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DE102023101018A1 - OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP - Google Patents

OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP Download PDF

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DE102023101018A1
DE102023101018A1 DE102023101018.2A DE102023101018A DE102023101018A1 DE 102023101018 A1 DE102023101018 A1 DE 102023101018A1 DE 102023101018 A DE102023101018 A DE 102023101018A DE 102023101018 A1 DE102023101018 A1 DE 102023101018A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor chip
optoelectronic semiconductor
active zone
contact structure
photonic crystal
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023101018.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Laura Kreiner
Hubert Halbritter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Ams Osram International 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 Ams Osram International GmbH filed Critical Ams Osram International GmbH
Priority to DE102023101018.2A priority Critical patent/DE102023101018A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip, aufweisend eine aktive Zone mit einem pn-Übergang zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, einen photonischen Kristall, eine Kontaktierungsschicht angrenzend an den photonischen Kristall, eine erste Kontaktstruktur und eine zweite Kontaktstruktur. Der photonische Kristall ist zwischen der aktiven Zone und der Kontaktierungsschicht angeordnet. Die erste Kontaktstruktur ist über die Kontaktierungsschicht elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite der aktiven Zone verbunden. Die zweite Kontaktstruktur ist elektrisch leitfähig mit einer zweiten Seite der aktiven Zone verbunden. Der photonische Kristall weist eine periodische Struktur bestehend aus zumindest einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material mit einem zweiten Brechungsindex auf. Das erste Material weist periodisch angeordnete Ausnehmungen auf, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material gefüllt sind. Der erste Brechungsindex ist größer als der zweite Brechungsindex.The invention relates to an optoelectronic semiconductor chip, having an active zone with a pn junction for generating electromagnetic radiation, a photonic crystal, a contacting layer adjacent to the photonic crystal, a first contact structure and a second contact structure. The photonic crystal is arranged between the active zone and the contacting layer. The first contact structure is electrically conductively connected to a first side of the active zone via the contacting layer. The second contact structure is electrically conductively connected to a second side of the active zone. The photonic crystal has a periodic structure consisting of at least a first material with a first refractive index and a second material with a second refractive index. The first material has periodically arranged recesses that are at least partially filled with the second material. The first refractive index is greater than the second refractive index.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips.The present invention relates to an optoelectronic semiconductor chip and a method for producing an optoelectronic semiconductor chip.

Im Stand der Technik sind optoelektronische Halbleiterchips bekannt, bei denen in einer aktiven Zone generiertes Licht über einen photonischen Kristall ausgekoppelt wird. Dies können beispielsweise Laserdioden sein. Solche optoelektronischen Halbleiterchips können als PCSEL (Photonic Crystal Surface-emitting Lasers) bezeichnet werden. Im photonischen Kristall wird ein erstes Material mit luftgefüllten Ausnehmungen verwendet, um eine Laserstrahlung zu führen und so eine Emissionsrichtung des optoelektronischen Halbleiterchips vorzugeben. Problematisch bei diesen optoelektronischen Halbleiterchips ist, dass der photonische Kristall elektrisch leitfähig kontaktiert werden muss, damit an der aktiven Zone eine elektrische Spannung angelegt werden kann. Durch diese Kontaktierung werden die Ausnehmungen teilweise verfüllt, so dass der photonische Kristall gegebenenfalls unzureichend arbeitet.Optoelectronic semiconductor chips are known in the prior art in which light generated in an active zone is coupled out via a photonic crystal. These can be laser diodes, for example. Such optoelectronic semiconductor chips can be referred to as PCSELs (Photonic Crystal Surface-emitting Lasers). In the photonic crystal, a first material with air-filled recesses is used to guide laser radiation and thus specify an emission direction of the optoelectronic semiconductor chip. The problem with these optoelectronic semiconductor chips is that the photonic crystal must be electrically conductively contacted so that an electrical voltage can be applied to the active zone. This contact partially fills the recesses, so that the photonic crystal may not work properly.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten optoelektronischen Halbleiterchip bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen Halbleiterchips anzugeben. Diese Aufgaben werden durch einen optoelektronischen Halbleiterchip und durch ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.One object of the present invention is to provide an improved optoelectronic semiconductor chip. Another object of the present invention is to specify a method for producing the optoelectronic semiconductor chip. These objects are achieved by an optoelectronic semiconductor chip and by a method for producing an optoelectronic semiconductor chip with the features of the independent claims. Advantageous further developments are specified in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip, aufweisend eine aktive Zone mit einem pn-Übergang zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, einen photonischen Kristall, eine Kontaktierungsschicht angrenzend an den photonischen Kristall, eine erste Kontaktstruktur und eine zweite Kontaktstruktur. Der optoelektronische Halbleiterchip kann dabei eine Laserdiode sein. In diesem Fall kann in der aktiven Zone eine Laserstrahlung erzeugt werden. Der photonische Kristall ist zwischen der aktiven Zone und der Kontaktierungsschicht angeordnet. Die erste Kontaktstruktur ist über die Kontaktierungsschicht elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite der aktiven Zone verbunden. Die zweite Kontaktstruktur ist elektrisch leitfähig mit einer zweiten Seite der aktiven Zone verbunden. So kann über die erste Kontaktstruktur und die zweite Kontaktstruktur eine elektrische Spannung an die aktive Zone angelegt werden, die zur Erzeugung der vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, notwendig ist. Der photonische Kristall weist eine periodische Struktur bestehend aus zumindest einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material mit einem zweiten Brechungsindex auf. Das erste Material weist periodisch angeordnete Ausnehmungen auf, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material gefüllt sind. Der erste Brechungsindex ist größer als der zweite Brechungsindex.A first aspect of the invention relates to an optoelectronic semiconductor chip, having an active zone with a pn junction for generating electromagnetic radiation, a photonic crystal, a contacting layer adjacent to the photonic crystal, a first contact structure and a second contact structure. The optoelectronic semiconductor chip can be a laser diode. In this case, laser radiation can be generated in the active zone. The photonic crystal is arranged between the active zone and the contacting layer. The first contact structure is electrically conductively connected to a first side of the active zone via the contacting layer. The second contact structure is electrically conductively connected to a second side of the active zone. An electrical voltage can thus be applied to the active zone via the first contact structure and the second contact structure, which is necessary for generating the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip, in particular laser radiation. The photonic crystal has a periodic structure consisting of at least a first material with a first refractive index and a second material with a second refractive index. The first material has periodically arranged recesses which are at least partially filled with the second material. The first refractive index is greater than the second refractive index.

Das erste Material und/oder das zweite Material können ein Dielektrikum aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Material und/oder die Kontaktierungsschicht ein dotiertes Halbleitermaterial aufweisen. Sowohl das erste Material als auch das zweite Material können dabei einen festen Aggregatszustand aufweisen. Das zweite Material kann ferner ausschließlich in den Ausnehmungen angeordnet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen vollständig mit dem zweiten Material gefüllt sind.The first material and/or the second material can comprise a dielectric. It can be provided that the first material and/or the contact layer comprise a doped semiconductor material. Both the first material and the second material can have a solid state of aggregation. The second material can also be arranged exclusively in the recesses. It can also be provided that the recesses are completely filled with the second material.

Dadurch, dass der photonische Kristall das zweite Material aufweist, das zumindest teilweise in den Ausnehmungen des ersten Materials angeordnet ist, ist der optoelektronische Halbleiterchip einfacher herzustellen, da das zweite Material die Ausnehmungen verschließen kann und so ein Aufbringen der Kontaktierungsschicht einfacher möglich ist. Insbesondere kann beim Aufbringen der Kontaktierungsschicht verhindert werden, dass ein Material der Kontaktierungsschicht in die Ausnehmungen gelangt. Je größer ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex ist, desto besser ist der photonische Kristall geeignet für den optoelektronischen Halbleiterchip.Because the photonic crystal has the second material, which is at least partially arranged in the recesses of the first material, the optoelectronic semiconductor chip is easier to manufacture, since the second material can close the recesses and thus applying the contact layer is easier. In particular, when applying the contact layer, it can be prevented that a material of the contact layer gets into the recesses. The greater the difference between the first refractive index and the second refractive index, the better suited the photonic crystal is for the optoelectronic semiconductor chip.

