WO2018001961A1 - Optoelektronischer halbleiterkörper und leuchtdiode - Google Patents

Optoelektronischer halbleiterkörper und leuchtdiode Download PDF

Info

Publication number
WO2018001961A1
WO2018001961A1 PCT/EP2017/065708 EP2017065708W WO2018001961A1 WO 2018001961 A1 WO2018001961 A1 WO 2018001961A1 EP 2017065708 W EP2017065708 W EP 2017065708W WO 2018001961 A1 WO2018001961 A1 WO 2018001961A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
semiconductor body
area
optoelectronic semiconductor
band gap
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/065708
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Bergbauer
Joachim Hertkorn
Alexander Walter
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US16/313,945 priority Critical patent/US11018281B2/en
Priority to DE112017003255.5T priority patent/DE112017003255A5/de
Publication of WO2018001961A1 publication Critical patent/WO2018001961A1/de
Priority to US17/315,198 priority patent/US11677045B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H01L33/325—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen characterised by the doping materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen

Definitions

  • Optoelectronic Semiconductor Body and Light-emitting Diode An optoelectronic semiconductor body is specified. Next is a light-emitting diode with such
  • An object to be solved is to provide a semiconductor body and a light emitting diode with such a semiconductor body, which have a particularly favorable aging behavior.
  • the optoelectronic semiconductor body can be, for example, a radiation-emitting semiconductor body which can be used in a light-emitting diode or in a laser diode.
  • the optoelectronic comprises
  • the active region comprises at least one quantum well, in particular a plurality of quantum wells, which are separated from one another by barriers
  • the active region may in particular be designed to generate UV radiation or blue light during operation.
  • the semiconductor body comprises a first region, which is designed to allow the passage of charge carriers, in particular
  • the first region is therefore an area containing charge carriers, in particular electrons, from the active region
  • the first area can therefore contribute to the loss of charge carriers
  • Optoelectronic semiconductor body a second region which is adapted to the passage of charge carriers, in particular electrons, from the active region to
  • the optoelectronic semiconductor body comprises, in addition to the first region, a further region, which is likewise designed to hinder or prevent the escape of charge carriers, in particular electrons, from the active region.
  • the first area and the second area thus ensure that the
  • the optoelectronic device is based
  • Nitride compound semiconductor material This means here and below that the semiconductor body or at least a part thereof, particularly preferably at least the active region, the first area and the second area, a
  • Nitride compound semiconductor material preferably
  • Al n Ga m In ] __ n _ m N have or consist of, wherein
  • This material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may, for example, have one or more dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, the above formula contains only the essential components of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even though these are partly due to low
  • Quantities of other substances can be replaced and / or supplemented.
  • the first region adjoins the active region on the p-side. That is, in a direction transverse to or perpendicular to the main extension plane of the semiconductor body, for example in a direction parallel or antiparallel to the growth direction of the semiconductor body, the first region directly follows the active region.
  • the first region is arranged on one of the p-doped side of the semiconductor body side facing the active region and
  • the second region is arranged on a side of the first region which is remote from the active region. That is, the first area is located between the second area and the active area. Between the first area and the second area, further layers or
  • Cross section of the semiconductor body and have in one
  • the first region has an electronic bandgap that is greater than the electronic bandgap of the quantum well and less than or equal to the electronic bandgap of the second region.
  • the first region and the second region contain aluminum. That is, the first region and the second region are formed with AlGaN, for example, with the aluminum concentration
  • the first region and the second region may in particular be free of indium or the
  • Concentration of indium in these areas is very low, for example less than 1%.
  • Optoelectronic semiconductor body indicated with an active region comprising a quantum well adapted to generate electromagnetic radiation
  • the first area adjoins the active area on the p-side
  • the first region having an electronic bandgap which is greater than the electronic band gap of the
  • One of the optoelectronic semiconductor bodies described here is based inter alia on the consideration that a suitable doping profile for the p-dopant of the semiconductor body enables an optoelectronic semiconductor body which can generate electromagnetic radiation of high efficiency for a long time. For this reason it is necessary to reduce the diffusion of the
  • p-type dopant or defects e.g., point defects
  • Semiconductor body in a way to control the efficient injection of holes in the active area allows, without the p-type dopant or by the
  • the p-type dopant is for example
  • the dopant profile can also be adjusted via precise control of the growth temperatures that can control the diffusion of the p-type dopant. Temperature fluctuations during the growth of the p-side of the semiconductor body then negatively influence the efficiency and the aging stability.
  • One semiconductor body described here is based, inter alia, on the recognition that a first region which has aluminum and which directly on the active region
  • the first region forms a charge carrier blocking layer, in particular also an electron blocking layer.
  • the boundary layer defined by the transition acts as a barrier for migrating defects or diffusing impurities or dopants.
  • the second region which has an electronic bandgap equal to or greater than the electronic bandgap of the first region, then enhances the trapping of
  • the first region is arranged between the second region and the active region, and has, for example, a band gap which is smaller than the band gap of the second region but greater than the band gap of the band gap
  • the first region may act as a diffusion barrier for the passage of the p-type dopant or other impurities or defects.
  • an intermediate region is arranged between the first region and the second region, wherein the intermediate region has an electronic band gap which is larger than the electronic band gap of the quantum well and which is smaller than the electronic band gap of the first region and the first second area.
  • the electronic bandgap is greater than the electronic bandgap of each quantum well of the active region.
  • the intermediate region is designed in this way to hinder or prevent the passage of electrons from the active region. Furthermore, the intermediate region serves to hinder diffusion of the
  • Layer sequence of the intermediate region is free of aluminum. That is, during the production of this layer or layer sequence no aluminum is then in the
  • Intermediate area at least two sub-areas, which differ in their material composition and their electronic
  • the subregions are formed, for example, as layers which fill the entire cross section of the semiconductor body and have a predeterminable thickness in the vertical direction.
