DE102008016525A1 - Monolithic optoelectronic semiconductor body, useful for illumination, includes layer sequence divided into partial segments and at least three contact pads and conductor planes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterkörper sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterkörpers.The The invention relates to an optoelectronic semiconductor body and a method for producing an optoelectronic semiconductor body.
Optoelektronische Halbleiterkörper, welche in einem Betrieb eine elektromagnetische Strahlung emittieren, werden für eine Vielzahl unterschiedlicher Lichtanwendungen eingesetzt. Derartige Halbleiterkörper bieten sich vor allem dann an, wenn eine hohe Lichtausbeute auf einen geringen Raum erforderlich ist. Beispiele für die Verwendung von optoelektronischen Halbleiterkörpern mit einer hohen Lichtausbeute finden sich in Projektionsanwendungen und auch in Automotive-Bereichen. Dort werden sie unter anderem für Frontscheinwerfer eingesetzt.Optoelectronic Semiconductor body, which in an operation an electromagnetic Emit radiation will be for a variety of different Light applications used. Offer such semiconductor body especially when a high luminous efficacy on a small Space is required. Examples of the use of Optoelectronic semiconductor bodies with a high light output can be found in projection applications and also in automotive areas. There they are used among other things for headlights.
Bei derartigen Lichtanwendungen soll neben einer hohen Lichtausbeute auch eine möglichst gleichmäßige Lichtabstrahlung gewährleistet sein. Zudem soll der optoelektronische Halbleiterkörper skalierbar ausgeführt sein, sodass die Lichtstärke variabel durch Hinzuschalten beziehungsweise Wegschalten einzelner lichtemittierender Elemente skalierbar ist.at Such light applications should in addition to a high light output also a uniform as possible light emission to be guaranteed. In addition, the optoelectronic semiconductor body scalable, so the light intensity variable by adding or removing individual light-emitting Elements is scalable.
Insofern besteht also das Bedürfnis, einen optoelektronische Halbleiterkörper anzugeben, der gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsmitteln mit einer verbesserten Effizienz hinsichtlich Lichtausbeute und Abstrahlcharakteristik bei gleichzeitig höherer Ansteuerflexibilität ausgebildet sind.insofar There is therefore the need to have an optoelectronic semiconductor body indicate that compared to conventional lighting with improved efficiency in terms of luminous efficacy and Radiation characteristic with simultaneously higher drive flexibility are formed.
Diese Aufgaben werden durch einen optoelektronischen Halbleiterkörper sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich in die Beschreibung mit aufgenommen wird.These Tasks are performed by an optoelectronic semiconductor body and by a method for producing such according to the independent claims solved. Embodiments and developments of the invention are each subject the subclaims, the disclosure of which is hereby expressly is included in the description.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst ein optoelektronischer Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtenfolge, die in wenigstens zwei elektrisch voneinander isolierten Teilsegmente unterteilt ist. Die Halbleiterschichtenfolge weist eine erste Hauptseite, eine zweite Hauptseite sowie in jedem Teilbereich eine zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung geeignete aktive Schicht auf. In der Ausführungsform ist die erste Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge zur Emission von in der aktiven Schicht erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen.In An embodiment includes an opto-electronic Semiconductor body, a semiconductor layer sequence, which in divided at least two electrically isolated from each other sub-segments is. The semiconductor layer sequence has a first main side, a second main page as well as in each subarea one for the production Electromagnetic radiation suitable active layer. In the Embodiment is the first main side of the semiconductor layer sequence for emission of electromagnetic radiation generated in the active layer intended.
Die
aktive Schicht kann hierbei einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur,
einen Einfachquantentopf- (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur
(MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die
Bezeichnung Quantentopfstruktur entfaltet keinerlei Bedeutung hinsichtlich der
Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst im Allgemeinen
unter anderem Quantentröge, Quantendrähte, Quantenflächen
sowie Quantenpunkte, und jede Kombination dieser Strukturen. Ihre
Dimensionalität kann somit von 0 Dimensionen im Fall von
Quantenpunkten bis hin zu 3 Dimensionen im Fall von Quantentöpfen
umfassen. Beispiele für Mehrfachquantentopfstrukturen sind
in den Druckschriften
Der optoelektronische Halbleiterkörper umfasst weiterhin einen ersten elektrischen Kontakt, einen zweiten elektrischen Kontakt sowie zumindest einen dritten elektrischen Kontakt. Eine erste auf der zweiten Hauptseite benachbart angeordnete Leitungsebene kontaktiert ein erstes der wenigstens zwei Teilsegmente der unterteilten Halbleiterschichtenfolge und den ersten elektrischen Kontakt. Sie stellt somit eine Verbindung zwischen dem ersten der wenigstens zwei Teilsegmente und dem ersten elektrischen Kontakt her. Eine zweite der zweiten Hauptseite benachbart angeordnete Leitungsebene kontaktiert den zweiten Kontakt sowie ein zweites der wenigstens zwei Teilsegmente elektrisch. Schließlich umfasst der optoelektronische Halbleiterkörper eine dritte, der zweiten Hauptseite benachbart angeordnete Leitungsebene. Diese verbindet das erste und zweite Teilsegment der Halbleiterschichtenfolge elektrisch zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung miteinander und kontaktiert darüber hinaus den dritten Kontakt.Of the Optoelectronic semiconductor body further comprises a first electrical contact, a second electrical contact and at least a third electrical contact. A first on the second main side adjacent arranged line level contacted a first of the at least two subsegments of the subdivided semiconductor layer sequence and the first electrical contact. It thus provides a link between the first of the at least two sub-segments and the first electrical Contact here. A second of the second main side adjacent arranged Management level contacts the second contact and a second one the at least two sub-segments electrically. After all the optoelectronic semiconductor body comprises a third, the second main side adjacently arranged line level. These connects the first and second sub-segments of the semiconductor layer sequence electrically to generate electromagnetic radiation with each other and also contacts the third contact.
