BAUELEMENT MIT VERGRABENEN DOTIERTEN BEREICHEN UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BAUELEMENTS

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Es wird ein Bauelement, insbesondere ein Bauelement mit

vergrabenen dotierten Bereichen angegeben. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.

10 Im Grenzbereich betriebene LED-Halbleiterchips , insbesondere

Hochstrom-LED-Halbleiterchips leiden oft unter der

Inhomogenität bezüglich der Stromverteilung innerhalb der

Halbleiterschichten, die dazu führt, dass die Leuchtdichte

nicht homogen verteilt wird. Werden die Halbleiterschichten

15 jedoch hoch dotiert, um die elektrische Leitfähigkeit zu

erhöhen, nimmt die Effizienz bezüglich der Lichtauskopplung

ab, da die Lichtabsorption der Halbleiterschichten mit

zunehmender Dotierkonzentration entsprechend zunimmt.

20 Eine Aufgabe ist es, ein Bauelement mit verbesserten

elektrischen Eigenschaften und verbesserten optischen

Eigenschaften anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Bauelement mit erhöhter Effizienz mittels eines

vereinfachten und kosteneffizienten Verfahrens herzustellen.

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Diese Aufgaben werden durch das Bauelement und durch das

Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß den

unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und

Weiterbildungen des Verfahrens oder des Bauelements sind

30 Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements,

weist dieses einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten Hauptkörper auf. Der Träger kann ein Aufwachssubstrat sein, auf dem der Hauptkörper oder ein

Halbleiterkörper des Hauptkörpers epitaktisch aufgewachsen ist. Zum Beispiel basiert der Halbleiterkörper oder der

Hauptkörper auf einem Verbindungshalbleitermaterial, etwa auf einem III-V- oder I I-VI-Verbindungshalbleitermaterial . Der Träger kann Saphirsubstrat oder ein Halbleitersubstrat sein. Abweichend davon ist es möglich, dass der Träger verschieden von einem Aufwachssubstrat ist. Zum Beispiel ist der Träger zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers eingerichtet. Insbesondere kann der Träger metallische Schichten oder metallische Leiterbahnen aufweisen, die mit dem Hauptkörper elektrisch leitend verbunden sind. Beispielsweise kann der Träger eine Leiterplatte sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Hauptkörper eine erste Halbleiterschicht eines ersten Ladungsträgertyps und eine zweite Halbleiterschicht eines von dem ersten Ladungsträgertyp verschiedenen zweiten

Ladungsträgertyps auf. Zum Beispiel sind die erste

Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht n-leitend beziehungsweise p-leitend ausgeführt, oder umgekehrt.

Insbesondere weist der Hauptkörper eine optisch aktive Zone auf, die zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Zum Beispiel ist die optisch aktive Zone eine pn-Übergangszone oder eine Zone mit einer MehrfachquantentopfStruktur . Im Betrieb des Bauelements ist die optisch aktive Zone insbesondere dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, ultravioletten oder im infraroten Spektralbereich zu emittieren oder zu detektieren. Das Bauelement oder der Hauptkörper des

Bauelements weist insbesondere eine Diodenstruktur auf. Zum Beispiel ist das Bauelement eine lichtemittierende Diode, etwa eine sogenannte Mikro-LED.

Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht können jeweils eine Mehrzahl von Teilschichten aufweisen, die entlang einer vertikalen Richtung übereinander angeordnet sind. Zum Beispiel basieren die Teilschichten der ersten Halbleiterschicht und/oder die Teilschichten der zweiten Halbleiterschicht oder alle Halbleiterschichten des

Hauptkörpers auf demselben Verbindungshalbleitermaterial.