  • the intermediate region has five or more subregions which differ at least in pairs in their material composition.
  • the intermediate region has five or more subregions which differ at least in pairs in their material composition.
  • Material composition and the same electronic Have bandgaps that differ from the material composition and electronic bandgap of the directly adjacent subregion.
  • subareas with higher and higher vertical directions can be used along the vertical direction
  • the bandgap of each subregion is greater than that
  • the fact that the intermediate region is partially free of aluminum may in particular mean that at least one subregion of the intermediate region is free of aluminum. That is, no aluminum is introduced into the intermediate region during the production of this subregion.
  • the intermediate region directly adjoins the first region and directly to the second region. That is, in the vertical direction, the active area is followed directly by the first area, the first area is immediately followed by the intermediate area, and the intermediate area is immediately followed by the second area.
  • the second region has a
  • Aluminum concentration in the first area For example, the first region has an aluminum concentration that is greater than 5 percent.
  • the second region then has an aluminum concentration greater than 5 percent, in particular an aluminum concentration greater than 10 percent.
  • the second region is p-doped. That is, the second region is, for example, the region of the semiconductor body which is closest to the active region and is p-doped.
  • the second region is doped with magnesium and has a
  • the p-type doping may be over
  • the intermediate range is nominally undoped and / or n-doped.
  • Nominally undoped means that these areas of the
  • Diffusion processes during production subsequent area can reach a small extent in the first area and the intermediate area.
  • the concentration of the p-type impurity in the two regions is then at most 1020 / cmJ .
  • the concentration of the p-type dopant is lower than in the second range.
  • the regions can be n-doped to a small extent.
  • doping during production with silicon can be achieved by the addition of silane (S1H4).
  • S1H4 silane
  • an n-Co doping takes place, which can lead to a particularly sharp boundary between the n-doped region and the p-doped region of the semiconductor body being able to form.
  • the co-doping may hinder diffusion processes of the p-type dopant towards the active region.
  • the first region is formed with Aly ] _Ga ] _-y ] _N or with Aly ] _In x Ga ] __y ] _N, where yl> 0.05 and x ⁇ 0.01.
  • the first region has, for example, a thickness between at least 1 nm and at most 5 nm.
  • the intermediate area has a
  • the intermediate region has a subregion formed with GaN and having, for example, a thickness of at least 0.5 nm and at most 5 nm.
  • the second region is then formed with Aly2Ga] _-y2N or with Aly2ln x Ga] _ -y2, where y2> yl and x ⁇ 0.01 and the second Range, for example, has a thickness of at least 1 nm and at most 20 nm.
  • Intermediate region and the second region proves to be particularly advantageous with regard to the inclusion of charge carriers in the active region and the obstruction of a diffusion of the p-type dopant in the active region.
  • a light-emitting diode is specified.
  • the optoelectronic semiconductor body that is, all the features disclosed for the semiconductor body are also disclosed for the light emitting diode and vice versa.
  • the light-emitting diode furthermore comprises first and second connection points, which are connected to the
  • the light-emitting diode is configured to emit electromagnetic radiation having a peak wavelength of less than 480 nm, in particular less than 400 nm
  • the light-emitting diode is to
  • Peak wavelength between 360 nm and 480 nm, in particular between 360 nm and 395 nm to emit It has been found that due to the improved inclusion of charge carriers in the active region for one here
  • FIG. 1 schematically shows a band diagram for an optoelectronic semiconductor body described here.
  • the optoelectronic semiconductor body comprises an active
  • the at least one quantum well la in particular a Mehrfachquantentopffigured with a plurality of
  • Quantum wells includes.
  • the active region comprises 1 five similar quantum wells la, between each of which a barrier is arranged.
  • the quantum wells 1a each have a thickness of, for example, 3 nm
  • the barriers each have a thickness of, for example, 4.7 nm.
  • the quantum wells la are formed with InGaN, the
  • the first region 2 directly adjoins the active region 1 on the P-side.
  • the first region 2 is presently formed with Aly ] _Ga ] _-y ] _N or with Aly ] _In x Ga ] __y ] _N.
  • yl is preferably greater than 0.05 and x ⁇ 0.01.
  • the thickness of the first region is, for example, at least 1 nm and at most 5 nm.
  • Intermediate portion 3 comprises a first sub-portion 3a is formed with GaN, a second sub-portion 3b is formed with the In x Ga] __ x N, a third sub-portion 3c formed with GaN, a fourth sub-region 3d with In x Ga ] __ x N, a fifth subregion 3e formed with GaN.
  • the thickness of the subregions is at least 0.05 nm and at most 5 nm, respectively.
  • x is preferably greater than 0.01 and less than 0.05.
  • the intermediate region is in particular free of aluminum.
  • Range is at least 1 nm and at most 20 nm.
  • the first region 2 has an electronic band gap E2 which is greater than the electronic band gap El of the quantum well 1a and larger than the electronic band gaps E3a, E3b, E3c, E3d, E3e in the intermediate region 3
  • Band gaps E3b, E3d which are smaller than the band gaps E3a, E3c, E3e in the sub-areas 3a, 3c and 3e. However, all band gaps in the intermediate region 3 are greater than the band gap of the quantum well la.
  • the semiconductor body has a
  • Band gap E4 which is greater than the band gap in all other areas and greater than the band gap El im
  • the curve c is a plot for a semiconductor body described here, whereas the curves b and a are comparison curves for semiconductor bodies which do not have the first region 2 and the intermediate region 3.
  • the p-side of the semiconductor body of the curve b was at a lower growth temperature
  • the semiconductor body has a particularly favorable aging behavior, which is particularly improved on the improved doping profile with the p-type dopant
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a
  • Light-emitting diode with a semiconductor body 10 described here comprises, in addition to the described regions, an n-conducting region which is electrically contacted, for example, via the first connection point 11.
  • the second connection point 12 On the opposite side of the semiconductor body 10 is the second connection point 12, via which the semiconductor body is connected, for example, on the p-side.
  • the LED generates electromagnetic during operation
  • the light-emitting diode is then a UV-emitting light-emitting diode.
  • Semiconductor bodies described here and light-emitting diodes described here are characterized in particular by the following advantages: The semiconductor body exhibits a higher tolerance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterkörper (10) angegeben, mit -einem aktiven Bereich (1) umfassend einen Quantentopf (1a), der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, -einem ersten Bereich (2), der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern aus dem aktiven Bereich (1) zu behindern, -einem zweiten Bereich (4), der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern aus dem aktiven Bereich (1) zu behindern, wobei -der Halbleiterkörper (10) auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basiert, -der erste Bereich (2) p-seitig direkt an den aktiven Bereich (1) grenzt.