Ein solcher optoelektronischer Halbleiterchip kann als PCSEL (Photonic Crystal Surface-emitting Laser) ausgestaltet sein. Insbesondere kann dann eine einzelne Lasermode angeregt werden und so eine Emissionsleistung dieser einzelnen Lasermode maximiert werden.Such an optoelectronic semiconductor chip can be designed as a PCSEL (photonic crystal surface-emitting laser). In particular, a single laser mode can then be excited and thus the emission power of this individual laser mode can be maximized.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips, insbesondere des optoelektronischen Halbleiterchips nach dem ersten Aspekt der Erfindung. In diesem Verfahren kann zunächst eine aktive Zone mit einem pn-Übergang bereitgestellt werden. Anschließend wird ein photonischer Kristall auf die aktive Zone aufgebracht. Der photonische Kristall weist eine periodische Struktur bestehend aus zumindest einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material mit einem zweiten Brechungsindex auf. Das erste Material weist periodisch angeordnete Ausnehmungen auf, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material gefüllt sind. Der erste Brechungsindex ist größer als der zweite Brechungsindex. Anschließend wird eine Kontaktierungsschicht auf den photonischen Kristall derart aufgebracht, dass der photonische Kristall zwischen der aktiven Zone und der Kontaktierungsschicht angeordnet ist. Ferner werden in dem Verfahren eine erste Kontaktstruktur derart aufgebracht, dass die erste Kontaktstruktur über die Kontaktierungsschicht elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite der aktiven Zone verbunden ist und eine zweite Kontaktstruktur derart aufgebracht, dass die zweite Kontaktstruktur mit einer zweiten Seite der aktiven Zone elektrisch leitfähig verbunden ist.A second aspect of the invention relates to a method for producing an optoelectronic semiconductor chip, in particular the optoelectronic semiconductor chip according to the first aspect of the invention. In this method, an active zone with a pn junction can first be provided. A photonic crystal is then applied to the active zone. The photonic crystal has a periodic structure consisting of at least a first material with a first refractive index and a second material with a second refractive index. The first material has periodically arranged recesses which are at least partially filled with the second material. The first refractive index is greater than the second refractive index. A contacting layer is then applied to the photonic crystal in such a way that the photonic crystal is arranged between the active zone and the contacting layer. Furthermore, in the method, a first contact structure is applied in such a way that the first contact structure is electrically conductively connected to a first side of the active zone via the contacting layer and a second contact structure is applied in such a way that the second contact structure is electrically conductively connected to a second side of the active zone.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips sind die Ausnehmungen auf einer der aktiven Zone abgewandten ersten Kristallseite vom zweiten Material verschlossen. Auf der ersten Kristallseite ist also eine geschlossene Fläche aus erstem Material und zweitem Material angeordnet. Dies ermöglicht eine definierte Struktur des photonischen Kristalls.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the recesses on a first crystal side facing away from the active zone are closed by the second material. A closed surface made of first material and second material is therefore arranged on the first crystal side. This enables a defined structure of the photonic crystal.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weisen die Ausnehmungen auf einer der aktiven Zone zugewandten zweiten Kristallseite einen Hohlraum auf. Der Hohlraum kann insbesondere mit dem zweiten Material auf der ersten Kristallseite verschlossen sein.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the recesses have a cavity on a second crystal side facing the active zone. The cavity can in particular be closed with the second material on the first crystal side.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist der Hohlraum mit einem Gas gefüllt. Das Gas kann dabei einen dritten Brechungsindex nahe an 1 haben, so dass ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem dritten Brechungsindex möglichst groß ist, so dass ein effizienter photonischer Kristall bereitgestellt werden kann. Wird dies mit dem Verschluss der Ausnehmung mit dem zweiten Material auf der ersten Kristallseite kombiniert, kann insbesondere erreicht werden, dass die Kontaktierungsschicht auf den photonischen Kristall aufgebracht werden kann, ohne dass Material der Kontaktierungsschicht in die Ausnehmungen gelangt.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the cavity is filled with a gas. The gas can have a third refractive index close to 1, so that a difference between the first refractive index and the third refractive index is as large as possible, so that an efficient photonic crystal can be provided. If this is combined with the closure of the recess with the second material on the first crystal side, it can be achieved in particular that the contacting layer can be applied to the photonic crystal without material of the contacting layer getting into the recesses.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Ausnehmung rotationssymmetrisch. Das zweite Material weist eine zylinderförmige oder kegelstumpfförmige Grundstruktur aufweist, wobei das zweite Material eine dem Hohlraum zugewandte kegelförmige Ausnehmung aufweist. Ein so ausgestaltetes zweites Material kann hergestellt werden, indem das zweite Material in einer Vorzugsrichtung aufgebracht wird, wobei die aktive Zone und das erste Material schräg zur Vorzugsrichtung, also beispielsweise in einem Winkel zwischen 30 und 80 Grad, stehen. Die aktive Zone und das erste Material werden während des Aufbringens des zweiten Materials rotiert. Dies ermöglicht, mit dem zweiten Material die Ausnehmungen zu verschließen und einen möglichst großen Hohlraum zu erzeugen.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the recess is rotationally symmetrical. The second material has a cylindrical or frustoconical basic structure, wherein the second material has a conical recess facing the cavity. A second material designed in this way can be produced by applying the second material in a preferred direction, wherein the active zone and the first material are at an angle to the preferred direction, for example at an angle between 30 and 80 degrees. The active zone and the first material are rotated while the second material is being applied. This makes it possible to close the recesses with the second material and to create the largest possible cavity.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist das erste Material ein III-V-Halbleitermaterial, beispielsweise basierend auf Galliumnitrid (GaN) auf. Es können auch andere Legierungen, beispielsweise aus unterschiedlichen Elementen der III. Gruppe beziehungsweise der V. Gruppe des Periodensystems der Elemente, verwendet werden.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the first material comprises a III-V semiconductor material, for example based on gallium nitride (GaN). Other alloys, for example made from different elements of group III or group V of the periodic table of elements, can also be used.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist das zweite Material Siliziumdioxid (Si02) und/oder Magnesiumfluorid (MgF2) und/oder Calciumfluorid (CaF2) auf. Diese Materialien weisen einen geringen zweiten Brechungsindex auf verglichen mit typischen Halbleitermaterialien, die als erstes Material verwendet werden können. So ergibt sich ein effizienter photonischer Kristall.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the second material comprises silicon dioxide (SiO2) and/or magnesium fluoride (MgF2) and/or calcium fluoride (CaF2). These materials have a low second refractive index compared to typical semiconductor materials that can be used as the first material. This results in an efficient photonic crystal.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips grenzt der photonische Kristall an die aktive Zone an. Insbesondere kann der photonische Kristall direkt auf die aktive Zone aufgewachsen sein. Alternativ kann auch eine leitfähige Zwischenschicht vorgesehen sein. Ein Abstand zwischen der aktiven Zone und dem photonischen Kristall kann anhand einer Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips gewählt sein.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the photonic crystal adjoins the active zone. In particular, the photonic crystal can be grown directly on the active zone. Alternatively, a conductive intermediate layer can also be provided. A distance between the active zone and the photonic crystal can be selected based on an emission wavelength of the optoelectronic semiconductor chip.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist die aktive Zone einen ersten Bereich mit einer ersten Dotierung und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Dotierung auf. Der erste Bereich und der zweite Bereich bilden den pn-Übergang. Im ersten Bereich ist zumindest ein Quantentopf angeordnet. Insbesondere können auch mehrere Quantentöpfe angeordnet sein. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des optoelektronischen Halbleiterchips.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the active zone has a first region with a first doping and a second region with a second doping. The first region and the second region form the pn junction. At least one quantum well is arranged in the first region. In particular, several quantum wells can also be arranged. This enables a simple construction of the optoelectronic semiconductor chip.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der erste Bereich zumindest einen p-dotierten GaN-Quantentopf, insbesondere mehrere p-dotierte GaN-Quantentöpfe, auf. In diesem Fall kann das erste Material ebenfalls p-dotiertes GaN aufweisen. In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der zweite Bereich ein n-dotiertes GaN-Substrat auf. Durch den p-dotierten GaN-Quantentopf beziehungsweise die p-dotierten GaN-Quantentöpfe und das n-dotierte GaN-Substrat wird der pn-Übergang der aktiven Zone gebildet, wobei durch die Abmessungen des p-dotierten GaN-Quantentopfs oder der p-dotierten GaN-Quantentöpfe eine Wellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips eingestellt werden kann.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the first region has at least one p-doped GaN quantum well, in particular a plurality of p-doped GaN quantum wells. In this case, the first material can also have p-doped GaN. In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the second region has an n-doped GaN substrate. The pn junction of the active zone is formed by the p-doped GaN quantum well or the p-doped GaN quantum wells and the n-doped GaN substrate, wherein a wavelength of the optoelectronic semiconductor chip can be set by the dimensions of the p-doped GaN quantum well or the p-doped GaN quantum wells.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Kontaktierungsschicht für eine von der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung transparent. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die elektromagnetische Strahlung den optoelektronischen Halbleiterchip über die Kontaktierungsschicht verlassen soll.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the contacting layer is transparent to electromagnetic radiation generated by the active zone. This can be particularly useful if the electromagnetic radiation is to leave the optoelectronic semiconductor chip via the contacting layer.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die erste Kontaktstruktur ringförmig. Eine Emissionsfläche des optoelektronischen Halbleiterchips ist im Inneren der ringförmigen ersten Kontaktstruktur angeordnet. Die zweite Kontaktstruktur ist flächig. Die flächige zweite Kontaktstruktur kann dabei auf dem Substrat angeordnet sein.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the first contact structure is ring-shaped. An emission surface of the optoelectronic semiconductor chip is arranged inside the ring-shaped first contact structure. The second contact structure is flat. The flat second contact structure can be arranged on the substrate.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die erste Kontaktstruktur flächig. Die zweite Kontaktstruktur ist ringförmig. Eine Emissionsfläche des optoelektronischen Halbleiterchips ist im Inneren der ringförmigen zweiten Kontaktstruktur angeordnet. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die erste Kontaktstruktur reflektierend für eine elektromagnetische Strahlung des optoelektronischen Halbleiterchips ist und die elektromagnetische Strahlung den optoelektronischen Halbleiterchip nach einer Reflektion an der ersten Kontaktstruktur durch die Emissionsfläche verlässt.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the first contact structure is flat. The second contact structure is ring-shaped. An emission surface of the optoelectronic semiconductor chip is arranged inside the ring-shaped second contact structure. In this case, it can be provided that the first contact structure is reflective for electromagnetic radiation from the optoelectronic semiconductor chip and the electromagnetic radiation leaves the optoelectronic semiconductor chip through the emission surface after being reflected at the first contact structure.