Mehrere Schichten oder Teilschichten basieren auf demselben I I I-V-Verbindungshalbleitermaterial , wenn diese ein gleiches Element aus der dritten Hauptgruppe und ein gleiches Element aus der fünften Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente aufweisen. Analog basieren die Schichten auf demselben II-VI- Verbindungshalbleitermaterial , wenn diese ein gleiches

Element aus der zweiten Hauptgruppe und ein gleiches Element aus der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente aufweisen. Das Verbindungshalbleitermaterial selbst kann aus einer Gruppe der binären, ternären oder quaternären

Verbindungen sein und kann Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Zum Beispiel basieren die erste

Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht jeweils auf GaN. In diesem Fall können die Teilschichten der ersten und/oder zweiten Halbleiterschichten aus intrinsischen oder n-dotierten oder p-dotierten GaN-, GaAlN-, InGaAlN-Schichten gebildet sein.

Unter einer vertikalen Richtung wird allgemein eine Richtung verstanden, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche des Trägers oder des Hauptkörpers gerichtet ist. Unter einer lateralen Richtung wird dagegen eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Trägers oder des Hauptkörpers verläuft. Die vertikale

Richtung und die laterale Richtung sind quer, etwa orthogonal zueinander .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die erste Halbleiterschicht eine Mehrzahl von lokalen

Bereichen auf, die dotiert ausgeführt sind. Die lokalen dotierten Bereiche sind insbesondere einzelne Regionen der ersten Halbleiterschicht, die in lateralen Richtungen

voneinander räumlich beabstandet sind. Zwischen den lateral beabstandeten dotierten Bereichen befinden sich insbesondere weitere Bereiche der ersten Halbleiterschicht, die zum

Beispiel nicht dotiert sind oder im Vergleich zu den lokalen dotierten Bereichen eine andere Dotierkonzentration

aufweisen. Im Rahmen der Herstellungstoleranzen ist ein einzelner, lokaler und dotierter Bereich der ersten

Halbleiterschicht insbesondere eine abgeschlossene Region der Halbleiterschicht mit gleicher Dotierkonzentration.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die erste Halbleiterschicht eine Hauptschicht auf. Die

Hauptschicht ist insbesondere zusammenhängend ausgebildet und grenzt etwa unmittelbar an die lokalen Bereiche, zum Beispiel an alle lokalen Bereiche der ersten Halbleiterschicht an. Die Hauptschicht ist zumindest bereichsweise in der vertikalen Richtung zwischen der optisch aktiven Zone und den lokalen Bereichen der ersten Halbleiterschicht angeordnet. Die

Hauptschicht kann durch eine einzelne Schicht, eine

Schichtenfolge oder durch eine Mehrzahl von Teilschichten gebildet sein. Insbesondere sind die lokalen Bereiche zumindest teilweise oder vollständig in der Hauptschicht vergraben. In den lateralen Richtungen können die lokalen Bereiche von der Hauptschicht umschlossen, insbesondere vollständig

umschlossen sein. In Draufsicht auf den Träger können die lokalen Bereiche von der Hauptschicht vollständig bedeckt sein. Insbesondere weisen die lokalen Bereiche Seitenflächen und der aktiven Zone zugewandte Oberflächen auf, die von der Hauptschicht teilweise oder vollständig bedeckt sind.

Insbesondere sind die lokalen Bereiche durch das Material der Hauptschicht miteinander mechanisch verbunden. Es ist

möglich, dass die lokalen Bereiche der aktiven Zone

abgewandte Oberflächen aufweisen, die frei von einer

Bedeckung durch das Material der Hauptschicht sind. Entlang einer vertikalen Richtung können die lokalen Bereiche und die Hauptschicht bündig abschließen. Sind die lokalen Bereiche in der Hauptschicht jedoch vollständig vergraben oder

eingebettet, weisen die lokalen Bereiche keine Stellen auf, die nicht durch die Hauptschicht bedeckt sind.

Insbesondere unterscheiden sich die lokalen Bereiche von der Hauptschicht zumindest dadurch, dass die lokalen Bereiche und die Hauptschicht unterschiedlich dotiert sind, also

unterschiedliche Dotierstoffen aufweisen, und/oder

unterschiedliche Dotierkonzentrationen aufweisen. Die lokalen Bereiche und die Hauptschicht können jedoch auf demselben Verbindungshalbleitermaterial zum Beispiel auf GaN, GaP oder GaAs basieren. Insbesondere aufgrund der unterschiedlichen Dotierungen und/oder Dotierkonzentrationen können die

Hauptschicht und die lokalen Bereiche der ersten

Halbleiterschicht unterschiedliche elektrische und optische Eigenschaften aufweisen. Durch gezielte Ausgestaltungen der lokalen Bereiche der ersten Halbleiterschicht können die Stromverteilung, die Lichteinkopplung und/oder die Lichtauskopplung des Bauelements verbessert werden.