Description

Beschreibung
Optoelektronischer Halbleiterkörper und Leuchtdiode Es wird ein optoelektronischer Halbleiterkörper angegeben. Weiter wird eine Leuchtdiode mit einem solchen
optoelektronischen Halbleiterkörper angegeben.
Die Druckschrift US 2008/0073658 AI beschreibt einen
Halbleiterkörper.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Halbleiterkörper und eine Leuchtdiode mit einem solchen Halbleiterkörper anzugeben, die ein besonders günstiges Alterungsverhalten aufweisen.
Es wird ein optoelektronischer Halbleiterkörper angegeben. Der optoelektronische Halbleiterkörper kann beispielsweise ein strahlungsemittierender Halbleiterkörper sein, der in einer Leuchtdiode oder in einer Laserdiode Verwendung finden kann .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers umfasst der optoelektronische
Halbleiterkörper einen aktiven Bereich, der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Dazu umfasst der aktive Bereich zumindest einen Quantentopf, insbesondere mehrere Quantentöpfe, die durch Barrieren voneinander
getrennt sind. Der aktive Bereich kann insbesondere dazu ausgebildet sein, im Betrieb UV-Strahlung oder blaues Licht zu erzeugen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterkörper einen ersten Bereich, der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern, insbesondere
Elektronen, aus dem aktiven Bereich zu behindern. Bei dem ersten Bereich handelt es sich also um einen Bereich, der Ladungsträger, insbesondere Elektronen, aus dem aktiven
Bereich blockiert, so dass diese mit einer größeren
Wahrscheinlichkeit im aktiven Bereich verbleiben als dies ohne den ersten Bereich der Fall wäre. Der erste Bereich kann daher dazu beitragen, den Verlust von Ladungsträgern,
insbesondere Elektronen, im aktiven Bereich einzuschränken oder zu verhindern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
optoelektronische Halbleiterkörper einen zweiten Bereich, der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern, insbesondere Elektronen, aus dem aktiven Bereich zu
behindern. Mit anderen Worten, umfasst der optoelektronische Halbleiterkörper neben dem ersten Bereich einen weiteren Bereich, der ebenfalls dazu ausgebildet ist, den Austritt von Ladungsträgern, insbesondere Elektronen, aus dem aktiven Bereich zu behindern oder zu verhindern. Der erste Bereich und der zweite Bereich sorgen also dafür, dass die
Wahrscheinlichkeit für einen Austritt von Ladungsträgern, insbesondere Elektronen, aus dem aktiven Bereich reduziert ist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers basiert der optoelektronische
Halbleiterkörper auf einem
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial. Dies bedeutet hier und im Folgenden, dass der Halbleiterkörper oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest der aktive Bereich, der erste Bereich und der zweite Bereich, ein
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise
AlnGamIn]__n_mN aufweisen oder aus diesem besteht, wobei
0 < n < l, 0 ^ m < 1 und n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe
Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers grenzt der erste Bereich p-seitig direkt an den aktiven Bereich. Das heißt, in einer Richtung quer oder senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers, zum Beispiel in einer Richtung parallel oder antiparallel zur Wachstumsrichtung des Halbleiterkörpers, folgt der erste Bereich direkt an den aktiven Bereich. Der erste Bereich ist dabei an einer der p-dotierten Seite des Halbleiterkörpers zugewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnet und
befindet sich daher p-seitig vom aktiven Bereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers ist der zweite Bereich an einer dem aktiven Bereich abgewandten Seite des ersten Bereichs angeordnet. Das heißt, der erste Bereich ist zwischen dem zweiten Bereich und dem aktiven Bereich angeordnet. Zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich können weitere Schichten oder
Bereiche angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass der erste Bereich und der zweite Bereich direkt aneinander grenzen . Die Bereiche des optoelektronischen Halbleiterkörpers
erstrecken sich dabei vorzugsweise über den gesamten
Querschnitt des Halbleiterkörpers und weisen in einer
vertikalen Richtung, senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers, eine vorgebbare Dicke auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der erste Bereich eine elektronische Bandlücke auf, die größer ist als die elektronische Bandlücke des Quantentopfs und kleiner oder gleich der elektronischen Bandlücke des zweiten Bereichs. Insbesondere ist die elektronische Bandlücke des ersten
Bereichs größer als die elektronische Bandlücke eines jeden Quantentopfs im aktiven Bereich. Bevorzugt ist die
elektronische Bandlücke des zweiten Bereichs größer als die elektronische Bandlücke des ersten Bereichs.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthalten der erste Bereich und der zweite Bereich Aluminium. Das heißt, der erste Bereich und der zweite Bereich sind beispielsweise mit AlGaN gebildet, wobei die Aluminiumkonzentration
beispielsweise wenigstens 2 Prozent, insbesondere wenigstens 5 Prozent, beträgt. Der erste Bereich und der zweite Bereich können dabei insbesondere frei von Indium sein oder die
Konzentration von Indium in diesen Bereichen ist sehr gering und beträgt zum Beispiel weniger als 1%. Durch die Verwendung von Aluminium im ersten und im zweiten Bereich lässt sich eine elektronische Bandlücke, die größer ist als die
elektronische Bandlücke des Quantentopfs, besonders effizient einstellen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein
optoelektronischer Halbleiterkörper angegeben mit einem aktiven Bereich umfassend einen Quantentopf, der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen,
einem ersten Bereich, der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern aus dem aktiven Bereich zu behindern,
einem zweiten Bereich, der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern aus dem aktiven Bereich zu behindern, wobei
- der Halbleiterkörper auf einem
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basiert,
der erste Bereich p-seitig direkt an den aktiven Bereich grenzt ,
der zweite Bereich an einer dem aktiven Bereich