In der vorgeschlagenen Ausführungsform sind somit neben mindestens drei Kontakten auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers auch wenigstens zwei Leitungsebenen vorgesehen, die mit jeweils einem der Kontakte elektrisch verbunden sind. Die drei Leitungsebenen liegen der ersten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge abgewandt. Eine der wenigstens drei Leitungsebenen verbindet darüber hinaus das erste und zweite Teilsegment elektrisch miteinander zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung. Damit wird eine Serienschaltung zwischen der aktiven Schicht des ersten und zweiten Teilsegments realisiert. Die aktiven Schichten der beiden Teilsegmente werden daher über die dritte Leitungsebene derart miteinander verbunden, dass sie eine Serienschaltung bilden. Dadurch wird erreicht, dass der optoelektronische Halbleiterkörper in ei nem Betrieb einen deutlich geringeren Stromfluss aufweist, und über diese eine größere Spannung abfällt.In the proposed embodiment, therefore, in addition to at least three contacts on a surface of the semiconductor body and at least two conduction levels are provided, which are electrically connected to one of the contacts. The three line levels are facing away from the first main side of the semiconductor layer sequence. Moreover, one of the at least three line levels electrically connects the first and second sub-segments to one another for generating electromagnetic radiation. This realizes a series connection between the active layer of the first and second subsegments. The active Schich th of the two sub-segments are therefore connected to each other via the third line level such that they form a series connection. This ensures that the optoelectronic semiconductor body has a significantly lower current flow in egg nem operation, and drops over this a larger voltage.
Der optoelektronische Halbleiterkörper nach dem vorgeschlagenen Prinzip kann somit spannungsgetrieben bei gleichzeitig niedrigen Strömen gespeist werden. Dadurch lassen sich beispielsweise aufwändige Treiberstufen sowie Hochstromquellen durch entsprechende Hochspannungsquellen ersetzen, welche leichter eingesetzt werden können. Durch den zusätzlichen dritten Kontakt, welcher die die beiden Teilsegmente verbindende Leitungsebene kontaktiert, wird darüber hinaus eine Einzelansteuerung der jeweiligen Teilsegmente möglich. Jedes Teilsegment des optoelektronischen Halbleiterkörpers kann somit einzeln angesteuert werden. Ebenso ist eine gemeinsame Ansteuerung beider Teilsegmente über die gebildete Serienschaltung möglich. Dadurch lässt sich die Lichtausbeute des optoelektronischen Halbleiterkörpers variieren.Of the Optoelectronic semiconductor body according to the proposed The principle can thus be voltage-driven and low at the same time Streams are fed. This can be, for example elaborate driver stages and high-current sources through appropriate Replace high voltage sources, which are easier to use can. Due to the additional third contact, which contacts the management level connecting the two subsegments, In addition, a single control of the respective Subsegments possible. Each sub-segment of the optoelectronic Semiconductor body can thus be controlled individually. As well is a common control of both sub-segments via the formed series connection possible. By doing so leaves the light output of the optoelectronic semiconductor body vary.
Durch die Ausbildung von Leitungsebenen auf der der ersten Hauptseite abgewandten Seite wird zudem die Abstrahlcharakteristik auf der ersten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge nur unwesentlich verändert, da Kontaktierung und Zuführungen nicht mehr über diese Seite geführt werden müssen. Die einzelnen Teilsegmente der Halbleiterschichtenfolge erreichen daher eine gleichmäßigere Abstrahlcharakteristik.By the training of management levels on the first main page On the opposite side is also the radiation on the first main side of the semiconductor layer sequence only insignificantly changed, because contacting and feeds not need to be guided through this page. The individual subsegments of the semiconductor layer sequence reach therefore a more uniform emission characteristic.
In einer Ausgestaltung ist der Halbleiterkörper ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip. Insbesondere weist er an seiner Rückseite ein Trägersubstrat auf. Bei einer Ausgestaltung sind die verschiedenen Leitungsebenen zumindest stellenweise zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Trägersubstrat angeordnet.In In one embodiment, the semiconductor body is a thin-film light-emitting diode chip. In particular, it has a carrier substrate on its rear side on. In one embodiment, the different levels of management are at least in places between the semiconductor layer sequence and the carrier substrate arranged.
Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip zeichnet sich durch mindestens eines der folgenden charakteristischen Merkmale aus:
- – an einer zu einem Trägerelement, insbesondere dem Trägersubstrat, hingewandten Hauptfläche der strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge, bei der es sich insbesondere um eine strahlungserzeugende Epitaxie-Schichtenfolge handelt, ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
- – der Dünnfilm-Leuchtdiodenchip weist ein Trägerelement auf, bei dem es sich nicht um das Wachstumssubstrat handelt, auf dem die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch gewachsen wurde, sondern um ein separates Trägerelement, das nachträglich an der Halbleiterschichtenfolge befestigt wurde;
- – die Halbleiterschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm oder weniger auf;
- – die Halbleiterschichtenfolge ist frei von einem Aufwachssubstrat. Vorliegend bedeutet ”frei von einem Aufwachssubstrat”, dass ein gegebenenfalls zum Aufwachsen benutztes Aufwachssubstrat von der Halbleiterschichtenfolge entfernt oder zumindest stark gedünnt ist. Insbesondere ist es derart gedünnt, dass es für sich oder zusammen mit der Epitaxie-Schichtenfolge alleine nicht freitragend ist. Der verbleibende Rest des stark gedünnten Aufwachssubstrats ist insbesondere als solches für die Funktion eines Aufwachssubstrates ungeeignet; und
- – die Halbleiterschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der Halbleiterschich tenfolge führt, das heißt, sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
- On a main surface of the radiation-generating semiconductor layer sequence facing a carrier element, in particular the carrier substrate, which is in particular a radiation-generating epitaxial layer sequence, a reflective layer is applied or formed which forms at least part of the electromagnetic radiation generated in the semiconductor layer sequence this reflects back;
- The thin-film light-emitting diode chip has a carrier element, which is not the growth substrate on which the semiconductor layer sequence has been epitaxially grown, but a separate carrier element which has subsequently been attached to the semiconductor layer sequence;
- The semiconductor layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range of 10 μm or less;
- - The semiconductor layer sequence is free of a growth substrate. In the present context, "free from a growth substrate" means that a growth substrate which may be used for growth is removed from the semiconductor layer sequence or at least heavily thinned. In particular, it is thinned so that it alone or together with the epitaxial layer sequence is not self-supporting. The remainder of the highly thinned growth substrate is in particular unsuitable as such for the function of a growth substrate; and
- - The semiconductor layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface having a mixing structure, which leads in the ideal case to an approximately ergodic distribution of the light in the Halbleiterschich tenfolge, that is, it has a possible ergodisch stochastic scattering behavior.