Zum Beispiel können diejenigen lokalen Bereiche, die

vorrangig für die Stromverteilung innerhalb der ersten

Halbleiterschicht eingerichtet sind, im Vergleich zu ihrer Umgebung höher dotiert sein. Diese lokalen Bereiche bilden insbesondere Stromverteilungsstege mit einem verringerten elektrischen Widerstand innerhalb der ersten

Halbleiterschicht. Diejenigen lokalen Bereiche, die für die Erzeugung und Transmission von elektromagnetischer Strahlung, zum Beispiel für die Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung, eingerichtet sind, können im Vergleich zu ihrer Umgebung niedriger dotiert sein. Im Vergleich zu ihrer

Umgebung weisen diese lokalen Bereiche einen geringeren

Absorptionsgrad auf und bilden somit optisch begünstigte Fenster der ersten Halbleiterschicht, durch die

elektromagnetische Strahlung ohne wesentliche Verluste hindurch transmittiert werden kann.

Je nach Anwendung ist es denkbar, dass die erste

Halbleiterschicht neben der Hauptschicht entweder lokale hoch dotierte Bereiche oder lokale niedrig dotierte Bereiche aufweist. Weist die Hauptschicht zum Beispiel eine höhere Dotierkonzentration auf als die lokalen Bereiche, kann die Hauptschicht ein System aus Stromverteilungsstegen,

insbesondere aus zusammenhängenden Stromverteilungsstegen bilden, wobei die lokalen Bereiche als optisch begünstigte Fenster der ersten Halbleiterschicht dienen. Weist die

Hauptschicht umgekehrt eine niedrigere Dotierkonzentration auf als die lokalen Bereiche, kann die Hauptschicht als optisch begünstigtes Fenster der ersten Halbleiterschicht dienen, wobei die lokalen dotierten Bereiche die

Stromverteilungsstege innerhalb der ersten Halbleiterschicht bilden. Auch ist es möglich, dass die Halbleiterschicht neben der Hauptschicht sowohl lokale hoch dotierte Bereiche als auch lokale niedrig dotierte Bereiche aufweisen. Die

Hauptschicht kann dotiert oder intrinsisch ausgeführt sein.

In mindestens einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten Hauptkörper auf. Der Hauptkörper weist eine erste

Halbleiterschicht eines ersten Ladungsträgertyps, eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Ladungsträgertyps und eine dazwischenliegende optisch aktive Zone auf. Die erste

Halbleiterschicht weist eine zusammenhängende Hauptschicht und lokale Bereiche auf, wobei die lokalen Bereiche zumindest stellenweise in der Hauptschicht vergraben und von der

Hauptschicht lateral umschlossen sind. Die lokalen Bereiche sind bevorzugt dotiert ausgeführt und somit zur Einstellung lokaler elektrischer und lokaler optischer Eigenschaften der ersten Halbleiterschicht eingerichtet. Insbesondere weisen die lokalen Bereiche im Vergleich zu der ersten

Halbleiterschicht eine geringere vertikale Schichtdicke auf. Die lokalen Bereiche sind somit zumindest teilweise

insbesondere in der ersten Halbleiterschicht vergraben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements sind die lokalen Bereiche einzelne voneinander lateral

beabstandete Bereiche der ersten Halbleiterschicht. Die

Hauptschicht ist in der vertikalen Richtung zumindest

teilweise zwischen der aktiven Zone und den lokalen Bereichen angeordnet. Die lokalen Bereiche können dieselbe