abgewandten Seite des ersten Bereichs angeordnet ist, der erste Bereich eine elektronische Bandlücke aufweist, die größer ist als die elektronische Bandlücke des
Quantentopfs und kleiner oder gleich der elektronischen Bandlücke des zweiten Bereichs, und
- der erste Bereich und der zweite Bereich Aluminium
enthalten .
Ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterkörper beruht unter anderem auf der Überlegung, dass ein geeignetes Dotierprofil für den p-Dotierstoff des Halbleiterkörpers einen optoelektronischen Halbleiterkörper ermöglicht, der für lange Zeit elektromagnetische Strahlung hoher Effizienz erzeugen kann. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Diffusion des
p-Dotierstoffs oder von Defekten (z.B. Punktdefekte) im
Halbleiterkörper in einer Weise zu kontrollieren, die eine effiziente Injektion von Löchern in den aktiven Bereich ermöglicht, ohne dass der p-Dotierstoff oder durch die
Dotierung induzierte Defekte bzw. Fremdatome in die
p-seitigen Quantentöpfe gelangen kann. Bei dem p-Dotierstoff handelt es sich beispielsweise um
Magnesium, das zur Diffusion im
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial-basierten
Halbleiterkörper neigt und beim Eintritt in den aktiven
Bereich die Effizienz der Strahlungserzeugung stark
vermindern kann.
Zur Beschränkung der Diffusion des p-Dotierstoffes wäre es zum Beispiel möglich, zwischen dem aktiven Bereich und dem p-dotierten Bereich nominell undotierte Bereiche
einzubringen, die mit Aluminium-freien Schichten gebildet sind. Das Dotierstoffprofil kann ferner über eine genaue Kontrolle der Wachstumstemperaturen eingestellt werden, mit der die Diffusion des p-Dotierstoffs gesteuert werden kann. Temperaturschwankungen während des Wachstums der p-Seite des Halbleiterkörpers beeinflussen dann aber die Effizienz und die Alterungsstabilität negativ.
Ein hier beschriebener Halbleiterkörper beruht nun unter anderem auf der Erkenntnis, dass ein erster Bereich, der Aluminium aufweist und der direkt am aktiven Bereich
angeordnet ist und eine elektronische Bandlücke aufweist, die größer ist als die elektronische Bandlücke des aktiven
Bereichs, den Einfang (Englisch: Confinement) von Löchern und Elektronen im aktiven Bereich erhöhen kann. Damit bildet der erste Bereich eine Ladungsträgerblockierschicht, insbesondere auch eine Elektronenblockierschicht , aus. Des Weiteren agiert die durch den Übergang definierte Grenzschicht als Barriere für wandernde Defekte bzw. diffundierende Fremdatome bzw. Dotierstoffe .
Der zweite Bereich, der eine elektronische Bandlücke aufweist die gleich ist oder größer der elektronischen Bandlücke des ersten Bereichs, verstärkt dann den Einfang von
Ladungsträgern zusätzlich und kann beispielsweise aufgrund einer entsprechenden Dotierung zur Injektion von Löchern in den aktiven Bereich ausgebildet sein.
Der Verlust von Ladungsträgern, insbesondere Elektronen, kann insbesondere für größere Betriebsströme zu einer Reduzierung der internen Quanteneffizienz des aktiven Bereichs führen (so genannter „Droop") . Dieses Problem ist durch den ersten
Bereich sowie den zweiten Bereich reduziert.
Dadurch, dass der erste Bereich zwischen dem zweiten Bereich und dem aktiven Bereich angeordnet ist, und beispielsweise eine Bandlücke aufweist, die kleiner ist als die Bandlücke des zweiten Bereichs, aber größer als die Bandlücke des
Quantentopfs im aktiven Bereich, kann der erste Bereich als Diffusionsbarriere für den Durchtritt des p-Dotierstoffs bzw. weiterer Fremdatome oder Defekte wirken. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers ist zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ein Zwischenbereich angeordnet, wobei der Zwischenbereich eine elektronische Bandlücke aufweist, die größer ist als die elektronische Bandlücke des Quantentopfs und die kleiner ist als die elektronische Bandlücke des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs. Insbesondere ist die elektronische Bandlücke größer als die elektronische Bandlücke eines jeden Quantentopfs des aktiven Bereichs. Der Zwischenbereich ist auf diese Weise dazu ausgebildet, den Durchtritt von Elektronen aus dem aktiven Bereich zu behindern oder zu verhindern. Ferner dient der Zwischenbereich zur Behinderung einer Diffusion des
p-Dotierstoffs in den aktiven Bereich.
Insbesondere ist es möglich, dass der Zwischenbereich
teilweise oder vollständig frei von Aluminium ist. Dass der Zwischenbereich teilweise frei von Aluminium ist kann
insbesondere heißen, dass zumindest eine Schicht oder
Schichtenfolge des Zwischenbereichs frei von Aluminium ist. Das heißt, während der Herstellung dieser Schicht oder dieser Schichtenfolge wird dann kein Aluminium in den
Zwischenbereich eingebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
Zwischenbereich mindestens zwei Unterbereiche, die sich in ihrer Materialzusammensetzung und ihren elektronischen
Bandlücken voneinander unterscheiden. Die Unterbereiche sind beispielsweise als Schichten ausgebildet, die den gesamten Querschnitt des Halbleiterkörpers ausfüllen und in der vertikalen Richtung eine vorgebbare Dicke aufweisen.
Beispielsweise weist der Zwischenbereich dabei fünf oder mehr Unterbereiche auf, die sich zumindest paarweise in ihrer Materialzusammensetzung unterscheiden. Beispielsweise
unterscheiden sich zwei direkt aneinander grenzende
Unterbereiche hinsichtlich ihrer Materialzusammensetzung, wohingegen an einem Unterbereich an gegenüberliegenden Seiten Unterbereiche grenzen können, die die gleiche
Materialzusammensetzung und die gleiche elektronische Bandlücke aufweisen, die sich von der Materialzusammensetzung und der elektronischen Bandlücke des direkt angrenzenden Unterbereichs unterscheiden. Beispielsweise können entlang der vertikalen Richtung Unterbereiche mit höherer und
niedrigerer Bandlücke abwechselnd angeordnet sein, wobei die Bandlücke eines jeden Unterbereichs größer ist als die
Bandlücke des Quantentopfs und kleiner als die Bandlücke des ersten und des zweiten Bereichs. Dass der Zwischenbereich teilweise frei von Aluminium ist kann insbesondere heißen, dass zumindest ein Unterbereich des Zwischenbereichs frei von Aluminium ist. Das heißt, während der Herstellung dieses Unterbereichs wird dann kein Aluminium in den Zwischenbereich eingebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers grenzt der Zwischenbereich direkt an den ersten Bereich und direkt an den zweiten Bereich. Das heißt, in der vertikalen Richtung folgt dem aktiven Bereich dann direkt der erste Bereich nach, dem ersten Bereich folgt direkt der Zwischenbereich nach und dem Zwischenbereich folgt direkt der zweite Bereich nach. Mit dieser Abfolge von