Ein
Grundprinzip eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise
in der Druckschrift
Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ist in guter Näherung ein Lambert'scher Oberflächenstrahler und eignet sich von daher beispielsweise gut für die Anwendung in einem Scheinwerfer, etwa einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.One Thin-film LED chip is in good approximation a Lambert surface radiator and is suitable from therefore, for example, good for use in a headlamp, such as a motor vehicle headlight.
In einer Weiterbildung umfasst der optoelektronische Halbleiterkörper in seinem ersten Teilsegment eine erste Teilschicht und eine durch die aktive Schicht getrennte zweite Teilschicht. Das wenigstens eine zweite Teilsegment weist ebenfalls eine erste Teilschicht und eine durch die aktive Schicht getrennte zweite Teilschicht auf. Die dritte Leitungsebene ist nun derart ausgeführt, dass sie die erste Teilschicht des ersten Teilsegments und die zweite Teilschicht des zweiten Teilsegments miteinander elektrisch leitend verbindet. Somit wird beispielsweise eine n-dotierte Teilschicht des ersten Teilsegments mittels der dritten Leitungsebene mit einer p-dotierten Teilschicht des zweiten Teilsegments elektrisch leitend verbunden. Dadurch bildet sich eine Serienschaltung aus den beiden aktiven Teilschichten aus.In one development, the optoelectronic semiconductor body comprises in its first sub-segment a first sub-layer and a second sub-layer separated by the active layer. The at least one second sub-segment also has a first sub-layer and a second sub-layer separated by the active layer. The third line level is now designed such that it connects the first sub-layer of the first sub-segment and the second sub-layer of the second sub-segment with each other electrically conductive. Consequently For example, an n-doped sub-layer of the first sub-segment is electrically conductively connected by means of the third line level with a p-doped sub-layer of the second sub-segment. As a result, a series circuit is formed from the two active partial layers.
Zu diesem Zweck kann wenigstens eines der Teilsegmente einen Durchbruch umfassen, welcher durch die aktive Schicht des Teilsegments verläuft und die der ersten Hauptseite zugewandte Teilschicht des Teilsegments kontaktiert. Dieser Durchbruch kann zylinderförmig, rund, aber auch grabenförmig sein beziehungsweise jede beliebige geometrische Form aufweisen. Durch die Verwendung mehrerer Durchbrüche innerhalb des Teilsegments kann eine bessere laterale Stromverteilung in der der ersten Hauptseite zugewandten Teilschicht des Teilsegments erreicht werden. Dadurch wird die Abstrahlcharakteristik und die Lichtausbeute weiter verbessert.To For this purpose, at least one of the sub-segments can make a breakthrough which passes through the active layer of the subsegment and the first main side facing sub-layer of the subsegment contacted. This breakthrough can be cylindrical, round, but also be trench-shaped or any have geometric shape. By using multiple breakthroughs within the subsegment may have a better lateral current distribution in the first main side facing sub-layer of the subsegment be achieved. As a result, the radiation characteristics and the Luminous efficiency further improved.
In einer anderen Ausführungsform weist der optoelektronische Halbleiterkörper einen Graben auf, der mit einem isolierenden Material gefüllt sein kann. Der Graben kann im Wesentlichen senkrecht zur aktiven Schicht der jeweiligen Teilsegmente verlaufen und das ersten Teilsegment von dem wenigstens einen zweiten Teilsegment trennen. Die Breite der Gräben kann im Bereich von wenigen Mikrometern liegen. Vorzugsweise durchdringt der Graben zumindest den Bereich der aktiven Schicht der jeweiligen Teilsegmente, in dem eine Rekombination der Ladungsträger und damit die Erzeugung elektromagnetischer Strahlung erfolgen.In In another embodiment, the optoelectronic Semiconductor body on a trench, with an insulating Material can be filled. The ditch can essentially run perpendicular to the active layer of the respective sub-segments and the first sub-segment of the at least one second sub-segment separate. The width of the trenches can be in the range of a few Micrometers lie. Preferably, the trench penetrates at least the area of the active layer of the respective subsegments, in the recombination of the charge carriers and thus the Generation of electromagnetic radiation take place.
Alternativ kann der Graben senkrecht durch einen großen Bereich der Halbleiterschichtenfolge verlaufen und damit die Halbleiterschichtenfolge auch in die jeweiligen Teilsegmente unterteilen. In dieser Ausführungsform werden Leckströme zwischen den einzelnen Teilsegmenten verringert. Zudem kann der Graben auch senkrecht durch wenigstens eine der jeweiligen Leitungsebenen gehen und diese durchtrennen.alternative The ditch can be perpendicular through a large area of Semiconductor layer sequence run and thus the semiconductor layer sequence also subdivided into the respective subsegments. In this embodiment are leakage currents between the individual sub-segments reduced. In addition, the trench can also vertically through at least go one of the respective management levels and cut them.
Vorteilhafterweise ist die Licht emittierende erste Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge und des elektronischen Halbleiterkörpers frei von elektrischen Kontaktflächen. Dadurch wird eine Abschattung beziehungsweise Absorption eines Teils der von der aktiven Teilschicht im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung durch die Kontaktstellen reduziert.advantageously, is the light-emitting first main side of the semiconductor layer sequence and the electronic semiconductor body free of electrical Contact surfaces. This will cause a shadowing or Absorption of a portion of the active sublayer during operation emitted electromagnetic radiation through the contact points reduced.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind Kontaktpads benachbart der ersten Hauptseite des Halbleiterkörpers neben dem strahlungsemittierenden Bereich ausgeführt. In dieser Ausführung umfasst der optoelektronische Halbleiterkörper einen von den wenigstens zwei Teilsegmenten elektrisch isolierten Außenbereich, der benachbart zu zumindest einem der wenigstens zwei Teilsegmente angeordnet ist. Auf einer der ersten Hauptseite zugewandten Seite weist dieser Außenbereich ein Kontaktpad aus dem ersten, zweiten und dritten Kontakt auf. Der Kontaktpad ist mit der jeweiligen Leitungsebene elektrisch verbunden.In In another embodiment of the invention, contact pads are adjacent the first main side of the semiconductor body next to the radiation-emitting Area executed. Included in this design the optoelectronic semiconductor body one of the at least two sub-segments electrically isolated outdoor area, the adjacent to at least one of the at least two sub-segments is arranged. On a side facing the first main page this outdoor area has a contact pad from the first, second and third contact. The contact pad is with the respective Wiring level electrically connected.