Materialzusammensetzung aufweisen. Im Rahmen der

Herstellungstoleranzen können die lokalen Bereiche gleiche oder unterschiedliche Dotierkonzentrationen aufweisen. Die lokalen Bereiche, insbesondere alle lokalen Bereiche können eine höhere oder eine niedrigere Dotierkonzentration

aufweisen als die Hauptschicht . Es ist jedoch möglich, dass einige der lokalen Bereiche eine höhere Dotierkonzentration aufweisen als die Hauptschicht, während andere lokale

Bereiche eine niedrigere Dotierkonzentration aufweisen als die Hauptschicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements

basieren die lokalen Bereiche und die Hauptschicht auf demselben Halbleitermaterial. Insbesondere weist die

Hauptschicht eine größere maximale vertikale Schichtdicke auf als die lokalen Bereiche. Mit anderen Worten weisen die lokalen Bereiche eine maximale vertikale Schichtdicke auf, die kleiner ist als die maximale vertikale Schichtdicke der Hauptschicht . Zum Beispiel sind die lokalen Bereiche in lateralen Richtungen durch Zwischenbereiche voneinander räumlich beabstandet, wobei die Zwischenbereiche durch

Material der Hauptschicht aufgefüllt, insbesondere

vollständig aufgefüllt sind. In Draufsicht bedeckt die

Hauptschicht die lokalen Bereiche insbesondere vollständig. Die lokalen Bereiche weisen somit insbesondere eine geringere maximale und insbesondere auch eine geringere mittlere vertikale Schichtdicke auf als die Hauptschicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Hauptschicht der ersten Halbleiterschicht eine erste Dotierkonzentration auf. Bevorzugt weisen die lokale Bereiche eine Dotierkonzentration aufweist, die sich um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder um 1000 % von der ersten

Dotierkonzentration der Hauptschicht unterscheidet.

Im Zweifel wird unter einer Dotierkonzentration einer Schicht oder eines Bereiches die mittlere Dotierkonzentration dieser Schicht oder dieses Bereiches verstanden. Ist die Hauptschicht niedrig dotiert oder weist die Hauptschicht lediglich Spuren von Dotierstoffen auf, kann ein Verhältnis der Dotierkonzentration der lokalen Bereiche zu der Dotierkonzentration der Hauptschicht mindestens 10, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ oder mindestens 10 ⁶ betragen. Ist die

Hauptschicht dagegen hoch dotiert und die lokalen Bereiche niedrig dotiert, kann ein Verhältnis der Dotierkonzentration der Hauptschicht zu der Dotierkonzentration der lokalen

Bereiche mindestens 10, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ oder mindestens 10 ⁶ betragen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist die erste Halbleiterschicht n-leitend ausgeführt ist. Die

Hauptschicht kann eine maximale Dotierkonzentration oder eine tatsächliche Dotierkonzentration zwischen einschließlich 4.10 ¹⁸ cnr ³ und 4.10 ¹⁹ cnr ³ aufweisen.

Die n-dotierten lokalen Bereiche sind bereichsweise bevorzugt als Stromverteilungsstege ausgeführt, die einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen als die Hauptschicht . Dies kann dadurch erzielt werden, dass eine Dotierkonzentration der Stromverteilungsstege um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder um mindestens 1000 % größer ist als die

Dotierkonzentration der Hauptschicht . Die Hauptschicht und die lokalen Bereiche können dieselben Dotierstoffe aufweisen.

Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die lokalen n- dotierten Bereiche bereichsweise als optisch begünstigte Fenster ausgeführt sind, die für eine im Betrieb des

Bauelements von der optisch aktiven Zone emittierte Strahlung einen größeren Transmissionsgrad aufweisen als die

Hauptschicht . Dies kann erzielt werden, indem die optisch begünstigten Fenster eine Dotierkonzentration aufweisen, die um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder um mindestens 1000 % kleiner ist als die Dotierkonzentration der Hauptschicht .