Bereichen ist ein effizienter Einschluss von Ladungsträgern im aktiven Bereich gewährleistet und eine effiziente Barriere gegen die Diffusion von p-Dotierstoff in den aktiven Bereich gebildet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers unterscheiden sich direkt
aneinandergrenzende Unterbereiche des Zwischenbereichs hinsichtlich ihrer Bandlücke voneinander. Dadurch sind im Zwischenbereich mehrere Grenzflächen zwischen Unterbereichen gebildet, an denen es zu einem Sprung in der Bandlücke kommt. Überraschend hat sich herausgestellt, dass gerade diese Grenzflächen zwischen den Unterbereichen eine Diffusion des p-Dotierstoffs , insbesondere die Diffusion von Magnesium in den aktiven Bereich hinein effizient unterbinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers weist der zweite Bereich eine
Aluminiumkonzentration auf, die größer ist als die
Aluminiumkonzentration im ersten Bereich. Beispielsweise weist der erste Bereich eine Aluminiumkonzentration auf, die größer als 5 Prozent ist. Der zweite Bereich weist dann eine Aluminiumkonzentration auf, die größer als 5 Prozent ist, insbesondere eine Aluminiumkonzentration, die größer ist als 10 Prozent.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers ist der zweite Bereich p-dotiert. Das heißt, beim zweiten Bereich handelt es sich beispielsweise um den dem aktiven Bereich am nächsten liegenden Bereich des Halbleiterkörpers, der p-dotiert ist. Zum Beispiel ist der zweite Bereich mit Magnesium dotiert und weist eine
Dotierstoffkonzentration von wenigstens lO^-^/cm^ auf. In einer weiteren Ausführungs kann die p-Dotierung über
alternative Dotierstoffe bzw. Fremdatome wie C, Be, usw.
realisiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterkörpers sind der erste Bereich und, sofern
vorhanden, der Zwischenbereich nominell undotiert und/oder n-dotiert.
Nominell undotiert bedeutet, dass diese Bereiche des
Halbleiterkörpers während der Herstellung nicht gezielt dotiert werden, ein p-Dotierstoff jedoch durch
Diffusionsprozesse während der Herstellung nachfolgender Bereich in geringem Umfang in den ersten Bereich und den Zwischenbereich gelangen kann. Beispielsweise beträgt die Konzentration des p-Dotierstoffs in den beiden Bereichen dann höchstens 1020/cmJ . Insbesondere ist die Konzentration des p-Dotierstoffs geringer als im zweiten Bereich.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Bereiche in geringem Umfang n-dotiert sind. Beispielsweise kann die Dotierung während der Herstellung mit Silizium durch die Hinzugabe von Silan (S1H4) erfolgen. Auf diese Weise erfolgt eine n-Co-Dotierung, die dazu führen kann, dass sich eine besonders scharfe Grenze zwischen dem n-dotierten Bereich und dem p-dotierten Bereich des Halbleiterkörpers ausbilden kann. Insbesondere kann die Co-Dotierung Diffusionsprozesse des p-Dotierstoffs zum aktiven Bereich hin behindern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterkörpers ist der erste Bereich mit Aly]_Ga]_-y]_N oder mit Aly]_InxGa]__y]_N gebildet, wobei yl > 0,05 und x<0,01 ist. Der erste Bereich weist dabei zum Beispiel eine Dicke zwischen wenigstens 1 nm und höchstens 5 nm auf. Der Zwischenbereich weist einen
Unterbereich auf, der mit InxGa]__xN gebildet ist, wobei x > 0,01 und x < 0,05 ist, wobei der Unterbereich zum Beispiel eine Dicke von wenigstens 0,05 nm und höchstens 5 nm
aufweist. Ferner weist der Zwischenbereich einen Unterbereich aufweist, der mit GaN gebildet ist und zum Beispiel eine Dicke von wenigstens 0,5 nm und höchstens 5 nm aufweist. Der zweite Bereich ist dann mit Aly2Ga]_-y2N oder mit Aly2lnxGa]_- y2 gebildet, wobei y2 > yl und x<0,01 ist und der zweite Bereich beispielsweise eine Dicke aufweist von wenigstens 1 nm und höchstens 20 nm.
Eine solche Ausgestaltung des ersten Bereichs, des
Zwischenbereichs und des zweiten Bereichs erweist sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf den Einschluss von Ladungsträgern im aktiven Bereich sowie die Behinderung einer Diffusion des p-Dotierstoffs in den aktiven Bereich. Es wird darüber hinaus eine Leuchtdiode angegeben. Die
Leuchtdiode umfasst einen hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterkörper. Das heißt, sämtliche für den Halbleiterkörper offenbarten Merkmale sind auch für die Leuchtdiode offenbart und umgekehrt. Die Leuchtdiode umfasst ferner erste und zweite Anschlussstellen, die zur
elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers ausgebildet sind .
Die Leuchtdiode ist dabei dazu ausgebildet, im Betrieb elektromagnetische Strahlung mit einer Peakwellenlänge von kleiner 480 nm, insbesondere von kleiner 400 nm zu
emittieren. Insbesondere ist die Leuchtdiode dazu
ausgebildet, elektromagnetische Strahlung mit einer
Peakwellenlänge zwischen 360 nm und 480 nm, insbesondere zwischen 360 nm und 395 nm, zu emittieren. Dabei hat sich herausgestellt, dass aufgrund des verbesserten Einschlusses von Ladungsträgern im aktiven Bereich für einen hier
beschriebenen optoelektronischen Halbleiterkörper die
Verwendung des Halbleiterkörpers zur Erzeugung von UV- Strahlung, insbesondere von UVA-Strahlung und von blauem Licht besonders vorteilhaft ist. Im Folgenden werden der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterkörper sowie die hier beschriebene Leuchtdiode anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert.
Anhand der schematischen Darstellung der Figur 1 ist ein
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterkörpers näher erläutert .
Anhand der grafischen Auftragung der Figur 2 sind die
Vorteile eines hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterkörpers näher erläutert .
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Leuchtdiode näher erläutert. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen 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 für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1 zeigt schematisch ein Banddiagramm für einen hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterkörper. Der optoelektronische Halbleiterkörper umfasst einen aktiven