In einer weiteren Ausgestaltung kann zumindest eine Leitungsebene mit einer leitenden Spiegelschicht ausgestaltet sein, sodass von der aktiven Schicht emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der zweiten Hauptseite hin in Richtung der ersten Hauptseite reflektiert wird. Dadurch wird die Abstrahlcharakteristik weiter verbessert.In In another embodiment, at least one line level with a conductive mirror layer be designed so that of the active layer emitted electromagnetic radiation in the direction of second main side towards the first main page reflected becomes. As a result, the emission characteristic is further improved.
In einer anderen Weiterbildung ist zwischen der Halbleiterschichtenfolge und den einzelnen Leitungsebenen sowie den entsprechenden Kontakten der Leitungsebenen zu der Halbleiterschichtenfolge wenigstens stellenweise eine Spiegelschicht angeordnet. Diese kann halbleitend aber auch elektrisch isolierend sein. Im letzteren Fall kann sie eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen, durch welche die Leitungsebenen die Halbleiterschichtenfolge in den jeweiligen Teilsegmenten elektrisch kontaktieren. Die Spiegelschicht kann darüber hinaus als laterale Stromverteilungsschicht dienen, um eine Stromeinkopplung in die Halbleiterschichtenfolge zu verbessern. Beispielsweise kann eine Stromaufweitungsschicht hierzu ein leitendes Oxid umfassen. Zudem kann sie als Spiegelschicht beispielsweise mit Silber ausgebildet sein und somit neben einem geringen lateralen Widerstand auch gute Reflexionseigenschaften aufweisen.In Another development is between the semiconductor layer sequence and the individual management levels and the corresponding contacts the line levels to the semiconductor layer sequence at least in places arranged a mirror layer. This can be semiconductive as well be electrically insulating. In the latter case, it can be a majority have openings through which the line levels the semiconductor layer sequence in the respective sub-segments electrically to contact. The mirror layer can also be used as lateral power distribution layer serve to a current injection to improve in the semiconductor layer sequence. For example, can a current spreading layer for this purpose comprise a conductive oxide. In addition, it can be formed as a mirror layer, for example with silver his and thus next to a low lateral resistance also good Have reflective properties.
In einer Weiterbildung ist die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge durch mehrere übereinander gestapelte aktive Teilschichten gebildet. Beispielsweise kann die aktive Schicht eine Doppelheterostruktur oder ein Mehrfach-Quantum-Well beinhalten. Darüber hinaus ist es möglich, in jedem Teilbereich der Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche aktive Schichten vorzusehen. Diese können unterschiedlich dotiert sein, aber auch unterschiedliche Materialien beinhalten, sodass bei einer Rekombination von Ladungsträgern elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge emittiert wird.In a development is the active layer of the semiconductor layer sequence by several stacked active sublayers educated. For example, the active layer may have a double heterostructure or a multiple quantum well. Furthermore it is possible in each subregion of the semiconductor layer sequence to provide different active layers. these can be doped differently, but also different materials so that upon recombination of charge carriers electromagnetic radiation of different wavelengths is emitted.
Zur Verbesserung der Emission kann die erste Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge strukturiert sein. Ebenso ist es möglich, auf der ersten Hauptseite ein zusätzliches Konversionsmaterial aufzubringen, um so die emittierte elektromagnetische Strahlung in eine zweite Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge zu verwandeln. Dies erlaubt es, unterschiedliche Farbeindrücke zu realisieren und auch Mischfarben erzeugen zu können. Bei einem entsprechend geeigneten Konversionsmaterial sowie bestimmten Materialsystemen für die aktive Schicht der beiden Teilsegmente der Halbleiterschichtenfolge kann dadurch weißes Licht beispielsweise für Frontscheinwerfer oder Projektionssysteme erzeugt werden.To improve the emission, the first main side of the semiconductor layer sequence can be structured. It is also possible to apply on the first main page an additional conversion material to to transform the emitted electromagnetic radiation into a second radiation of different wavelengths. This makes it possible to realize different color impressions and also to produce mixed colors. In a correspondingly suitable conversion material and certain material systems for the active layer of the two subsegments of the semiconductor layer sequence can thereby be generated white light, for example, for headlights or projection systems.
Die einzelnen Teilsegmente der Halbleiterschichtenfolge können flächig nebeneinander angeordnet werden. Beispielsweise können sie quadratisch in Form einer x·x-Matrix angeordnet sein, wobei x eine natürliche Zahl > 2 ist. Alternativ können sie auch zur Bildung einer rechteckigen Struktur verwendet werden, beispielsweise in Form einer x·y-Matrix. In beiden Fällen wird so die Matrix aus den Teilsegmenten als Halbleiterkörper auf einem gemeinsamen Träger gefertigt.The individual sub-segments of the semiconductor layer sequence can be arranged flat next to each other. For example they can be square in the form of an xx matrix be arranged, where x is a natural number> 2. alternative They can also form a rectangular structure be used, for example in the form of an x x y matrix. In both cases, the matrix thus becomes the subsegments as a semiconductor body on a common carrier manufactured.
Die Ansteuerung durch die Kontaktebene mit den verschiedenen Leitungsebenen auf der der ersten Hauptseite abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ist nicht auf zwei Teilsegmente beschränkt. Durch entsprechende zusätzliche Leitungsebenen können mehrere Teilsegmente unter Bildung einer Serienschaltung miteinander verbunden werden. Durch zusätzliche Kontaktelemente, welche die einzelnen Leitungsebenen kontaktieren, ist eine selektive Ansteuerung einzelner Teilsegmente der Halbleiterschichtenfolge möglich. Eine Verschaltung kann extern durch einen Mikroprozessor oder eine andere integrierte Schaltung erfolgen. Diese kann auch die benötigten Treiberstufen umfassen.The Control by the contact level with the different line levels on the side facing away from the first main side of the semiconductor layer sequence is not limited to two subsegments. By appropriate additional line levels can have multiple sub-segments be connected together to form a series circuit. By additional contact elements, which the individual Contacting line levels is a selective control of individual ones Subsegments of the semiconductor layer sequence possible. A Interconnection can be done externally by a microprocessor or another integrated circuit done. This can also be the needed Include driver stages.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterkörpers. Bei diesem erfolgt ein epitaktisches Aufwachsen einer Halbleiterschichtenfolge auf einem Aufwachssubstrat, wobei die Halbleiterschichtenfolge eine zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung geeignete aktive Schicht aufweist. Des Weiteren wird ein erstes Teilsegment und wenigstens ein hiervon elektrisch isolierter zweiter Teilbereich der Halbleiterschichten folge definiert, die zu einer Emission elektromagnetischer Strahlung in Richtung auf eine erste Hauptseite vorgesehen sind.One Another aspect of the invention relates to a process for the preparation an optoelectronic semiconductor body. In this an epitaxial growth of a semiconductor layer sequence takes place on a growth substrate, wherein the semiconductor layer sequence a suitable for the generation of electromagnetic radiation active Layer has. Furthermore, a first subsegment and at least a second electrically isolated portion of the semiconductor layers thereof follow defined, resulting in an emission of electromagnetic radiation in Direction to a first main page are provided.