Es ist möglich, dass die lokalen Bereiche unterschiedliche Dotierkonzentrationen aufweisen. Zum Beispiel können einige der lokalen Bereiche als Stromverteilungsstege ausgeführt sein. Andere lokale Bereiche können als optisch begünstigte Fenster der ersten Halbleiterschicht ausgeführt sein.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist die Dotierkonzentration der Hauptschicht, insbesondere die mittlere Dotierkonzentration oder die tatsächliche

Dotierkonzentration der Hauptschicht, zwischen einschließlich 1.10 ¹⁷ cnr ³ und 4.10 ¹⁹ cnr ³ oder zwischen einschließlich 4.10 ¹⁸ cnr ³ und 4.10 ¹⁹ cm ^-3 . Abweichend davon ist es möglich, dass die Hauptschicht eine geringere Dotierkonzentration oder

lediglich Spuren von Dotierstoffen aufweist, die zum Beispiel aus den lokalen dotierten Bereichen in die Hauptschicht eindiffundiert sind.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements

ist die erste Halbleiterschicht p-leitend ausgeführt. Die Hauptschicht kann eine maximale Dotierkonzentration oder eine tatsächliche Dotierkonzentration zwischen einschließlich 1.10 ¹⁷ cnr ³ und 3.10 ¹⁸ cnr ³ aufweisen.

Die p-dotierten lokalen Bereiche sind bereichsweise bevorzugt als Stromverteilungsstege ausgeführt, die einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen als die Hauptschicht . Dies kann erzielt werden, indem eine Dotierkonzentration der

Stromverteilungsstege um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder um mindestens 1000 % größer ist als die Dotierkonzentration der Hauptschicht . Die Hauptschicht und die lokalen Bereiche können dieselben Dotierstoffe aufweisen.

Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die p- dotierten lokalen Bereiche sind bereichsweise als optisch begünstigte Fenster ausgeführt, die für eine im Betrieb des Bauelements von der optisch aktiven Zone emittierte Strahlung einen größeren Transmissionsgrad aufweisen als die

Hauptschicht . Dies kann erzielt werden, indem die optisch begünstigten Fenster eine Dotierkonzentration aufweisen, die um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder um mindestens 1000 % kleiner ist als die Dotierkonzentration der Hauptschicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die zweite Halbleiterschicht eine zusammenhängende

Hauptschicht und lokale Bereiche auf, wobei die lokalen

Bereiche zumindest stellenweise in der Hauptschicht der zweiten Halbleiterschicht vergraben und von der Hauptschicht der zweiten Halbleiterschicht lateral umschlossen sind. Die lokalen Bereiche sind bevorzugt dotiert ausgeführt und somit zur Einstellung lokaler elektrischer und lokaler optischer Eigenschaften der zweiten Halbleiterschicht eingerichtet. Insbesondere weisen die lokalen Bereiche im Vergleich zu der zweiten Halbleiterschicht eine geringere vertikale

Schichtdicke auf.

Analog zu der ersten Halbleiterschicht ist es möglich, dass die zweite Halbleiterschicht ebenfalls lokale Bereiche mit unterschiedlichen Dotierkonzentrationen aufweisen, wobei die lokalen Bereiche der zweiten Halbleiterschicht als

Stromverteilungsstege oder als optisch begünstigte Fenster der zweiten Halbleiterschicht ausgeführt sind. Es ist

ebenfalls möglich, dass einige der lokalen Bereiche als Stromverteilungsstege ausgeführt und andere lokale Bereiche als optisch begünstigte Fenster der zweiten Halbleiterschicht ausgeführt sind.

Die zweite Halbleiterschicht kann bezüglich der Hauptschicht und der lokalen dotierten Bereiche analog zu der ersten

Halbleiterschicht ausgebildet sein. Die im Zusammenhang mit der ersten Halbleiterschicht offenbarten Merkmale

insbesondere bezüglich der Hauptschicht, der lokalen

Bereiche, der unterschiedlichen Dotierungen und/oder

Dotierkonzentrationen in der Hauptschicht und in den lokalen Bereichen können daher für die zweite Halbleiterschicht herangezogen werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements

sind die lokalen Bereiche der ersten und/oder der zweiten Halbleiterschicht bereichsweise als Stromverteilungsstege und bereichsweise als optisch begünstigte Fenster ausgeführt, wobei die Stromverteilungsstege eine höhere