Bereich 1, der zumindest einen Quantentopf la, insbesondere eine Mehrfachquantentopfstruktur mit einer Vielzahl von
Quantentöpfen, umfasst. Bevorzugt umfasst der aktive Bereich 1 fünf gleichartige Quantentöpfe la, zwischen denen jeweils eine Barriere angeordnet ist. Die Quantentöpfe la weisen dabei jeweils eine Dicke von zum Beispiel 3 nm auf, die Barrieren weisen jeweils eine Dicke von zum Beispiel 4,7 nm auf. Die Quantentöpfe la sind mit InGaN gebildet, die
Barrieren mit AlGaN.
P-seitig direkt an den aktiven Bereich 1 grenzt der erste Bereich 2. Der erste Bereich 2 ist vorliegend mit Aly]_Ga]_-y]_N oder mit Aly]_InxGa]__y]_N gebildet. Dabei ist yl vorzugsweise größer als 0,05 und x<0,01. Die Dicke des ersten Bereichs beträgt beispielsweise wenigstens 1 nm und höchstens 5 nm.
An der dem aktiven Bereich 1 abgewandten Seite des ersten Bereichs 2 folgt direkt der Zwischenbereich 3. Der
Zwischenbereich 3 umfasst einen ersten Unterbereich 3a, der mit GaN gebildet ist, einen zweiten Unterbereich 3b, der mit InxGa]__xN gebildet ist, einen dritten Unterbereich 3c, der mit GaN gebildet ist, einen vierten Unterbereich 3d, der mit InxGa]__xN gebildet ist, einen fünften Unterbereich 3e, der mit GaN gebildet ist. Die Dicke der Unterbereiche beträgt jeweils wenigstens 0,05 nm und höchstens 5 nm.
Dabei ist x vorzugsweise größer als 0,01 und kleiner als 0,05. Der Zwischenbereich ist vorliegend insbesondere frei von Aluminium.
Direkt an der dem ersten Bereich 2 abgewandten Seite des Zwischenbereichs 3 ist der zweite Bereich 4 angeordnet, der mit Aly2Ga]__y2N oder mit Aly2lnxGa]_-y2N gebildet ist. Dabei ist x<0,01. Y2 ist vorzugsweise größer als yl, also beispielsweise 0,06 oder größer. Die Dicke des zweiten
Bereichs beträgt wenigstens 1 nm und höchstens 20 nm.
Der erste Bereich 2 weist eine elektronische Bandlücke E2 auf, die größer ist als die elektronische Bandlücke El des Quantentopfs la und größer als die elektronischen Bandlücken E3a, E3b, E3c, E3d, E3e im Zwischenbereich 3. Die
Unterbereiche 3b und 3d im Zwischenbereich 3 weisen
Bandlücken E3b, E3d auf, die kleiner sind als die Bandlücken E3a, E3c, E3e in den Unterbereichen 3a, 3c und 3e. Sämtliche Bandlücken im Zwischenbereich 3 sind jedoch größer als die Bandlücke des Quantentopfs la.
Im zweiten Bereich 4 weist der Halbleiterkörper eine
Bandlücke E4 auf, die größer ist als die Bandlücke in allen anderen Bereichen und größer als die Bandlücke El im
Quantentopf .
Die schematische Auftragung der Figur 2 zeigt die Intensität des emittierten Lichts einer Leuchtdiode mit einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterkörper aufgetragen gegen die Betriebsdauer t und normiert auf die Intensität zum Zeitpunkt t=0. Die Kurve c ist dabei eine Auftragung für einen hier beschriebenen Halbleiterkörper, wohingegen die Kurven b und a Vergleichskurven sind für Halbleiterkörper, welche den ersten Bereich 2 und den Zwischenbereich 3 nicht aufweisen. Die p-Seite des Halbleiterkörpers der Kurve b wurde dabei bei einer geringeren Wachstumstemperatur
hergestellt, als die p-Seite des Halbleiterkörpers der Kurve a. Dies führt zu einer verringerten Diffusion von Magnesium in den aktiven Bereich 1 während der Herstellung. Nach etwa 500 Betriebsstunden ist dieser positive Effekt jedoch nicht mehr nachweisbar (nicht dargestellt) . Wie aus der grafischen Auftragung ersichtlich ist, ändert sich die Intensität des erzeugten Lichts für einen hier beschriebenen Halbleiterkörper über die Zeit hingegen kaum. Das heißt, der Halbleiterkörper weist ein besonders günstiges Alterungsverhalten auf, was insbesondere auf das verbesserte Dotierprofil mit dem p-Dotierstoff, dem verbesserten
Einschluss von Ladungsträgern im aktiven Bereich und die verminderte Diffusion von Dotierstoff in den aktiven Bereich sowohl während der Herstellung also auch im Betrieb zu erklären ist.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer
Leuchtdiode mit einem hier beschriebenen Halbleiterkörper 10. Die Leuchtdiode umfasst neben den beschriebenen Bereichen einen n-leitenden Bereich, der beispielsweise über die erste Anschlussstelle 11 elektrisch kontaktiert wird. An der abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 10 befindet sich die zweite Anschlussstelle 12, über welche der Halbleiterkörper beispielsweise p-seitig angeschlossen ist.
Die Leuchtdiode erzeugt im Betrieb elektromagnetische
Strahlung mit einer Peakwellenlänge von kleiner 480 nm, insbesondere von kleiner 400 nm. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund des verbesserten Einschlusses von Ladungsträgern im aktiven Bereich für einen hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterkörper die Verwendung des
Halbleiterkörpers zur Erzeugung von UV-Strahlung,
insbesondere von UVA-Strahlung, besonders vorteilhaft ist. Bei der Leuchtdiode handelt es sich dann um eine UV-Strahlung emittierende Leuchtdiode. Hier beschriebene Halbleiterkörper und hier beschriebene Leuchtdioden zeichnen sich insbesondere durch die folgenden Vorteile aus: Der Halbleiterkörper zeigt eine höhere Toleranz gegen
Temperaturschwankungen bei der Herstellung der p-dotierten Seite des Halbleiterkörpers, da die beschriebenen Bereiche eine Diffusion des p-Dotierstoffs in den aktiven Bereich wirkungsvoll unterdrücken. Damit ist die Wahrscheinlichkeit für eine Diffusion des p-Dotierstoffs in den aktiven Bereich abgesenkt .
Ferner ist die Injektion von Löchern bei einem hier
beschriebenen Halbleiterkörper im Unterschied zu einem
Halbleiterkörper ohne hier beschriebene Bereiche verbessert. Der Abfluss von Elektronen aus dem aktiven Bereich ist auch für einen aktiven Bereich mit einer geringen
Indiumkonzentration, wie er insbesondere zur Erzeugung von UV-Strahlung zum Einsatz kommt, aufgrund der hier
beschriebenen Bereiche des Halbleiterkörpers stark
unterdrückt .
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.
Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE
102016111929.6 beansprucht, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen ist. Bezugs zeichenliste
1 aktiver Bereich la Quantentopf
2 erster Bereich
3 Zwischenbereich 3a, b, c, d, e, f Unterbereiche
4 zweiter Bereich
5 n-leitender Bereich 10 Halbleiterkörper 11, 12 Anschlussstellen El, E2, E3a,b,c,d,e, E4 Bandlücken