In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist die Kontaktierungsschicht ein Indiumzinnoxid auf. Indiumzinnoxid kann dabei ein Mischoxid, beispielsweise bestehend aus 90 Prozent Indium(III)-oxid (In2O3) und 10 Prozent Zinn(IV)-oxid (SnO2) sein. In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist die Kontaktierungsschicht das erste Material auf. In beiden Fällen kann eine Kontaktierung der aktiven Zone über die Kontaktierungsschicht erfolgen.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the contacting layer comprises indium tin oxide. Indium tin oxide can be a mixed oxide, for example consisting of 90 percent indium(III) oxide (In2O3) and 10 percent tin(IV) oxide (SnO2). In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the contacting layer comprises the first material. In both cases, the active zone can be contacted via the contacting layer.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der photonische Kristall derart aufgebracht, dass zunächst das erste Material als flächige Schicht aufgebracht wird. Anschließend werden die Ausnehmungen erzeugt. Daran anschließend wird das zweite Material derart aufgebracht, dass die Ausnehmungen zumindest teilweise mit dem zweiten Material gefüllt werden.In one embodiment of the method, the photonic crystal is applied in such a way that the first material is first applied as a flat layer. The recesses are then created. The second material is then applied in such a way that the recesses are at least partially filled with the second material.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Material in einer Vorzugsrichtung aufgebracht. Die aktive Zone und das erste Material stehen schräg zur Vorzugsrichtung, also beispielsweise in einem Winkel zwischen 30 und 80 Grad zur Vorzugsrichtung. Das zweite Material kann dabei insbesondere mittels eines Sputterprozesses oder mittels Molekularstrahlepitaxie aufgebracht werden.In one embodiment of the method, the second material is applied in a preferred direction. The active zone and the first material are at an angle to the preferred direction, for example at an angle of between 30 and 80 degrees to the preferred direction. The second material can be applied in particular by means of a sputtering process or by means of molecular beam epitaxy.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Material mittels eines Spin-Coating und/oder mittels einer Plasmaabscheidung aufgebracht. Dies ermöglicht einen einfachen Prozess, insbesondere dann, wenn die Ausnehmungen komplett mit dem zweiten Material verfüllt werden sollen.In one embodiment of the method, the second material is applied by means of spin coating and/or plasma deposition. This enables a simple process, especially if the recesses are to be completely filled with the second material.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die aktive Zone und das erste Material während des Aufbringens des zweiten Materials rotiert. Dies ermöglicht die mit dem zweiten Material verschlossenen Ausnehmungen mit Hohlraum zu erzeugen.In one embodiment of the method, the active zone and the first material are rotated during the application of the second material. This makes it possible to create the recesses with a cavity that are closed with the second material.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Aufbringen des zweiten Materials das zweite Material wieder so weit abgetragen, bis das erste Material wieder freiliegt. Dies kann beispielsweise mittels eines Polierens und/oder eines Schleifens erfolgen.In one embodiment of the method, after the second material has been applied, the second material is removed until the first material is exposed again. This can be done, for example, by polishing and/or grinding.

In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Erzeugen der Ausnehmungen mit einem anisotropen Ätzprozess erfolgt. Der anisotrope Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess und dabei insbesondere ein Plasmaätzen und/oder ein Ionenstrahlätzen sein.In one embodiment of the method, the recesses are produced using an anisotropic etching process. The anisotropic etching process can be a dry etching process and in particular a plasma etching and/or an ion beam etching.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung

  • 1 einen Querschnitt eines optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 2 einen weiteren Querschnitt des optoelektronischen Halbleiterchips der 1;
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 4 einen Querschnitt eines weiteren optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 5 Zwischenschritte der Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 6 ein weiteres Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 7 einen Querschnitt eines weiteren optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 8 einen Querschnitt eines weiteren optoelektronischen Halbleiterchips;
  • 9 einen Zwischenschritt bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips der 8;
  • 10 einen Querschnitt eines weiteren optoelektronischen Halbleiterchips; und
  • 11 einen Zwischenschritt bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips der 10.
The above-described properties, features and advantages of this invention and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understandable in connection with the following description of the embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings. In each case, in a schematic representation,
  • 1 a cross-section of an optoelectronic semiconductor chip;
  • 2 another cross-section of the optoelectronic semiconductor chip of the 1 ;
  • 3 a flow chart of a method for producing an optoelectronic semiconductor chip;
  • 4 a cross-section of another optoelectronic semiconductor chip;
  • 5 Intermediate steps in the production of an optoelectronic semiconductor chip;
  • 6 another flow chart of a method for producing an optoelectronic semiconductor chip;
  • 7 a cross-section of another optoelectronic semiconductor chip;
  • 8th a cross-section of another optoelectronic semiconductor chip;
  • 9 an intermediate step in the production of the optoelectronic semiconductor chip of the 8th ;
  • 10 a cross-section of another optoelectronic semiconductor chip; and
  • 11 an intermediate step in the production of the optoelectronic semiconductor chip of the 10 .

1 zeigt einen Querschnitt eines optoelektronischen Halbleiterchips 100, aufweisend eine aktive Zone 110 mit einem pn-Übergang 111 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung 101, einen photonischen Kristall 120, eine Kontaktierungsschicht 150 angrenzend an den photonischen Kristall 120, eine erste Kontaktstruktur 161 und eine zweite Kontaktstruktur 162. Der photonische Kristall 120 ist zwischen der aktiven Zone 110 und der Kontaktierungsschicht 150 angeordnet. Die erste Kontaktstruktur 161 ist über die Kontaktierungsschicht 150 elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite 112 der aktiven Zone 111 verbunden. Die zweite Kontaktstruktur 162 ist elektrisch leitfähig mit einer zweiten Seite 113 der aktiven Zone 110 verbunden. Der photonische Kristall 120 weist eine periodische Struktur 121 bestehend aus zumindest einem ersten Material 122 mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material 123 mit einem zweiten Brechungsindex auf. Das erste Material 122 weist periodisch angeordnete Ausnehmungen 124 auf, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material 123 gefüllt sind. Der erste Brechungsindex ist größer als der zweite Brechungsindex. Im Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 der 1 sind die Ausnehmungen 124 vollständig mit dem zweiten Material gefüllt. 1 shows a cross section of an optoelectronic semiconductor chip 100, having an active zone 110 with a pn junction 111 for generating electromagnetic radiation 101, a photonic crystal 120, a contacting layer 150 adjacent to the photonic crystal 120, a first contact structure 161 and a second contact structure 162. The photonic crystal 120 is arranged between the active zone 110 and the contacting layer 150. The first contact structure 161 is electrically conductively connected to a first side 112 of the active zone 111 via the contacting layer 150. The second contact structure 162 is electrically conductively connected to a second side 113 of the active zone 110. The photonic crystal 120 has a periodic structure 121 consisting of at least a first material 122 with a first refractive index and a second material 123 with a second refractive index. The first material 122 has periodically arranged recesses 124 which are at least partially filled with the second material 123. The first refractive index is greater than the second refractive index. In the embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 1 the recesses 124 are completely filled with the second material.

Das erste Material 122 und/oder das zweite Material 123 können ein Dielektrikum aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Material 122 und/oder die Kontaktierungsschicht 150 ein dotiertes Halbleitermaterial aufweisen. Sowohl das erste Material 122 als auch das zweite Material 123 können dabei einen festen Aggregatszustand aufweisen. Das zweite Material 123 kann ferner ausschließlich in den Ausnehmungen 124 angeordnet sein.The first material 122 and/or the second material 123 can comprise a dielectric. It can be provided that the first material 122 and/or the contacting layer 150 comprise a doped semiconductor material. Both the first material 122 and the second material 123 can have a solid state of aggregation. The second material 123 can also be arranged exclusively in the recesses 124.