Dotierkonzentration aufweisen als die optisch begünstigten Fenster. Zum Beispiel weisen die Stromverteilungsstege eine Dotierkonzentration auf, die sich um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder um 1000 % von der Dotierkonzentration der optisch begünstigten Fenster unterscheidet. Es ist möglich, dass einige der lokalen Bereiche, die als

Stromverteilungsstege ausgeführt sind, hoch dotiert sind, während andere lokale Bereiche, als optisch begünstigte

Fenster ausgeführt sind, niedrig dotiert sind, sodass ein Verhältnis der Dotierkonzentration der hoch dotierten

Bereiche zu der Dotierkonzentration der niedrig dotierten Bereiche auch mindestens 10, 10 ² , 10 ³ , 10 ⁴ , 10 ⁵ oder

mindestens 10 ⁶ sein kann, zum Beispiel zwischen

einschließlich 10 und 10 ¹⁶ . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses mehrere lateral beabstandete

Durchkontaktierungen auf, wobei sich die Durchkontaktierungen zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Zone hindurch in die erste Halbleiterschicht hinein erstrecken. In Draufsicht auf den Träger können zumindest einige der

Durchkontaktierungen mit den lokalen als

Stromverteilungsstege ausgeführten Bereichen überlappen. In Draufsicht können die Stromerweiterungsstege derart

ausgebildet sein, dass diese von der zugehörigen

Durchkontaktierung oder von den Durchkontaktierungen lateral wegführen. Auch ist es möglich, dass mehrere

Stromerweiterungsstege an einer Durchkontaktierung

Zusammentreffen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements sind die Durchkontaktierungen und die lokalen als optisch

begünstigte Fenster ausgeführten Bereiche in Draufsicht auf den Träger frei von Überlappungen. Es ist möglich, dass mehrere Durchkontaktierungen und/oder mehrere lokale als Stromverteilungsstege ausgeführte Bereiche derart um einen lokalen als optisch begünstigtes Fenster ausgeführten Bereich angeordnet sind, dass dieser in lateralen Richtungen von den Durchkontaktierungen und/oder von den Stromverteilungsstegen umgeben sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements sind die vergrabenen Bereiche epitaktisch gebildete

Halbleiterbereiche. Die vergrabenen Bereiche der ersten

Halbleiterschicht oder der zweiten Halbleiterschicht können aus dem gleichen Material gebildet sein. Es ist jedoch möglich, dass verschiedene lokale vergrabene Bereiche unterschiedliche Dotierkonzentrationen und/oder

unterschiedliche Dotierstoffe aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Kontaktstelle zur externen elektrischen

Kontaktierung des Bauelements auf. Die lokalen Bereiche sind bereichsweise als Stromverteilungsstege ausgeführt. Bevorzugt weisen die Stromverteilungsstege bezüglich ihrer

Dotierkonzentration einen Gradienten auf, sodass die

Stromverteilungsstege mit einem ersten lateralen Abstand zur Kontaktstelle eine höhere Dotierkonzentration aufweisen als die Stromverteilungsstege mit einem zweiten lateralen Abstand zur Kontaktstelle, wobei der erste Abstand kleiner ist als der zweite Abstand. Durch eine solche Ausgestaltung der

Dotierkonzentrationen weist die erste oder die zweite

Halbleiterschicht mit zunehmender Nähe zu der Kontaktstelle Regionen mit verringertem elektrischem Widerstand auf, sodass elektrische Ladungsträger besser von der Kontaktstelle abgeführt und somit gleichmäßig in der ersten oder zweiten Halbleiterschicht verteilt werden können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die optisch aktive Zone eine innere vertikale Stufe im

Hauptkörper auf. Insbesondere weisen die erste

Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht an der Stufe der aktiven Zone jeweils einen entsprechenden

vertikalen Sprung auf. Die aktive Zone kann zumindest zwei Teilregionen aufweisen, die zwar mechanisch miteinander verbunden jedoch vertikal versetzt zueinander angeordnet sind. Die vertikale Versetzung innerhalb der aktiven Zone kann zu einem sogenannten Purcell-Effekt führen, bei dem die Wahrscheinlichkeit spontaner Emission und somit die