Es wird eine erste Leitungsebene benachbart zu einer der ersten Hauptseite abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge derart ausgebildet, dass sie die aktive Schicht des ersten Teilsegments kontaktiert. Eine zweite Leitungsebene wird benachbart zu der der ersten Hauptseite abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet und kontaktiert die aktive Schicht des wenigstens einen zweiten Teilsegments.It becomes a first line level adjacent to one of the first main page opposite side of the semiconductor layer sequence formed in such a way that it contacts the active layer of the first subsegment. A second line level becomes adjacent to that of the first main page opposite side of the semiconductor layer sequence is formed and contacted the active layer of the at least one second subsegment.
Schließlich wird wenigstens eine dritte Leitungsebene an der der ersten Hauptseite abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ausgeführt. Diese kontaktiert die aktive Schicht des ersten Teilsegments und die aktive Schicht des wenigstens einen zweiten Teilsegments. Ferner koppelt die dritte Leitungsebene die aktiven Schichten der wenigstens zwei Teilsegmente unter Bildung einer Serienschaltung miteinander.After all becomes at least a third line level at the first main page opposite side of the semiconductor layer sequence executed. This contacts the active layer of the first subsegment and the active layer of the at least one second subsegment. Further the third conduit level couples the active layers of the at least two sub-segments forming a series circuit with each other.
Des weiteren umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein Ausbilden einer ersten Kontaktstelle, die mit der ersten Leitungsebene verbunden ist, ein Ausbilden einer zweiten Kontaktstelle, die mit der zweiten Leitungsebene verbunden ist, sowie ein Ausbilden wenigstens einer dritten Kontaktstelle, die mit der wenigstens einen dritten Leitungsebene verbunden ist.Of further comprises the inventive method forming a first contact pad connected to the first conductive plane forming a second contact point with the second line level is connected, as well as forming at least a third contact point with the at least one third Management level is connected.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein Halbleiterkörper gebildet, dessen zwei Teilsegmente jeweils eine aktive Schicht zur Erzeugung und Emission elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Durch die auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge angeordne ten Leitungsebenen, welche zusammengefasst eine Kontaktebene bilden, wird eine einzelne Ansteuerung der aktiven Schicht der jeweiligen Teilsegmente erreicht. Die zusätzliche dritte Leitungsebene mit der Verbindung sowohl zu der dritten Kontaktstelle als auch zu den aktiven Schichten der beiden Teilsegmente der Halbleiterschichtenfolge erlaubt eine selektive Ansteuerung jeweils eines Teilsegments als auch eine gemeinsame Ansteuerung beider Teilsegmente durch die mit der dritten Leitungsebene ausgebildete Serienschaltung der beiden Teilsegmente.at the proposed method is a semiconductor body formed, the two sub-segments each have an active layer for Generation and emission of electromagnetic radiation. By on the opposite side of the first main page the semiconductor layer sequence arrange th line levels, which summarized form a contact level is a single control reaches the active layer of the respective sub-segments. The additional third management level with the connection to both the third contact point and to the active layers of the two subsegments of the semiconductor layer sequence a selective activation of a subsegment as well as a common control of both sub-segments by those with the third Line level formed series connection of the two sub-segments.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird neben der Halbleiterschichtenfolge zusätzlich eine Spiegelschicht auf einer der ersten Hauptseite abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen. Diese Spiegelschicht kann durch ein elektrisch isolierendes Material gebildet werden. Alternativ ist auch ein leitendes Material möglich, wobei zwischen der Spiegelschicht und der Halbleiterschichtenfolge eine zusätzliche isolierende Zwischenschicht zur elektrischen Entkopplung vorhanden sein kann. In einer alternativen Ausgestaltung wird wenigstens eine der drei Leitungsebenen mit einer entsprechenden Spiegelschicht ausgebildet. Beispielsweise können die Leitungsebenen durch ein stark reflektierendes Metall gebildet werden.In An embodiment of the invention is in addition to the semiconductor layer sequence In addition, a mirror layer on one of the first main page grown on the opposite side of the semiconductor layer sequence. This mirror layer can be formed by an electrically insulating material. Alternatively, a conductive material is possible, wherein between the mirror layer and the semiconductor layer sequence a additional insulating intermediate layer for electrical Decoupling may be present. In an alternative embodiment at least one of the three levels of conduction with a corresponding one Mirror layer formed. For example, the line levels be formed by a highly reflective metal.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Spiegelschicht zusätzlich oder in Form der Leitungsebenen auf der der ersten Hauptseite abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht, sodass wenigstens 50% der Fläche der Halbleiterschichtenfolge auf der der ersten Hauptseite abgewandten Seite verspiegelt ist. Das Reflexionsvermögen einer derartigen Spiegelschicht kann über 50% liegen und insbesondere im Bereich zwischen 50 und 99,9% sein.In one embodiment of the method according to the invention, a mirror layer is added or applied in the form of the line levels on the side facing away from the first main side of the semiconductor layer sequence, so that at least 50% of the surface of the semiconductor layer sequence is mirrored on the side facing away from the first main page. The reflectivity of such a mirror layer may be over 50%, and more preferably between 50 and 99.9%.