Dadurch, dass der photonische Kristall 120 das zweite Material 123 aufweist, das zumindest teilweise in den Ausnehmungen 124 des ersten Materials 122 angeordnet ist, ist der optoelektronische Halbleiterchip 100 einfacher herzustellen, da das zweite Material 123 die Ausnehmungen 124 verschließen kann und so ein Aufbringen der Kontaktierungsschicht 150 einfacher möglich ist. Insbesondere kann beim Aufbringen der Kontaktierungsschicht 150 verhindert werden, dass ein Material der Kontaktierungsschicht 150 in die Ausnehmungen 124 gelangt. Je größer ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex ist, desto besser ist der photonische Kristall 120 geeignet für den optoelektronischen Halbleiterchip 100.Because the photonic crystal 120 has the second material 123, which is at least partially arranged in the recesses 124 of the first material 122, the optoelectronic semiconductor chip 100 is easier to manufacture, since the second material 123 can close the recesses 124 and thus applying the contact layer 150 is easier. In particular, when applying the contact layer 150, it can be prevented that a material of the contact layer 150 gets into the recesses 124. The greater the difference between the first refractive index and the second refractive index, the better the photonic crystal 120 is suited for the optoelectronic semiconductor chip 100.

Ein solcher optoelektronischer Halbleiterchip 100 kann als PCSEL (Photonic Crystal Surface-emitting Laser) ausgestaltet sein. Insbesondere kann dann eine einzelne Lasermode angeregt werden und so eine Emissionsleistung dieser einzelnen Lasermode maximiert werden.Such an optoelectronic semiconductor chip 100 can be designed as a PCSEL (photonic crystal surface-emitting laser). In particular, a single laser mode can then be excited and thus an emission power of this single laser mode can be maximized.

Der photonische Kristall weist eine erste Kristallseite 125 auf, die der aktiven Zone 110 abgewandt ist, also an die Kontaktierungsschicht 150 angrenzt. Eine zweite Kristallseite 126 ist der aktiven Zone 110 zugewandt. Zwischen den in 1 gezeigten Schichten der aktiven Zone 110, des photonischen Kristalls 120, der Kontaktierungsschicht 150 und gegebenenfalls auch den Kontaktstrukturen 161, 162 können noch weitere Schichten vorgesehen sein, die in 1 nicht dargestellt sind. Diese weiteren Schichten können beispielsweise Cladding-Schichten und/oder Elektronenblockschichten umfassen.The photonic crystal has a first crystal side 125 which faces away from the active zone 110, i.e. borders on the contacting layer 150. A second crystal side 126 faces the active zone 110. Between the 1 In addition to the layers shown in the active zone 110, the photonic crystal 120, the contacting layer 150 and possibly also the contact structures 161, 162, further layers may be provided which are 1 are not shown. These additional layers may include, for example, cladding layers and/or electron blocking layers.

In 1 ist ferner ein optionales Substrat 102 gezeigt. Das Substrat 102 ist zwischen der aktiven Zone 110 und der zweiten Kontaktstruktur 162 angeordnet. Dabei ist das Substrat elektrisch leitfähig und kann insbesondere aus einem dotierten Halbleitermaterial bestehen.In 1 an optional substrate 102 is also shown. The substrate 102 is arranged between the active zone 110 and the second contact structure 162. The substrate is electrically conductive and can in particular consist of a doped semiconductor material.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips weist das erste Material 122 ein III-V-Halbleitermaterial, beispielsweise basierend auf Galliumnitrid (GaN) auf. Es können auch andere Legierungen, beispielsweise aus unterschiedlichen Elementen der III. Gruppe beziehungsweise der V. Gruppe des Periodensystems der Elemente, verwendet werden.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the first material 122 comprises a III-V semiconductor material, for example based on gallium nitride (GaN). Other alloys, for example made from different elements of group III or group V of the periodic table of elements, can also be used.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips weist das zweite Material 123 Siliziumdioxid (SiO2) und/oder Magnesiumfluorid (MgF2) und/oder Calciumfluorid (CaF2) auf. Diese Materialien weisen einen geringen zweiten Brechungsindex auf verglichen mit typischen Halbleitermaterialien, die als erstes Material verwendet werden können. So ergibt sich ein effizienter photonischer Kristall 120. Insbesondere können Siliziumdioxid und/oder Magnesiumfluorid und/oder Calciumfluorid mit Galliumnitrid als erstem Material 122 zur Bildung des photonischen Kristalls 120 kombiniert werden.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the second material 123 comprises silicon dioxide (SiO2) and/or magnesium fluoride (MgF2) and/or calcium fluoride (CaF2). These materials have a low second refractive index compared to typical semiconductor materials that can be used as the first material. This results in an efficient photonic crystal 120. In particular, silicon dioxide and/or magnesium fluoride and/or calcium fluoride can be combined with gallium nitride as the first material 122 to form the photonic crystal 120.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 grenzt der photonische Kristall 120 an die aktive Zone 110 an. Insbesondere kann der photonische Kristall 120 direkt auf die aktive Zone 110 aufgewachsen sein, wie beispielsweise in 1 dargestellt. Alternativ kann auch eine leitfähige Zwischenschicht vorgesehen sein (nicht in 1 gezeigt). Ein Abstand zwischen der aktiven Zone 110 beziehungsweise dem pn-Übergang 111 und dem photonischen Kristall 120 kann anhand einer Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 100 und damit der emittierten elektromagnetischen Strahlung 102 gewählt sein.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the photonic crystal 120 adjoins the active zone 110. In particular, the photonic crystal 120 can be directly the active zone 110, as for example in 1 Alternatively, a conductive intermediate layer can be provided (not shown in 1 shown). A distance between the active zone 110 or the pn junction 111 and the photonic crystal 120 can be selected based on an emission wavelength of the optoelectronic semiconductor chip 100 and thus of the emitted electromagnetic radiation 102.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 weist die aktive Zone 110 einen ersten Bereich 114 mit einer ersten Dotierung und einen zweiten Bereich 115 mit einer zweiten Dotierung auf. Der erste Bereich 114 und der zweite Bereich 115 bilden den pn-Übergang. Im ersten Bereich 114 ist zumindest ein Quantentopf, insbesondere mehrere Quantentöpfe, angeordnet. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des optoelektronischen Halbleiterchips 100.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the active zone 110 has a first region 114 with a first doping and a second region 115 with a second doping. The first region 114 and the second region 115 form the pn junction. At least one quantum well, in particular a plurality of quantum wells, is arranged in the first region 114. This enables a simple construction of the optoelectronic semiconductor chip 100.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 weist der erste Bereich 114 zumindest einen p-dotierten GaN-Quantentopf, insbesondere mehrere p-dotierte GaN-Quantentöpfe, auf. In diesem Fall kann das erste Material 122 ebenfalls p-dotiertes GaN aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 weist der zweite Bereich 115 ein n-dotiertes GaN-Substrat auf. Das Substrat 102 kann dann ebenfalls n-dotiertes Galliumnitrid sein. Durch den p-dotierten Quantentopf oder die p-dotierten GaN-Quantentöpfe und das n-dotierte GaN-Substrat wird der pn-Übergang 111 der aktiven Zone 110 gebildet, wobei durch die Abmessungen des p-dotierten GaN-Quantentopfs oder der p-dotierten GaN-Quantentöpfe eine Wellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 100 eingestellt werden kann.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the first region 114 has at least one p-doped GaN quantum well, in particular a plurality of p-doped GaN quantum wells. In this case, the first material 122 can also have p-doped GaN. In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the second region 115 has an n-doped GaN substrate. The substrate 102 can then also be n-doped gallium nitride. The pn junction 111 of the active zone 110 is formed by the p-doped quantum well or the p-doped GaN quantum wells and the n-doped GaN substrate, wherein a wavelength of the optoelectronic semiconductor chip 100 can be set by the dimensions of the p-doped GaN quantum well or the p-doped GaN quantum wells.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 ist die Kontaktierungsschicht 150 für eine von der aktiven Zone 110 erzeugte elektromagnetische Strahlung 101 transparent. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die elektromagnetische Strahlung 101 den optoelektronischen Halbleiterchip 100 über die Kontaktierungsschicht 150 verlassen soll, wie in 1 gezeigt. Transparent kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens 10 Prozent und insbesondere höchstens 2 Prozent der emittierten elektromagnetischen Strahlung 101 von der Kontaktierungsschicht 150 absorbiert werden.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the contacting layer 150 is transparent to electromagnetic radiation 101 generated by the active zone 110. This can be particularly useful if the electromagnetic radiation 101 is to leave the optoelectronic semiconductor chip 100 via the contacting layer 150, as in 1 shown. Transparent in this context can mean that at most 25 percent, preferably at most 10 percent and in particular at most 2 percent of the emitted electromagnetic radiation 101 is absorbed by the contacting layer 150.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 ist die erste Kontaktstruktur 161 ringförmig. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die erste Kontaktstruktur 161 umlaufend um den optoelektronischen Halbleiterchip 100 ist. Eine Emissionsfläche 103 des optoelektronischen Halbleiterchips 100 ist im Inneren der ringförmigen ersten Kontaktstruktur 161 angeordnet. Die zweite Kontaktstruktur 162 ist flächig.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the first contact structure 161 is ring-shaped. This can mean in particular that the first contact structure 161 is circumferential around the optoelectronic semiconductor chip 100. An emission surface 103 of the optoelectronic semiconductor chip 100 is arranged inside the ring-shaped first contact structure 161. The second contact structure 162 is flat.

