fläche der Diode kontaktiert die koaxialen Kontaktelektroden 25 und 27, die durch ein Dielektrikum 26 gegeneinander isoliert werden. Die genannten Elektroden bilden den Sockel auf dem die Diode befestigt werden kann, und bilden zugleich einen Kühlkörper.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung wird durch dieselben Halbleitermaterialien wie die der Diode nach Fig. 1 mit anderen Dotierungskonzentrationen und anderen Abmessungen gebildet. Die Dicke des Umfangteiles 29-30-21 beträgt 300 µm und die Dotierungskonzentration im genannten Teil ist 2 · 10¹⁹ Akzeptoratome/cm³; die Dicke des mittleren Teiles der p-leitenden Schicht 22 beträgt 10 µm umd die Dotierungs­ konzentration dieser Schicht ist 5 · 10¹⁷ Akzeptoratome/cm³; die Dicke des n-leitenden aktiven Gebietes 23 beträgt 0,5 µm bis 2 µm und dieser Teil enthält 10¹⁸ bis 5 · 10¹⁸ Donatoratome/cm³ bei einem Ausgleichsfaktor<0,2; schließlich ist die Dicke des mittleren Teiles der n-leitenden Schicht 24 kleiner als 2 µm und dieser mittlere Teil enthält weniger als 10¹⁷ Donatoratome/cm³.

Die in Fig. 1 dargestellte Leuchtdiode ist eine allgemein zu verwendende Diode, die z. B. für die Herstellung von Photokoppelanordnungen bestimmt ist. Die an Hand der Fig. 2 beschriebene Diode mit kleinerer Oberfläche ist seitlich weniger ausgedehnt, was eine Begrenzung der Anzahl aufeinanderfolgender "Photon recycling"-Schritte bedeutet, aber die aktive Zone ist stärker als die aktive Zone der Diode nach Fig. 1 dotiert; dies hat zur Folge, daß die Dioden vom letzteren Typ schneller wirken und eine größere Helligkeit aufweisen. Die genannten Dioden sind vor allem zur Verwendung in Anordnungen zur Kommunikation über optische Fasern geeignet.

Claims (12)

1. Halbleiteranordnung zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung mit einem Halbleiterkörper mit Hetero-Struktur, der eine erste Halbleiterschicht (1, 9) von einem ersten Leitungstyp aus einem ersten Halbleitermaterial, darauf eine zweite elektrolumineszierende Halbleiterschicht (7) aus einem zweiten Halbleitermaterial mit einer direkten Bandstruktur und darauf eine dritte Halbleiterschicht (6) vom zweiten, entgegengesetzten Leitungstyp aus einem dritten Halbleitermaterial enthält, wobei die erste (1) und die dritte (6) Halbleiterschicht eine größere verbotene Bandbreite als die zweite Halbleiterschicht (7) aufweisen und so mit der zweiten Schicht je einen Hetero-Übergang bilden, wobei die erste Halbleiterschicht (1) eine teilweise reflektierende, erste ebene Oberfläche (11) aufweist, durch die Strahlung austritt, und die dritte Halbleiterschicht (6) eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende reflektierende zweite ebene Oberfläche aufweist, die mit einer Kontaktfläche und zugehöriger Elektrode (3, 4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zum Ausnutzen des Photonen-Kreislauf-Effektes (photon recycling) die zweite Halbleiterschicht (7) einen Kompensationsfaktor von weniger als ¹/₃ und eine Dicke zwischen 0,1 und 3 Absorptionslängen für die Strahlung aufweist, und
• b) sich eine hochdotierte Kontaktzone (12, 13, 8) vom ersten Leitungstyp von einer ebenfalls auf der zweiten ebenen Oberfläche angeordneten Kontaktfläche bis zu der ersten Halbleiterschicht (1) erstreckt.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halbleiterschicht (1) p-leitend und die zweite Halbleiterschicht (7) n-leitend ist.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht (7) aus Galliumaluminiumarsenid mit der Zusammensetzung Ga_1-x Al _x As (0<x <0,25) besteht und die erste (1) und die dritte (6) Halbleiterschicht aus Galliumaluminiumarsenid mit der Zusammensetzung Ga_1-y Al _y As (y x +0,1) bestehen.

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht (7) eine Zusammensetzung Ga_1-x Al _x As (0<x <0,15) aufweist und die erste (1) und die dritte (6) Halbleiterschicht eine Zusammensetzung Ga_1-y Al _y As mit y praktisch gleich x +0,2 aufweisen.

5. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten (1) und der zweiten (7) Halbleiterschicht eine Zwischenschicht (9) vom gleichen Leitungstyp wie die erste Schicht mit einer höheren Dotierungskonzentration als die erste Schicht und einer niedrigeren Dotierungskonzentration als die Kontaktzone erzeugt ist.

6. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht (7) eine Dicke zwischen 0,5 und 3 µm und eine Dotierungskonzentration zwischen 5 · 10¹⁷ Atomen/cm³ und 5 · 10¹⁸ Atomen/cm³ aufweist.

7. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt der Dicke in cm und der Dotierungskonzentration in Atomen/cm³ für die erste (1) und die dritte (6) Halbleiterschicht zwischen 10¹³ und 10¹⁵ cm^-2 liegt.

8. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Halbleiterschicht (6) eine Dicke von höchstens 5 µm und eine Dotierungskonzentration von höchstens 10¹⁸ Atomen/cm³ aufweist.

9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Halbleiterschicht (6) eine Dicke von höchstens 2 µm und eine Dotierungskonzentration von höchstens 10¹⁷ Atomen/cm³ aufweist.

10. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche der dritten Halbleiterschicht (6) außerhalb der Kontaktflächen mit einer Isolierschicht (5) überzogen ist.

11. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung aus dem Boden einer in der ersten Schicht (21) vorgesehenen Auskehlung heraustritt (Fig. 2).

12. Halbleiteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (25, 27) koaxial sind, wobei sich die äußere Elektrode (27) über die Kontaktzone (29) dem die Auskehlung umgebenden Teil der ersten Schicht anschließt.