Claims

Patentansprüche
Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) mit
einem aktiven Bereich (1) umfassend einen Quantentopf (la), der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische
Strahlung zu erzeugen,
einem ersten Bereich (2), der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern aus dem aktiven Bereich (1) zu behindern,
einem zweiten Bereich (4), der dazu ausgebildet ist, den Durchtritt von Ladungsträgern aus dem aktiven Bereich (1) zu behindern, wobei
der Halbleiterkörper (10) auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial basiert,
der erste Bereich (2) p-seitig direkt an den aktiven Bereich (1) grenzt,
der zweite Bereich (4) an einer dem aktiven Bereich (1) abgewandten Seite des ersten Bereichs (2) angeordnet ist,
der erste Bereich (2) eine elektronische Bandlücke (E2) aufweist, die größer ist als die elektronische Bandlücke (El) des Quantentopfs (la) und kleiner oder gleich der elektronischen Bandlücke (E4) des zweiten Bereichs (4), und
der erste Bereich (2) und der zweite Bereich (4)
Aluminium enthalten.
Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem zwischen dem ersten Bereich (2) und dem zweiten Bereich (4) ein Zwischenbereich (3) angeordnet ist, wobei der Zwischenbereich (3) eine elektronische
Bandlücke (E3a, E3b, E3c, E3d, E3e) aufweist, die größer ist als die elektronische Bandlücke (El) des Quantentopfs (la) und die kleiner ist als die
elektronischen Bandlücken (E2) des ersten Bereichs
(2) und des zweiten Bereichs (4), wobei der Zwischenbereich (3) zumindest teilweise frei von Aluminium ist.
3. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach dem
vorherigen Anspruch,
bei dem der Zwischenbereich (3) zumindest zwei
Unterbereiche (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) aufweist, die sich in ihrer Materialzusammensetzung und ihrer elektronischen Bandlücke voneinander unterscheiden.
4. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche,
bei dem zumindest einer der Unterbereiche (3) frei von Aluminium ist.
5. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der drei vorherigen Ansprüche,
bei dem der Zwischenbereich (3) direkt an den ersten Bereich (2) und direkt an den zweiten Bereich (4) grenzt .
6. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der drei vorherigen Ansprüche,
bei dem sich direkt aneinandergrenzende Unterbereiche (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) hinsichtlich ihrer Bandlücke voneinander unterscheiden.
7. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der zweite Bereich (4) eine
Aluminiumkonzentration aufweist, die größer ist als die Aluminiumkonzentration im ersten Bereich (2).
8. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der zweite Bereich (4) p-dotiert ist.
9. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der erste Bereich (2) und, sofern vorhanden, der Zwischenbereich (3) nominell undotiert sind.
10. Optoelektronischer Halbleiterkörper (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der erste Bereich (2) und, sofern vorhanden, der Zwischenbereich (3) n-dotiert sind.
11. Leuchtdiode mit
einem Halbleiterkörper (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, und
elektrischen Anschlussstellen (11, 12) zur Kontaktierung des Halbleiterkörpers (10), wobei
die Leuchtdiode dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung mit einer Peakwellenlänge von kleiner 480 nm, insbesondere kleiner 400 nm, zu emittieren.
PCT/EP2017/065708 2016-06-29 2017-06-26 Optoelektronischer halbleiterkörper und leuchtdiode WO2018001961A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/313,945 US11018281B2 (en) 2016-06-29 2017-06-26 Optoelectronic semiconductor body and light emitting diode
DE112017003255.5T DE112017003255A5 (de) 2016-06-29 2017-06-26 Optoelektronischer Halbleiterkörper und Leuchtdiode
US17/315,198 US11677045B2 (en) 2016-06-29 2021-05-07 Optoelectronic semiconductor body and light-emitting diode

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016111929.6A DE102016111929A1 (de) 2016-06-29 2016-06-29 Optoelektronischer Halbleiterkörper und Leuchtdiode
DE102016111929.6 2016-06-29

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/313,945 A-371-Of-International US11018281B2 (en) 2016-06-29 2017-06-26 Optoelectronic semiconductor body and light emitting diode
US17/315,198 Division US11677045B2 (en) 2016-06-29 2021-05-07 Optoelectronic semiconductor body and light-emitting diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018001961A1 true WO2018001961A1 (de) 2018-01-04

Family

ID=59215788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/065708 WO2018001961A1 (de) 2016-06-29 2017-06-26 Optoelektronischer halbleiterkörper und leuchtdiode