In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 weist die Kontaktierungsschicht 150 ein Indiumzinnoxid auf. Indiumzinnoxid kann dabei ein Mischoxid, beispielsweise bestehend aus 90 Prozent Indium(III)-oxid (In2O3) und 10 Prozent Zinn(IV)-oxid (SnO2) sein. In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 100 weist die Kontaktierungsschicht 150 das erste Material 122 auf. In beiden Fällen kann eine Kontaktierung der aktiven Zone 110 über die Kontaktierungsschicht 150 erfolgen.In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the contacting layer 150 comprises an indium tin oxide. Indium tin oxide can be a mixed oxide, for example consisting of 90 percent indium(III) oxide (In2O3) and 10 percent tin(IV) oxide (SnO2). In one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip 100, the contacting layer 150 comprises the first material 122. In both cases, the active zone 110 can be contacted via the contacting layer 150.

Der optoelektronische Halbleiterchip 100 kann mittels der ersten Kontaktstruktur 161 und/oder der zweiten Kontaktstruktur 162 auf einem Träger verlötet werden. Dadurch ist ein einfacher Einbau des optoelektronischen Halbleiterchips 100 in einem Bauteil beziehungsweise Bauelement möglich. Die Kontaktstrukturen 161, 162 können Metallschichten sein und insbesondere Kupfer und/oder Silber und/oder Gold aufweisen.The optoelectronic semiconductor chip 100 can be soldered onto a carrier by means of the first contact structure 161 and/or the second contact structure 162. This enables the optoelectronic semiconductor chip 100 to be easily installed in a component or device. The contact structures 161, 162 can be metal layers and in particular can comprise copper and/or silver and/or gold.

2 zeigt einen Querschnitt des optoelektronischen Halbleiterchips 100 der 1 auf Höhe des photonischen Kristalls. Die Ausnehmungen 124 sind in einem rechteckigen Muster angeordnet. Dargestellt sind drei auf fünf Ausnehmungen 124. Selbstverständlich kann die Zahl der Ausnehmungen 124 deutlich größer sein. Ferner kann eine andere Geometrie der Ausnehmungen 124 vorgesehen sein, beispielsweise in einer hexagonalen Anordnung. 2 shows a cross section of the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 1 at the level of the photonic crystal. The recesses 124 are arranged in a rectangular pattern. Three by five recesses 124 are shown. Of course, the number of recesses 124 can be significantly larger. Furthermore, a different geometry of the recesses 124 can be provided, for example in a hexagonal arrangement.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips 100, der dem optoelektronischen Halbleiterchip 100 der 1 und 2 entsprechen kann. In einem ersten Verfahrensschritt 210 ist dabei vorgesehen, dass eine aktive Zone 110 mit einem pn-Übergang 111 bereitgestellt wird. In einem zweiten Verfahrensschritt 220 wird ein photonischer Kristall 120 auf die aktive Zone 110 aufgebracht. Der photonische Kristall 120 weist eine periodische Struktur 121 bestehend aus zumindest einem ersten Material 122 mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material 123 mit einem zweiten Brechungsindex auf. Das erste Material 122 weist periodisch angeordnete Ausnehmungen 124 auf, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material 123 gefüllt sind. Der erste Brechungsindex ist größer als der zweite Brechungsindex. Anschließend wird in einem dritten Verfahrensschritt 230 eine Kontaktierungsschicht 150 auf den photonischen Kristall 120 derart aufgebracht, dass der photonische Kristall 120 zwischen der aktiven Zone 110 und der Kontaktierungsschicht 150 angeordnet ist. In einem vierten Verfahrensschritt 240 wird nun eine erste Kontaktstruktur 161 derart aufgebracht, dass die erste Kontaktstruktur 161 über die Kontaktierungsschicht 150 elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite 112 der aktiven Zone 110 verbunden ist. In einem fünften Verfahrensschritt 250 wird eine zweite Kontaktstruktur 162 derart aufgebracht, dass die zweite Kontaktstruktur 162 mit einer zweiten Seite 113 der aktiven Zone 110 elektrisch leitfähig verbunden ist. Der vierte Verfahrensschritt 240 und der fünfte Verfahrensschritt 250 können dabei in einer beliebigen Reihenfolge und gegebenenfalls auch gleichzeitig ausgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die aktive Zone 110 im ersten Verfahrensschritt 210 auf einem Substrat 102 bereitgestellt wird. 3 shows a flow chart 200 of a method for producing an optoelectronic semiconductor chip 100, which corresponds to the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 1 and 2 can correspond. In a first method step 210, it is provided that an active zone 110 with a pn junction 111 is provided. In a second method step 220, a photonic crystal 120 is applied to the active zone 110. The photonic crystal 120 has a periodic structure 121 consisting of at least a first material 122 with a first refractive index and a second material 123 with a second refractive index. The first material 122 has periodically arranged recesses 124 which are at least partially filled with the second material 123. The first refractive index is greater than the second refractive index. Then, in a third method step 230, a contacting layer 150 is applied to the photonic crystal 120 such that the photonic crystal 120 is arranged between the active zone 110 and the contacting layer 150. In a fourth method step 240, a first contact structure 161 is applied such that the first contact structure 161 is electrically conductively connected to a first side 112 of the active zone 110 via the contacting layer 150. In a fifth method step 250, a second contact structure 162 is applied such that the second contact structure 162 is electrically conductively connected to a second side 113 of the active zone 110. The fourth method step 240 and the fifth method step 250 can be carried out in any order and, if necessary, also simultaneously. It can be provided that the active zone 110 is provided on a substrate 102 in the first method step 210.

4 zeigt einen Querschnitt durch einen weiteren optoelektronischen Halbleiterchip 100, der dem optoelektronischen Halbleiterchip 100 der 1 und 2 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Die Ausnehmungen 124 sind auf der ersten Kristallseite 125 vom zweiten Material 123 verschlossen. Auf der ersten Kristallseite 125 ist also eine geschlossene Fläche aus erstem Material 122 und zweitem Material 123 angeordnet. Dies ermöglicht eine definierte Struktur des photonischen Kristalls 120 und ein einfacheres Anbringen der Kontaktierungsschicht 150. Ferner weisen die Ausnehmungen 124 auf der zweiten Kristallseite 126 einen Hohlraum 127 auf. Der Hohlraum 127 kann dabei mit einem Gas, insbesondere mit Luft gefüllt sein. Das Gas, insbesondere die Luft, kann dabei einen dritten Brechungsindex nahe an 1 haben, so dass ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem dritten Brechungsindex möglichst groß ist, so dass ein effizienter photonischer Kristall 120 bereitgestellt werden kann. Dadurch, dass dies mit dem Verschluss der Ausnehmungen 124 mit dem zweiten Material 123 auf der ersten Kristallseite 125 kombiniert ist, kann insbesondere erreicht werden, dass die Kontaktierungsschicht 150 auf den photonischen Kristall 120 aufgebracht werden kann, ohne dass Material der Kontaktierungsschicht 150 in die Ausnehmungen 124 gelangen kann. 4 shows a cross section through another optoelectronic semiconductor chip 100, which corresponds to the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 1 and 2 corresponds, unless differences are described below. The recesses 124 are closed on the first crystal side 125 by the second material 123. A closed surface made of first material 122 and second material 123 is therefore arranged on the first crystal side 125. This enables a defined structure of the photonic crystal 120 and easier attachment of the contacting layer 150. Furthermore, the recesses 124 on the second crystal side 126 have a cavity 127. The cavity 127 can be filled with a gas, in particular with air. The gas, in particular the air, can have a third refractive index close to 1, so that a difference between the first refractive index and the third refractive index is as large as possible, so that an efficient photonic crystal 120 can be provided. By combining this with the closure of the recesses 124 with the second material 123 on the first crystal side 125, it can be achieved in particular that the contacting layer 150 can be applied to the photonic crystal 120 without material of the contacting layer 150 being able to get into the recesses 124.

5 zeigt Zwischenprodukte während der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips 100. Zunächst wird das optionale Substrat 102 mit der aktiven Zone 110 mit dem pn-Übergang 111 bereitgestellt. Dies entspricht dem Stand nach dem ersten Verfahrensschritt 210. Anschließend wird das erste Material 122 auf die erste Seite 112 der aktiven Zone 110 aufgebracht. Das erste Material 122 wird dabei insbesondere als flächige Schicht aufgebracht. Danach kann das erste Material 122 strukturiert werden, um die Ausnehmungen 124 zu bilden, wobei die Ausnehmungen 124 bis zur ersten Seite 112 der aktiven Zone geführt sind. Das Erzeugen der Ausnehmungen 124 kann beispielsweise mit einem anisotropen Ätzprozess erfolgen. Der anisotrope Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess und dabei insbesondere ein Plasmaätzen und/oder ein Ionenstrahlätzen sein. 5 shows intermediate products during the production of the optoelectronic semiconductor chip 100. First, the optional substrate 102 with the active zone 110 with the pn junction 111 is provided. This corresponds to the status after the first method step 210. The first material 122 is then applied to the first side 112 of the active zone 110. The first material 122 is applied in particular as a flat layer. The first material 122 can then be structured in order to form the recesses 124, wherein the recesses 124 are guided to the first side 112 of the active zone. The recesses 124 can be produced, for example, using an anisotropic etching process. The anisotropic etching process can be a dry etching process and in particular a plasma etching and/or an ion beam etching.