Das epitaktische Aufwachsen erfolgt nach einem Bereitstellen eines Aufwachssubstrates durch Aufwachsen einer ersten Teilschicht mit einem ersten Dotiertyp und einem anschließenden Aufwachsen einer zweiten Teilschicht mit einem zweiten Dotiertyp auf der ersten Teilschicht. Durch die unterschiedlichen Dotiertypen wird zwischen der ersten und der zweiten Teilschicht die aktive Schicht ausgebildet, die einen so genannten pn-Übergang darstellt. Hierbei kann die erste Teilschicht, also die der ersten Hauptseite benachbarte Teilschicht eine n-dotierte Teilschicht sein. Die der ersten Hauptseite abgewandte zweite Teilschicht ist dementsprechend p-dotiert.The epitaxial growth occurs after providing a growth substrate by growing a first sub-layer having a first doping type and then growing a second sub-layer with a second doping type on the first sub-layer. By the different doping types is between the first and the second Partial layer formed the active layer, which is a so-called represents pn junction. In this case, the first partial layer, that is, the sub-layer adjacent to the first main side has an n-doped one Be partial layer. The second sub-layer facing away from the first main page is accordingly p-doped.
Zusätzlich können auf den Teilschichten Stromaufweitungsschichten gebildet werden, die einen besonders geringen lateralen Flächenwiderstand aufweisen. Zweckmäßigerweise kontaktieren die Leitungsebenen die Stromaufweitungsschichten. Beispielsweise kann nach dem Aufwachsen einer zweiten Teilschicht auf der ersten Teilschicht auf der zweiten Teilschicht eine Stromaufweitungsschicht gebildet werden, die durch zumindest die wenigstens eine dritte Leitungsebene kontaktiert wird. In einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Stromaufweitungsschicht zusätzlich mit einer verspiegelten Schicht gebildet sein.additionally can on the sublayers current spreading layers be formed, which has a particularly low lateral surface resistance exhibit. Appropriately, contact the Conduction levels the current spreading layers. For example, can after growing a second sub-layer on the first sub-layer formed on the second sublayer, a current spreading layer be, by at least the at least one third management level will be contacted. In an embodiment of the invention The process can add the current spreading layer in addition be formed with a mirrored layer.
Erste, zweite und dritte Leitungsebenen werden durch entsprechende Isolationsschichten voneinander getrennt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren ein Aufwachsen von Leitungsebenen und anschließendes Strukturieren derselben. Anschließend werden isolierende Materialien auf der struktu rierten Leitungsebene aufgebracht. Ebenso kann auch ein isolierendes Material auf der Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen und anschließend das isolierende Material strukturiert werden.First, second and third line levels are through appropriate isolation layers separated from each other. In one embodiment the process of growing line levels and subsequent Structuring the same. Subsequently, insulating Materials applied on the structured management level. As well may also be an insulating material on the semiconductor layer sequence grown up and then the insulating material be structured.
Für das Ausbilden wenigstens einer der ersten, zweiten und zumindest einen dritten Leitungsebene wird in einer Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens Durchbrüche durch die aktive Schicht in wenigstens einem der wenigstens zwei Teilsegmente ausgebildet. Die Seitenwände des Durchbruchs werden mit einem isolierenden Material versehen, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Dies kann beispielsweise durch Abscheiden eines isolierenden Materials auf den Seitenwänden des Durchbruchs erfolgen. Alternativ können die Seitenwände des Durchbruchs auch oxidiert werden, um eine Isolationsschicht zu bilden. Anschließend wird der Durchbruch mit einem leitenden Material gefüllt, welches die wenigstens eine der Leitungsebenen kontaktiert. Auf diese Weise werden durch die Leitungsebenen Teilschichten kontaktiert, die der ersten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge zugewandt sind.For forming at least one of the first, second and at least A third management level is used in a further development of the proposed Process breakthroughs through the active layer in at least one of the at least two sub-segments formed. The side walls of the opening are provided with an insulating material, to avoid a short circuit. This can be done, for example Depositing an insulating material on the sidewalls the breakthrough take place. Alternatively, the side walls of the breakthrough also be oxidized to an insulating layer to build. Subsequently, the breakthrough with a conductive Material filled, which is the at least one of the line levels contacted. In this way, through the line levels sublayers contacted, that of the first main side of the semiconductor layer sequence are facing.
In einer weiteren Ausbildung erfolgt die Fertigung der ersten, zweiten und dritten Kontaktstelle gleichzeitig mit dem Ausbilden der mit den Kontaktstellen verbundenen Leitungsebenen. Mit anderen Worten wird somit ein Teilbereich des Halbleiterkörpers definiert, und auf diesen die Leitungsebene ausgebildet. Dieser Teilbereich bildet später die entsprechende Kontaktstelle und ist mit der Leitungsebene direkt verbunden.In a further training is the production of the first, second and third contact point simultaneously with the formation of the the contact points associated management levels. In other words Thus, a subregion of the semiconductor body is defined, and trained on this the management level. This subarea later forms the appropriate contact point and is with directly connected to the management level.
Zur weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird nach dem epitaktischen Aufwachsen auf dem Aufwachssubstrat insbesondere nach der Herstellung der Kontaktierungsebene mit den einzel nen Leitungsebenen das Aufwachssubstrat abgenommen. Anschließend wird die so hergestellte Schichtenfolge auf einem Trägersubstrat aufgebracht. Dies erfolgt derart, dass das Trägersubstrat zu der dritten Leitungsebene benachbart ist. Das Abnehmen des Aufwachssubstrates kann durch entsprechendes ”Absprengen” mittels eines Lasers erfolgen.to Another embodiment of the method is after the epitaxial Growing on the growth substrate, especially after production the contacting plane with the individual NEN line levels the growth substrate decreased. Subsequently, the layer sequence thus produced applied to a carrier substrate. This is done in such a way the carrier substrate is adjacent to the third line plane. The removal of the growth substrate can by appropriate "breaking off" means done by a laser.