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11018281B2 (de)
DE (2) DE102016111929A1 (de)
WO (1) WO2018001961A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070272936A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 Lg Electronics Inc. Nitride based light emitting device
US20080073658A1 (en) 2006-09-27 2008-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor body and semiconductor chip comprising a semiconductor body
EP2144306A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Lichtemittierende Gruppe-III-Nitrid-Halbleitervorrichtung und Epitaxial-Wafer
EP2408028A2 (de) * 2010-07-16 2012-01-18 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung
EP2722897A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-23 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung
US20150129835A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-14 Stanley Electric Co., Ltd. Multiple quantum well semiconductor light emitting element

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1160801C (zh) * 1995-11-06 2004-08-04 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体器件
JPH1168158A (ja) * 1997-08-20 1999-03-09 Sanyo Electric Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体装置
US6614059B1 (en) * 1999-01-07 2003-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device with quantum well
US6396861B1 (en) * 1999-01-11 2002-05-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. N-type modulation-doped multi quantum well semiconductor laser device
DE19955747A1 (de) * 1999-11-19 2001-05-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optische Halbleitervorrichtung mit Mehrfach-Quantentopf-Struktur
WO2002021604A1 (fr) * 2000-09-08 2002-03-14 Sharp Kabushiki Kaisha Dispositif emetteur de lumiere a semi-conducteurs au nitrure
JP3864735B2 (ja) * 2000-12-28 2007-01-10 ソニー株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
TW536859B (en) * 2001-03-28 2003-06-11 Nichia Corp Nitride semiconductor device
ATE387736T1 (de) * 2001-11-05 2008-03-15 Nichia Corp Halbleiterelement
US20070290230A1 (en) * 2003-09-25 2007-12-20 Yasutoshi Kawaguchi Nitride Semiconductor Device And Production Method Thereof
US7138648B2 (en) * 2003-12-17 2006-11-21 Palo Alto Research Center Incorporated Ultraviolet group III-nitride-based quantum well laser diodes
KR100456063B1 (ko) * 2004-02-13 2004-11-10 에피밸리 주식회사 Ⅲ-질화물 반도체 발광소자
KR100558455B1 (ko) * 2004-06-25 2006-03-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 소자
JP3857295B2 (ja) * 2004-11-10 2006-12-13 三菱電機株式会社 半導体発光素子
JP2007019277A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
KR101330898B1 (ko) * 2007-04-05 2013-11-18 엘지전자 주식회사 반도체 레이저 다이오드
TWI466314B (zh) * 2008-03-05 2014-12-21 Advanced Optoelectronic Tech 三族氮化合物半導體發光二極體
KR101000279B1 (ko) * 2008-04-15 2010-12-10 우리엘에스티 주식회사 비대칭적 단위 유닛으로 구성된 클래드층을 이용한발광소자
US8143614B2 (en) * 2009-04-22 2012-03-27 Dr. Samal's Lab LLC GaN based light emitters with band-edge aligned carrier blocking layers
US8648384B2 (en) * 2011-07-25 2014-02-11 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
US20140191192A1 (en) * 2011-07-29 2014-07-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device
US9087946B2 (en) * 2012-10-26 2015-07-21 Epistar Corporation Light emitting device
JP2014160739A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Sony Corp 半導体発光素子および製造方法
KR20140117117A (ko) * 2013-03-26 2014-10-07 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 질화물 반도체 발광소자
US20140320299A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 Alcatel-Lucent Usa, Inc. Protection device and power distribution unit including the same
KR102053388B1 (ko) * 2013-06-11 2019-12-06 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR102237111B1 (ko) * 2014-07-28 2021-04-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
KR102227772B1 (ko) * 2014-08-19 2021-03-16 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
JP6306200B2 (ja) * 2014-09-22 2018-04-04 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子
KR102264671B1 (ko) * 2014-09-30 2021-06-15 서울바이오시스 주식회사 자외선 발광소자
DE102016122147B4 (de) * 2016-11-17 2022-06-23 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaser
US11063178B2 (en) * 2017-10-25 2021-07-13 Sensor Electronic Technology, Inc. Semiconductor heterostructure with improved light emission

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070272936A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 Lg Electronics Inc. Nitride based light emitting device
US20080073658A1 (en) 2006-09-27 2008-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor body and semiconductor chip comprising a semiconductor body
EP2144306A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Lichtemittierende Gruppe-III-Nitrid-Halbleitervorrichtung und Epitaxial-Wafer
EP2408028A2 (de) * 2010-07-16 2012-01-18 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung
EP2722897A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-23 LG Innotek Co., Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung
US20150129835A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-14 Stanley Electric Co., Ltd. Multiple quantum well semiconductor light emitting element

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016111929A1 (de) 2018-01-04
US20190229239A1 (en) 2019-07-25
DE112017003255A5 (de) 2019-03-21
US11677045B2 (en) 2023-06-13
US11018281B2 (en) 2021-05-25
US20210265531A1 (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1883140B1 (de) LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht und Dotierungsgradienten
DE102007057674A1 (de) LED mit Stromaufweitungsschicht
DE102007044439B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip mit Quantentopfstruktur
DE102009060747A1 (de) Halbleiterchip
WO2012146668A1 (de) Strahlung emittierender halbleiterchip mit integriertem esd-schutz
WO2016151112A1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterkörpers
DE102013017275B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102013112740B4 (de) Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement
DE102016109022B4 (de) Laserdiodenchip
DE102016113274B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip
EP1883119B1 (de) Halbleiter-Schichtstruktur mit Übergitter
DE102006046237A1 (de) Halbleiter-Schichtstruktur mit Übergitter
EP1739758A2 (de) Strahlungsemittierender optoelektronischer Halbleiterchip mit einer Diffusionsbarriere
DE102014111058A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
WO2011018273A1 (de) Elektrisch gepumpter optoelektronischer halbleiterchip
WO2018001961A1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper und leuchtdiode
DE112018005379B4 (de) Laserdiode
DE102006046227A1 (de) Halbleiter-Schichtstruktur mit Übergitter
DE102019119991A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
DE10329079B4 (de) Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement
WO2017125505A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102015106722A1 (de) Kantenemittierender Halbleiterlaser mit Tunnelkontakt
WO2020104251A1 (de) Kantenemittierender halbleiterlaser
WO2019042746A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement
EP2812921B1 (de) Halbleiterbauelemente mit steilem phosphor-profil in einer germaniumschicht

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17732905

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112017003255

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17732905

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1