Aufgrund des anisotropen Ätzprozesses können die Ausnehmungen 124 insbesondere zylinderförmig oder kegelstumpfförmig sein, wobei bei kegelstumpfförmigen Ausnehmungen 124 vorgesehen sein kann, dass ein Durchmesser der Ausnehmung 124 an der ersten Kristallseite 125 nur wenig größer ist als ein Durchmesser der Ausnehmung 124 an der zweiten Kristallseite 126. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Durchmesser der Ausnehmung 124 an der ersten Kristallseite 125 nur maximal um 10 Prozent, insbesondere maximal um 5 Prozent von einem Durchmesser der Ausnehmung 124 an der zweiten Kristallseite 126 abweicht.Due to the anisotropic etching process, the recesses 124 can in particular be cylindrical or frustoconical, wherein in the case of frustoconical recesses 124 it can be provided that a diameter of the recess 124 on the first crystal side 125 is only slightly larger than a diameter of the recess 124 on the second crystal side 126. In particular it can be provided that a diameter of the recess 124 on the first crystal side 125 deviates from a diameter of the recess 124 on the second crystal side 126 by only a maximum of 10 percent, in particular by a maximum of 5 percent.

Anschließend wird das zweite Material 123 derart aufgebracht, dass die Ausnehmungen 124 zumindest teilweise, hier vollständig, mit dem zweiten Material 123 gefüllt werden. Das zweite Material 123 ist dabei auch oberhalb des ersten Materials 122 angeordnet. Anschließend wird das zweite Material 123 wieder so weit abgetragen wird, bis das erste Material 122 wieder freiliegt. Dadurch ist der photonische Kristall 120 erzeugt worden. Anschließend kann noch die Kontaktierungsschicht 150 aufgebracht werden und die Kontaktstrukturen. Dadurch ergibt sich der optoelektronische Halbleiterchip 100 der 1 und 2.The second material 123 is then applied in such a way that the recesses 124 are at least partially, here completely, filled with the second material 123. The second material 123 is also arranged above the first material 122. The second material 123 is then removed again until the first material 122 is exposed again. This creates the photonic crystal 120. The contact layer 150 can then be applied and the contact structures. This results in the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 1 and 2 .

6 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 des Verfahrens der 3, bei dem der zweite Verfahrensschritt 220 in Unterschritte aufgeteilt ist, die den in 5 gezeigten Zwischenschritten entsprechen. In einem ersten Aufbringschritt 221 wird das erste Material 122 auf die aktive Zone 110 aufgebracht. In einem Strukturierungsschritt 222 wird das erste Material 122 strukturiert und dabei werden die Ausnehmungen 124 gebildet. In einem zweiten Auftragungsschritt 223 wird dann das zweite Material 123 aufgebracht. In einem Abtragungsschritt 224 wird das zweite Material 123 wieder soweit abgetragen, dass das erste Material 122 wieder freiliegt. Der erste Aufbringschritt 221, der Strukturierungsschritt 222, der zweite Aufbringschritt 223 und der Abtragungsschritt 224 bilden dabei den zweiten Verfahrensschritt 220. 6 shows a flow chart 200 of the method of 3 , in which the second method step 220 is divided into sub-steps that correspond to the 5 shown intermediate steps. In a first application step 221, the first material 122 is applied to the active zone 110. In a structuring step 222, the first material 122 is structured and the recesses 124 are formed in the process. In a second application step 223, the second material 123 is then applied. In a removal step 224, the second material 123 is removed again to such an extent that the first material 122 is exposed again. The first application step 221, the structuring step 222, the second application step 223 and the removal step 224 form the second method step 220.

Es kann vorgesehen sein, dass das erste Material 122 im ersten Aufbringschritt 221 mittels eines Sputterprozesses oder mittels Molekularstrahlepitaxie aufgebracht wird. Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Material 123 im zweiten Aufbringschritt 223 mittels eines Spin-Coating und/oder mittels einer Plasmaabscheidung aufgebracht wird. Dies ermöglicht einen einfachen Prozess, insbesondere dann, wenn die Ausnehmungen 124 komplett mit dem zweiten Material verfüllt werden sollen.It can be provided that the first material 122 is applied in the first application step 221 by means of a sputtering process or by means of molecular beam epitaxy. It can be provided that the second material 123 is applied in the second application step 223 by means of spin coating and/or by means of plasma deposition. This enables a simple process, in particular especially when the recesses 124 are to be completely filled with the second material.

7 zeigt einen Querschnitt durch einen weiteren optoelektronischen Halbleiterchip 100, der dem optoelektronischen Halbleiterchip 100 der 1 und 2 entspricht, sofern um Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Die Ausnehmungen 124 sind hier mit dem zweiten Material 123 vollständig gefüllt, es können aber ebenfalls analog zu 4 Hohlräume 127 vorgesehen werden. Die erste Kontaktstruktur 161 ist flächig auf der Kontaktierungsschicht 150 angeordnet. Die zweite Kontaktstruktur 162 ist ringförmig auf dem Substrat 102 angeordnet. Eine Emissionsfläche 103 des optoelektronischen Halbleiterchips 100 ist im Inneren der ringförmigen zweiten Kontaktstruktur 162 angeordnet. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die erste Kontaktstruktur 161 reflektierend für eine elektromagnetische Strahlung 101 des optoelektronischen Halbleiterchips 100 ist und die elektromagnetische Strahlung 101 den optoelektronischen Halbleiterchip 100 nach einer Reflektion an der ersten Kontaktstruktur 161 durch die Emissionsfläche 103 verlässt. In dieser Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass das Substrat 102 transparent für die von der aktiven Zone 110 emittierte elektromagnetische Strahlung 101 ist. Transparent kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens 10 Prozent und insbesondere höchstens 2 Prozent der emittierten elektromagnetischen Strahlung 101 vom Substrat absorbiert werden. Die Kontaktierungsschicht 150 kann ebenfalls transparent für die von der aktiven Zone 110 emittierte elektromagnetische Strahlung 101 sein. Transparent kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens 10 Prozent und insbesondere höchstens 2 Prozent der emittierten elektromagnetischen Strahlung 101 von der Kontaktierungsschicht 150 absorbiert werden. 7 shows a cross section through another optoelectronic semiconductor chip 100, which corresponds to the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 1 and 2 corresponds, unless differences are described below. The recesses 124 are completely filled with the second material 123, but can also be filled analogously to 4 Cavities 127 are provided. The first contact structure 161 is arranged flat on the contacting layer 150. The second contact structure 162 is arranged in a ring shape on the substrate 102. An emission surface 103 of the optoelectronic semiconductor chip 100 is arranged inside the ring-shaped second contact structure 162. In this case, it can be provided that the first contact structure 161 is reflective for electromagnetic radiation 101 of the optoelectronic semiconductor chip 100 and the electromagnetic radiation 101 leaves the optoelectronic semiconductor chip 100 through the emission surface 103 after being reflected at the first contact structure 161. In this embodiment, it can also be provided that the substrate 102 is transparent for the electromagnetic radiation 101 emitted by the active zone 110. Transparent in this context can mean that at most 25 percent, preferably at most 10 percent and in particular at most 2 percent of the emitted electromagnetic radiation 101 is absorbed by the substrate. The contacting layer 150 can also be transparent to the electromagnetic radiation 101 emitted by the active zone 110. Transparent in this context can mean that at most 25 percent, preferably at most 10 percent and in particular at most 2 percent of the emitted electromagnetic radiation 101 is absorbed by the contacting layer 150.

8 zeigt einen Querschnitt eines weiteren optoelektronischen Halbleiterchips 100, der dem Halbleiterchip 100 der 4 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 124 auf der ersten Kristallseite 125 vom zweiten Material 123 verschlossen. Ferner weisen die Ausnehmungen 124 auf der zweiten Kristallseite 126 ebenfalls einen Hohlraum 127 auf. Der Hohlraum 127 kann dabei mit einem Gas, insbesondere mit Luft gefüllt sein. Das zweite Material 123 ist in diesem Ausführungsbeispiel jedoch im Gegensatz zur 4 nicht überall gleich dick, sondern schräg innerhalb der Ausnehmungen 124 angeordnet. Ein solcher optoelektronischer Halbleiterchip 100 ist einfach herzustellen. 8th shows a cross section of another optoelectronic semiconductor chip 100, which corresponds to the semiconductor chip 100 of the 4 corresponds, unless differences are described below. In this embodiment, too, the recesses 124 on the first crystal side 125 are closed by the second material 123. Furthermore, the recesses 124 on the second crystal side 126 also have a cavity 127. The cavity 127 can be filled with a gas, in particular with air. In this embodiment, however, the second material 123 is in contrast to the 4 not the same thickness everywhere, but arranged obliquely within the recesses 124. Such an optoelectronic semiconductor chip 100 is easy to manufacture.