In einer Weiterbildung des Verfahrens werden dann die vorher definierten Teilsegmente durch einen selektiven Trennprozess voneinander elektrisch isoliert. Beispielsweise kann der Trennprozess mit einem chemischen Ätzprozess durchgeführt werden, in dem Graben entlang der Trennungslinie der jeweiligen vorher definierten Teilsegmente geätzt werden. Dieser Graben erreicht durch die Schichtenfolge bis hin zur Kontaktebene. Der Graben kann mit einem elektrisch isolierenden Material aufgefüllt werden, jedoch auch freiliegend sein. Im Folgenden wird die Erfindung anhand verschiedener Ausgestaltungen und Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail erläutert. Es zeigen:In a development of the method are then the previously defined Sub-segments by a selective separation process from each other electrically isolated. For example, the separation process with a chemical etching process be carried out in the ditch along the dividing line the respective previously defined subsegments are etched. This trench reaches through the layer sequence up to the contact plane. The trench can be filled with an electrically insulating material be, but also be exposed. The following is the invention based on various embodiments and embodiments explained in detail with reference to the drawing. Show it:
In den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Größenverhältnisse der dargestellten Elemente grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente etwa Schichten zum besseren Verständnis und/oder zur besseren Darstellbarkeit übertrieben groß beziehungsweise dick dargestellt sein. Wirkungs- beziehungsweise funktionsgleiche Bauelemente tragen innerhalb der Figuren die gleichen Bezugszeichen.In The different embodiments are the size ratios the elements shown in principle not to scale consider. Rather, individual elements can be layers for better understanding and / or for better presentation exaggerated be shown large or thick. Impact or functionally identical components carry the same within the figures Reference numerals.
Zur
Kontaktierung enthält jedes Teilsegment
Durch
die Kontaktstellen
In
dem Außenbereich
Die
Halbleiterschichtenfolge in den einzelnen Teilsegmenten
Ein III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise Al, Ga, In, und ein Element aus der V-Hauptgruppe, wie beispielsweise B, N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff ”III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial” die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, insbesondere Nitrid- und Phosphid-Verbindungs-Halbleiter. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Zu den III/V-Verbindungs-Halbleitermaterialien gehören beispielsweise Nitrid-III-Verbindungs-Halbleitermaterial und Phosphid-III-Verbindungs-Halbleitermaterialien, etwa GaN, GaAs, und InGaAlP. Ebenso wird das Materialsystem AlGaN/GaN zu den oben genannten Verbindungshalbleitern gezählt.One III / V compound semiconductor material has at least one element from the third main group, such as Al, Ga, In, and an element of the V main group, such as B, N, P, As, on. In particular, the term "III / V compound semiconductor material" includes the Group of binary, ternary or quaternary Compounds containing at least one element from the third main group and at least one element of the fifth main group contain, in particular nitride and phosphide compound semiconductor. Such a binary, ternary or quaternary For example, compound may also include one or more dopants as well have additional ingredients. To the III / V compound semiconductor materials include, for example, nitride III compound semiconductor material and phosphide III compound semiconductor materials, such as GaN, GaAs, and InGaAlP. Likewise the material system AlGaN / GaN becomes the above counted compound semiconductors.
Entsprechend weist ein II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterial wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie beispielsweise O, S, Se, auf. Insbesondere umfasst ein II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterial eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der sechsten Hauptgruppe umfasst. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Zu den II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterialen gehören zum Beispiel ZnO, ZnMgO, CdS, CnCdS, MgBeO.Corresponding For example, an II / VI compound semiconductor material has at least one element from the second main group, such as Be, Mg, Ca, Sr, and an element of the sixth main group, such as O, S, Se, up. In particular, an II / VI compound semiconductor material comprises a binary, ternary or quaternary Compound comprising at least one element from the second main group and at least one element of the sixth main group. Such a binary, ternary or quaternary In addition, compound can, for example, one or more dopants and have additional constituents. To the II / VI compound semiconductor materials For example, ZnO, ZnMgO, CdS, CnCdS, MgBeO.
Abhängig von der gewünschten Wellenlänge oder dem gewünschten Wellenlängenspektrum können eine oder auch mehrere der oben genannten Verbindungen als Materialsystem für ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden.Dependent of the desired wavelength or the desired Wavelength spectrum can be one or more the above compounds as a material system for an opto-electronic device can be provided.
Zur
Kontaktierung ist das erste Kontaktpad
Dies
ist schematisch durch die Verbindung V' angedeutet, welche den p-dotierten
Bereich der aktiven Schichtenfolge des ersten Teilsegments
Schließlich
ist eine weitere dritte Leitungsebene V'' vorgesehen, welche von
den anderen Leitungsebenen der Kontaktierungsebene isoliert ist
und unterhalb der aktiven Schichten folge des Teilsegments
Das
Kontaktpad
Durch
die Anordnungen der Leitungsebenen untereinander sowie der einzelnen
Kontaktflächen und deren Verbindung zu den jeweiligen Leitungsebenen
wird eine selektive Ansteuerung eines jeden einzelnen Teilsegments
In
der Tabelle bezeichnet ”n” oder ”p” den
jeweiligen Ladungsträgertyp, der dem Kontaktpad zugeführt wird.
Der pn-Übergang in der aktiven Schicht der Teilsegmente
wird im Betrieb jeweils in Flussrichtung geschaltet. Daraus ergibt
sich, dass das Kontaktpad
Wenn
beispielsweise im Betrieb eine Strahlungsemission lediglich des
Teilsegments
Durch die hier vorgeschlagene Verdrahtungsebene können somit jedes Teilsegment einzeln, aber auch zwei Segmente paarweise miteinander in Serie verschaltet werden.By The wiring level proposed here can thus each subsegment individually, but also two segments in pairs be connected in series.
Zur
Kontaktierung der n-dotierten Teilschicht
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine zweite Leitungsebene
Eine
dritte Leitungsebene
Für
den Betrieb der Anordnung der einzelnen Teilsegmente
Für
einen Betrieb lediglich des zweiten Teilsegments
In
In
der
Als
Materialsystem der Schichtenfolge kann beispielsweise InGaN/GaN
verwendet werden, deren Emissionsspektrum im Bereich des sichtbaren
blauen Lichtes liegt. Durch die vorgesehene aufgebrachte Strukturierung
Auf
der der Strukturierung
Weiterhin
ist ein Durchbruch
Die
leitende Schicht
Extern
sind die Kontaktpads
Wird
nun der Anschluss A1 mit dem Kontaktpad
Abhängig von der Ausgestaltung der einzelnen Anschlussschichten und ihrer Kontaktierung in den jeweiligen Teilsegmenten lässt sich so eine externe Parallel- oder Serienschaltung der einzelnen Teilsegmente eines optoelektronischen Halbleiterkörpers erreichen.Dependent from the design of the individual connection layers and their Contacting in the respective sub-segments can be such an external parallel or series connection of the individual subsegments of a reach optoelectronic semiconductor body.