9 zeigt einen Querschnitt durch ein Zwischenprodukt während des zweiten Aufbringschritts 223 bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips 100 der 8. Das zweite Material 123 wird aus einer Materialquelle 170 in einer Vorzugsrichtung 128 aufgebracht. Das strukturierte erste Material 122 und die aktive Zone 110 stehen schräg zur Vorzugsrichtung 128, also beispielsweise in einem Winkel zwischen 30 und 80 Grad zur Vorzugsrichtung 128. Insbesondere ist eine Ausnehmungsrichtung 129 in einem Winkel zwischen 30 und 80 Grad zur Vorzugsrichtung 128 angeordnet, wobei die Ausnehmungsrichtung 129 einer Richtung des anisotropen Ätzprozesses entsprechen kann. Dadurch ist ein Teil der Ausnehmungen 124 jeweils durch das erste Material 122 abgedeckt, so dass die schräge Anordnung des zweiten Materials 123 in den Ausnehmungen 124 entsteht. Das zweite Material 123 kann insbesondere mittels eines Sputterprozesses oder mittels Molekularstrahlepitaxie aufgebracht werden und die Materialquelle 170 entsprechend ausgestaltet sein. 9 shows a cross section through an intermediate product during the second application step 223 in the production of the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 8th The second material 123 is applied from a material source 170 in a preferred direction 128. The structured first material 122 and the active zone 110 are at an angle to the preferred direction 128, for example at an angle between 30 and 80 degrees to the preferred direction 128. In particular, a recess direction 129 is arranged at an angle between 30 and 80 degrees to the preferred direction 128, wherein the recess direction 129 can correspond to a direction of the anisotropic etching process. As a result, a part of the recesses 124 is covered by the first material 122, so that the oblique arrangement of the second material 123 is created in the recesses 124. The second material 123 can be applied in particular by means of a sputtering process or by means of molecular beam epitaxy and the material source 170 can be designed accordingly.

10 zeigt einen Querschnitt eines weiteren optoelektronischen Halbleiterchips 100, der dem Halbleiterchip 100 der 8 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Die Ausnehmungen 124 sind rotationssymmetrisch. Ebenfalls in 10 dargestellt ist eine Vergrößerung eines Bereichs des zweiten Materials 123 in einer der Ausnehmungen 124, wobei das zweite Material auch in mehreren oder allen Ausnehmungen 124 derart angeordnet sein kann. D zweite Material 123 weist eine zylinderförmige Grundstruktur 131 auf. Sind die Ausnehmungen 124 nicht zylinderförmig, sondern kegelstumpfförmig, kann das zweite Material 123 stattdessen eine kegelstumpfförmige Grundstruktur aufweisen. Das zweite Material 123 weist eine dem Hohlraum 127 zugewandte kegelförmige Ausnehmung 132 auf. 10 shows a cross section of another optoelectronic semiconductor chip 100, which corresponds to the semiconductor chip 100 of the 8th unless differences are described below. The recesses 124 are rotationally symmetrical. Also in 10 An enlargement of a region of the second material 123 in one of the recesses 124 is shown, whereby the second material can also be arranged in this way in several or all of the recesses 124. The second material 123 has a cylindrical basic structure 131. If the recesses 124 are not cylindrical but frustoconical, the second material 123 can have a frustoconical basic structure instead. The second material 123 has a conical recess 132 facing the cavity 127.

10 zeigt einen Querschnitt durch ein Zwischenprodukt während des zweiten Aufbringschritts 223 bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips 100 der 10. Das zweite Material 123 wird aus einer Materialquelle 170 in einer Vorzugsrichtung 128 aufgebracht. Das strukturierte erste Material 122 und die aktive Zone 110 stehen schräg zur Vorzugsrichtung 128, also beispielsweise in einem Winkel zwischen 30 und 80 Grad zur Vorzugsrichtung 128. Insbesondere ist eine Ausnehmungsrichtung 129 in einem Winkel zwischen 30 und 80 Grad zur Vorzugsrichtung 128 angeordnet, wobei die Ausnehmungsrichtung 129 einer Richtung des anisotropen Ätzprozesses entsprechen kann. Die aktive Zone 110 und das erste Material 122 werden während des Aufbringens des zweiten Materials 123 rotiert. Dadurch ist ein Teil der Ausnehmungen 124 jeweils durch das erste Material 122 abgedeckt, so dass die Anordnung des zweiten Materials 123 mit der zylindrischen Grundstruktur 131 und der kegelförmigen Ausnehmung 132 in den Ausnehmungen 124 entsteht. Das zweite Material 123 kann insbesondere mittels eines Sputterprozesses oder mittels Molekularstrahlepitaxie aufgebracht werden und die Materialquelle 170 entsprechend ausgestaltet sein. 10 shows a cross section through an intermediate product during the second application step 223 in the production of the optoelectronic semiconductor chip 100 of the 10 The second material 123 is applied from a material source 170 in a preferred direction 128. The structured first material 122 and the active zone 110 are at an angle to the preferred direction 128, for example at an angle between 30 and 80 degrees to the preferred direction 128. In particular, a recess direction 129 is arranged at an angle between 30 and 80 degrees to the preferred direction 128, wherein the recess direction 129 can correspond to a direction of the anisotropic etching process. The active zone 110 and the first material 122 are rotated during the application of the second material 123. As a result, a part of the recesses 124 is covered by the first material 122, so that the arrangement of the second material 123 with the cylindrical base structure 131 and the conical recess 132 in the recesses 124. The second material 123 can be applied in particular by means of a sputtering process or by means of molecular beam epitaxy and the material source 170 can be designed accordingly.

In den Ausführungsbeispielen der optoelektronischen Halbleiterchips 100 der 4, 8 und 10 kann analog zu 7 auch vorgesehen sein, dass die erste Kontaktstruktur 161 flächig und die zweite Kontaktstruktur 162 ringförmig ausgestaltet ist, wobei dann die elektromagnetische Strahlung 101 ebenfalls an der ersten Kontaktstruktur 161 reflektiert werden kann und sowohl das Material der Kontaktierungsschicht 150 als auch das Material des Substrats 102 transparent für die elektromagnetische Strahlung 101 ist.In the embodiments of the optoelectronic semiconductor chips 100 of the 4 , 8th and 10 can be analogous to 7 It can also be provided that the first contact structure 161 is flat and the second contact structure 162 is ring-shaped, in which case the electromagnetic radiation 101 can also be reflected at the first contact structure 161 and both the material of the contacting layer 150 and the material of the substrate 102 are transparent to the electromagnetic radiation 101.

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können andere Variationen vom Fachmann aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.The invention has been illustrated and described in more detail using the preferred embodiments. However, the invention is not limited to the disclosed examples. Rather, other variations can be derived by the person skilled in the art from the described embodiments without departing from the scope of the invention.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

100100
optoelektronischer Halbleiterchipoptoelectronic semiconductor chip
101101
elektromagnetische Strahlungelectromagnetic radiation
102102
SubstratSubstrat
103103
EmissionsflächeEmission area
110110
aktive Zoneactive zone
111111
pn-Übergangpn junction
112112
erste Seitefirst page
113113
zweite Seitesecond page
114114
erster Bereichfirst area
115115
zweiter Bereichsecond area
120120
photonischer Kristallphotonic crystal
121121
periodische Strukturperiodic structure
122122
erstes Materialfirst material
123123
zweites Materialsecond material
124124
AusnehmungRecess
125125
erste Kristallseitefirst crystal page
126126
zweite Kristallseitesecond crystal side
127127
Hohlraumcavity
128128
VorzugsrichtungPreferred direction
129129
AusnehmungsrichtungRecess direction
131131
GrundstrukturBasic structure
132132
kegelförmige Ausnehmungconical recess
150150
KontaktierungsschichtContact layer
161161
erste Kontaktstrukturfirst contact structure
162162
zweite Kontaktstruktursecond contact structure
170170
MaterialquelleMaterial source
200200
AblaufdiagrammFlowchart
210210
erster Verfahrensschrittfirst procedural step
220220
zweiter Verfahrensschrittsecond process step
221221
erster Aufbringschrittfirst application step
222222
StrukturierungsschrittStructuring step
223223
zweiter Aufbringschrittsecond application step
224224
AbtragungsschrittRemoval step
230230
dritter Verfahrensschrittthird procedural step
240240
vierter Verfahrensschrittfourth procedural step
250250
fünfter Verfahrensschrittfifth procedural step

Claims (20)