Die Verschaltung kann extern über eine integrierte Schaltung erfolgen. Diese steuert den Schalter an und umfasst zudem verschiedene Treiberstufen, um die einzelnen Segmente aber auch die Segmente in Serienschaltung mit der ausreichenden Spannung und Strom zu versorgen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei einer Serienschaltung die über die Segmente insgesamt abfallende Spannung entsprechend größer wird, während der dadurch fließende Strom im Wesentlichen gleich bleibt. Insofern ist also eine spannungsgetriebene Treiberstufe erforderlich. Ebenso kann der Strom durch die einzelnen Teilsegmente variiert werden, um unterschiedliche Lichtausbeute zu erreichen.The connection can be made externally via an integrated circuit. This controls the switch and also includes various driver stages to provide the individual segments but also the segments in series with the sufficient voltage and current. It should be noted that in a series connection, the total voltage across the segments voltage is correspondingly larger, while the current flowing therethrough remains substantially the same. In this respect, therefore, a voltage-driven driver stage is required. Likewise, the current through the individual sub-segments can be varied in order to achieve different light output.
Die
Schichtenfolge
Darunter
angeordnet ist die Kontaktebene
Die
Leitungsebene
Ein
weiteres leitendes Kontaktpad
Des
Weiteren kontaktiert die zweite Leitungsebene
Schließlich
ist benachbart zu dem zweiten Teilbereich
In
einem Betrieb der Anordnung ist der Kontakt
Bei
einem Betrieb lediglich des zweiten Teilsegments
Die
In
Anschließend
wird gemäß
Zwischen
dem ersten Teilsegment
Auf
die p-dotierte Teilschicht wird gemäß
Im
Einzelnen bildet ein Außenbereich der Kontaktverstärkung
ein erstes Kontaktpanel
In
entsprechender Weise wird auch über dem vierten Teilsegment
Schließlich
ist eine letzte p-Kontaktverstärkung und Leitungsebene über
dem Teilsegment
Anschließend wird eine Isolationsschicht auf der Schichtenfolge und den ersten Leitungsebenen der einzelnen Segmente aufgebracht.Subsequently is an insulation layer on the layer sequence and the first Applied line levels of the individual segments.
In
In
gleicher Weise ist auch die Leitungsebene
Somit
wird die n-Kontaktverdrahtung definiert und gleichzeitig auf die
entsprechenden Kontaktpads herausgeführt. Mit anderen Worten
kontaktiert die Leitungsebene
In
Gemäß
Anschließend
wird die Schichtenfolge des Halbleiterkörpers und die dritte
Leitungsebene flächig von einer isolierenden Schicht bedeckt,
um eine gleichmäßige Rückseite zu bilden
und eventuell vorhandene Stufen zu kompensieren. Sodann wird gemäß
Im
letzten Prozessschritt gemäß
Die
Die hier dargestellte Ausführungsform ist nicht auf eine 2·2-Matrix beschränkt. Vielmehr lassen sich eine beliebige Anzahl von einzelnen Teilsegmenten eines Halbleiterkörpers unter Bildung einer Serien- beziehungsweise Parallelschaltung miteinander kombinieren. Verschiedene Leitungsebenen in einer der Emissionsseite abgewandten Kontaktebene erlaubt eine je nach Anwendungsfall geeignete Verschaltung der einzelnen Teilsegmente. Die Möglichkeit, Segmente in Serie zu koppeln, verringert den Stromfluss durch die einzelnen Teilsegmente des Halbleiterkörpers, sodass einfache Treiberbausteine verwendet werden können.The The embodiment shown here is not based on a 2 x 2 matrix limited. Rather, any number can be of individual sub-segments of a semiconductor body under Forming a series or parallel connection with each other combine. Different management levels in one of the emission side remote contact plane allows a suitable depending on the application Interconnection of the individual subsegments. The possibility, Coupling segments in series reduces the flow of current through the individual sub-segments of the semiconductor body, so simple Driver blocks can be used.
Je
nach gewünschter Verschaltung lassen sich so verschiedene
Ausführungsformen in einer Matrix aus einzelnen im Betrieb
elektromagnetische Strahlung erzeugende Teilsegmente eines optoelektronischen Halbleiterkörpers
realisieren. Dabei können die einzelnen Teilsegmente als
gemeinsame Schichtenfolge gefertigt werden. Nach der Fertigung werden
sie durch isolierende Graben in Teilsegmente getrennt. Durch das
Aufbringen auf der Hauptseite abgewandten Kontaktebene mit den einzelnen
Leitungsebenen lässt sich eine beliebige Verschaltung der einzelnen
Teilsegmente erzielen. Diesbezüglich zeigen die
Eine
zweite Anschlussschicht
Zwischen
dem linken und dem rechten Teilsegment des optoelektronischen Halbleiterkörpers
ist wie in der Schnittfigur
Die
Darstellung des Schnitts gemäß
Dadurch wird bei dem optoelektronischen Halbleiterkörper nach dem vorgeschlagenen Prinzip eine Serienschaltung aus vier jeweils zwei hintereinander geschalteten Dioden realisiert. Im Betrieb der Anordnung wird demzufolge eine höhere Betriebsspannung notwendig. Durch die elegante Kombination aus Serienschaltungen in der Epitaxieschicht können teure Treiberstufen und Hochstromquellen eingesetzt werden, da die Leistungen nunmehr spannungsgetrieben bei niedrigen Strömen in den optoelektronischen Halbleiterkörper gespeist wird. Zudem ergibt sich eine optimierte Flächennutzung durch Vermeidung von absorbierenden Kontakten, da alle lichterzeugenden Be standteile stromsparend auf einem einzelnen Halbleiterkörper realisierbar sind. Zudem lässt sich eine Serienschaltung von Chips auch nur mit nur einem Topkontakt und einem leitenden Träger ausführen.As a result, in the case of the optoelectronic semiconductor body according to the proposed principle, a series connection of four diodes connected in series is realized. Consequently, during operation of the arrangement, a higher operating voltage becomes necessary. Due to the elegant combination of series circuits in the epitaxial layer, expensive driver stages and high-current sources can be used since the powers are now voltage-driven at low currents in the optoelectronic semiconductor body is fed. In addition, there is an optimized use of space by avoiding absorbing contacts, since all light-generating components Be energy-saving on a single semiconductor body can be realized. In addition, a series connection of chips can also be carried out with only one top contact and one conductive carrier.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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