Optoelektronischer Halbleiterchip (100), aufweisend eine aktive Zone (110) mit einem pn-Übergang (111) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung (101), einen photonischen Kristall (120), eine Kontaktierungsschicht (150) angrenzend an den photonischen Kristall (120), eine erste Kontaktstruktur (161) und eine zweite Kontaktstruktur (162), wobei der photonische Kristall (120) zwischen der aktiven Zone (110) und der Kontaktierungsschicht (150) angeordnet ist, wobei die erste Kontaktstruktur (161) über die Kontaktierungsschicht (150) elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite (112) der aktiven Zone (110) verbunden ist, wobei die zweite Kontaktstruktur (162) mit einer zweiten Seite (112) der aktiven Zone (110) elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei der photonische Kristall (120) eine periodische Struktur (121) bestehend aus zumindest einem ersten Material (122) mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material (123) mit einem zweiten Brechungsindex aufweist, wobei das erste Material (122) periodisch angeordnete Ausnehmungen (124) aufweist, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material (123) gefüllt sind, wobei der erste Brechungsindex größer ist als der zweite Brechungsindex.Optoelectronic semiconductor chip (100), comprising an active zone (110) with a pn junction (111) for generating electromagnetic radiation (101), a photonic crystal (120), a contacting layer (150) adjacent to the photonic crystal (120), a first contact structure (161) and a second contact structure (162), wherein the photonic crystal (120) is arranged between the active zone (110) and the contacting layer (150), wherein the first contact structure (161) is electrically conductively connected to a first side (112) of the active zone (110) via the contacting layer (150), wherein the second contact structure (162) is electrically conductively connected to a second side (112) of the active zone (110), wherein the photonic crystal (120) has a periodic structure (121) consisting of at least a first material (122) with a first refractive index and a second Material (123) having a second refractive index, wherein the first material (122) has periodically arranged recesses (124) which are at least partially filled with the second material (123), wherein the first refractive index is greater than the second refractive index. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmungen (124) auf einer der aktiven Zone (110) abgewandten ersten Kristallseite (125) vom zweiten Material (123) verschlossen sind.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to Claim 1 , wherein the recesses (124) are closed by the second material (123) on a first crystal side (125) facing away from the active zone (110). Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 2, wobei die Ausnehmungen (124) auf einer der aktiven Zone (110) zugewandten zweiten Kristallseite (126) einen Hohlraum (127) aufweisen.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to Claim 2 , wherein the recesses (124) on a second crystal side (126) facing the active zone (110) has a cavity (127). Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 3, wobei der Hohlraum (127) mit einem Gas gefüllt ist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to Claim 3 , wherein the cavity (127) is filled with a gas. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Ausnehmung (124) rotationssymmetrisch ist, wobei das zweite Material (123) eine zylinderförmige oder kegelstumpfförmige Grundstruktur (131) aufweist, wobei das zweite Material (123) eine dem Hohlraum zugewandte kegelförmige Ausnehmung (132) aufweist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to Claim 3 or 4 , wherein the recess (124) is rotationally symmetrical, wherein the second material (123) has a cylindrical or frustoconical basic structure (131), wherein the second material (123) has a conical recess (132) facing the cavity. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Material (122) GaN aufweist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the first material (122) comprises GaN. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite Material (123) SiO2 und/oder MgF2 und/oder CaF2 aufweist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 6 wherein the second material (123) comprises SiO2 and/or MgF2 and/or CaF2. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der photonische Kristall (120) an die aktive Zone (110) angrenzt.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the photonic crystal (120) is adjacent to the active zone (110). Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die aktive Zone (110) einen ersten Bereich (114) mit einer ersten Dotierung und einen zweiten Bereich (115) mit einer zweiten Dotierung aufweist, wobei der erste Bereich (114) und der zweite Bereich (115) den pn-Übergang (111) bilden, wobei im ersten Bereich (114) zumindest ein Quantentopf angeordnet ist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 8th , wherein the active zone (110) has a first region (114) with a first doping and a second region (115) with a second doping, wherein the first region (114) and the second region (115) form the pn junction (111), wherein at least one quantum well is arranged in the first region (114). Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach Anspruch 9, wobei der erste Bereich (114) zumindest einen p-dotierten GaN-Quantentopf aufweist und der zweite Bereich (115) ein n-dotiertes GaN-Substrat aufweist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to Claim 9 , wherein the first region (114) comprises at least one p-doped GaN quantum well and the second region (115) comprises an n-doped GaN substrate. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kontaktierungsschicht (150) für eine von der aktiven Zone (110) erzeugte elektromagnetische Strahlung (101) transparent ist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 10 , wherein the contacting layer (150) is transparent to electromagnetic radiation (101) generated by the active zone (110). Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Kontaktstruktur (161) ringförmig ist und eine Emissionsfläche (103) des optoelektronischen Halbleiterchips (100) im Inneren der ringförmigen ersten Kontaktstruktur (161) angeordnet ist, wobei die zweite Kontaktstruktur (162) flächig ist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 11 , wherein the first contact structure (161) is annular and an emission surface (103) of the optoelectronic semiconductor chip (100) is arranged in the interior of the annular first contact structure (161), wherein the second contact structure (162) is flat. Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Kontaktstruktur (161) flächig ist, wobei die zweite Kontaktstruktur (162) ringförmig ist und eine Emissionsfläche (103) des optoelektronischen Halbleiterchips (100) im Inneren der ringförmigen zweiten Kontaktstruktur (162) angeordnet ist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 11 , wherein the first contact structure (161) is planar, wherein the second contact structure (162) is annular and an emission surface (103) of the optoelectronic semiconductor chip (100) is arranged in the interior of the annular second contact structure (162). Optoelektronischer Halbleiterchip (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Kontaktierungsschicht (150) ein Indiumzinnoxid aufweist und/oder das erste Material (122) aufweist.Optoelectronic semiconductor chip (100) according to one of the Claims 1 until 13 , wherein the contacting layer (150) comprises an indium tin oxide and/or the first material (122). Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips mit den Schritten: - Bereitstellen einer aktiven Zone (110) mit einem pn-Übergang (111); - Aufbringen eines photonischen Kristalls (120) auf die aktive Zone (110), wobei der photonische Kristall (120) eine periodische Struktur (121) bestehend aus zumindest einem ersten Material (122) mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten Material (123) mit einem zweiten Brechungsindex aufweist, wobei das erste Material (122) periodisch angeordnete Ausnehmungen (124) aufweist, die zumindest teilweise mit dem zweiten Material (123) gefüllt sind, wobei der erste Brechungsindex größer ist als der zweite Brechungsindex; - Aufbringen einer Kontaktierungsschicht (150) auf den photonischen Kristall (120) derart, dass der photonische Kristall (120) zwischen der aktiven Zone (110) und der Kontaktierungsschicht (150) angeordnet ist; - Aufbringen einer ersten Kontaktstruktur (161) derart, dass die erste Kontaktstruktur (161) über die Kontaktierungsschicht (150) elektrisch leitfähig mit einer ersten Seite (112) der aktiven Zone (110) verbunden ist; - Aufbringen einer zweiten Kontaktstruktur (162) derart, dass die zweite Kontaktstruktur (162) mit einer zweiten Seite (112) der aktiven Zone (110) elektrisch leitfähig verbunden ist.Method for producing an optoelectronic semiconductor chip with the steps: - providing an active zone (110) with a pn junction (111); - applying a photonic crystal (120) to the active zone (110), the photonic crystal (120) having a periodic structure (121) consisting of at least a first material (122) with a first refractive index and a second material (123) with a second refractive index, the first material (122) having periodically arranged recesses (124) which are at least partially filled with the second material (123), the first refractive index being greater than the second refractive index; - applying a contacting layer (150) to the photonic crystal (120) such that the photonic crystal (120) is arranged between the active zone (110) and the contacting layer (150); - Applying a first contact structure (161) such that the first contact structure (161) is electrically conductively connected to a first side (112) of the active zone (110) via the contacting layer (150); - Applying a second contact structure (162) such that the second contact structure (162) is electrically conductively connected to a second side (112) of the active zone (110). Verfahren nach Anspruch 15, wobei der photonische Kristall (120) derart aufgebracht wird, dass zunächst das erste Material (122) als flächige Schicht aufgebracht wird, anschließend die Ausnehmungen (124) erzeugt werden und daran anschließend das zweite Material (123) derart aufgebracht wird, dass die Ausnehmungen (124) zumindest teilweise mit dem zweiten Material (123) gefüllt werden.Procedure according to Claim 15 , wherein the photonic crystal (120) is applied in such a way that first the first material (122) is applied as a flat layer, then the recesses (124) are created and then the second material (123) is applied in such a way that the recesses (124) are at least partially filled with the second material (123). Verfahren nach Anspruch 16, wobei das zweite Material (123) in einer Vorzugsrichtung (128) aufgebracht wird, wobei die aktive Zone (110) und das erste Material (122) schräg zur Vorzugsrichtung stehen.Procedure according to Claim 16 , wherein the second material (123) is applied in a preferred direction (128), wherein the active zone (110) and the first material (122) are oblique to the preferred direction. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die aktive Zone (110) und das erste Material (122) während des Aufbringens des zweiten Materials (123) rotiert werden.Procedure according to Claim 16 or 17 , wherein the active zone (110) and the first material (122) are rotated during the application of the second material (123). Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei nach dem Aufbringen des zweiten Materials (123) das zweite Material (123) wieder so weit abgetragen wird, bis das erste Material (122) wieder freiliegt.Procedure according to one of the Claims 16 until 18 , wherein after the application of the second material (123), the second material (123) is removed again until the first material (122) is exposed again. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Erzeugen der Ausnehmungen (124) mit einem anisotropen Ätzprozess erfolgt.Procedure according to one of the Claims 16 until 19 , wherein the recesses (124) are produced using an anisotropic etching process.
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