Emissionsrate erhöht werden kann. Der vertikale Sprung kann eine abrupte oder durch eine allmähliche Änderung in der Schichtstruktur des

Halbleiterkörpers oder des Hauptkörpers sein. Der vertikale Sprung oder die vertikale Stufe kann einen Übergangsbereich zum Beispiel in Form einer horizontalen kontinuierlichen Äbflachung aufweisen. Es ist möglich, dass der vertikale Sprung oder die vertikale Stufe der aktiven Zone

kontinuierlich in darüber oder darunter liegende insbesondere ebene Schichten übergeht, sodass vertikale Sprung oder die vertikale Stufe in den weiteren Halbleiterschichten flacher ausgestaltet ist. Insbesondere können die Kanten der Stufe abgeflacht oder abgerundet ausgeführt sein. Es ist jedoch möglich, dass die Stufe oder der vertikale Sprung nicht nur im Bereich der aktiven Zone sondern auch in weiteren

Schichten des Halbleiterkörpers gebildet ist. Zum Beispiel kann sich die Stufe oder der vertikale Sprung auch im Aufbau der QuantentopfStruktur wiederfinden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses Auskoppelstrukturen zur Erhöhung der

Auskoppeleffizienz elektromagnetischer Strahlung auf, wobei sich die Auskoppelstrukturen bereichsweise auf dem

Hauptkörper und/oder innerhalb des Hauptkörpers befinden. Die äußeren Auskoppelstrukturen können durch Strukturierung einer äußeren Halbleiterschicht gebildet werden. Die inneren

Auskoppelstrukturen können durch die Anwendung eines

strukturierten Aufwachssubstrats erzeugt werden. Ein

strukturiertes Aufwachssubstrat weist insbesondere eine freiliegende Wachstumsfläche auf, auf die Halbleitermaterial zur Ausbildung des Hauptkörpers direkt aufgebracht werden kann. Ein solches Aufwachssubstrat kann ein strukturiertes Saphirsubstrat sein. In einer Ausführungsform einer Lichtquelle weist diese ein Bauelement, insbesondere ein hier beschriebenes Bauelement auf, wobei die optisch aktive Zone im Betrieb des Bauelements zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren, infraroten oder im ultravioletten Spektralbereich

eingerichtet ist. Die Lichtquelle kann in der

Allgemeinbeleuchtung oder in einem Scheinwerfer eines

Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Auch ist es denkbar, dass die Lichtquelle oder das Bauelement in elektronischen

Geräten, Handys, Touchpads, Laserdrucker, Kameras,

Erkennungskameras, Displays oder in Systemen aus LEDs,

Sensoren, Laserdioden und/oder Detektoren Anwendung finden. Das Bauelement kann ein Hochstrombetrieb-LED sein. Auch ist es möglich, dass das Bauelement ein Niedrigstrombetrieb-LED, insbesondere ein Saphir-LED, etwa in Form eines Flipchips. Außerdem kann das Bauelement ein Festkörper-Bauelement sein, etwa ein Festkörper-LED oder ein Festkörperlaser.

In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements wird eine Mehrzahl von lateral beabstandeten und dotierten Bereichen aus einem

Halbleitermaterial auf einem Aufwachssubstrat ausgebildet.

Der Hauptkörper des herzustellenden Bauelements weist eine erste Halbleiterschicht eines ersten Ladungsträgertyps, eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Ladungsträgertyps und eine dazwischenliegende optisch aktive Zone auf. Nach dem Ausbilden der dotierten Bereiche auf dem Aufwachssubstrat werden diese mit Halbleitermaterialien zur Formung des

Hauptkörpers insbesondere derart überwachsen, dass die dotierten Bereiche als integrale Teilbereiche der ersten Halbleiterschicht gebildet sind. Die erste Halbleiterschicht weist außerdem eine zusammenhängende Hauptschicht auf, wobei die dotierten Bereiche zumindest stellenweise in der Hauptschicht vergraben und von der Hauptschicht lateral umschlossen sind. Die dotierten Bereiche sind insbesondere zur Einstellung lokaler elektrischer und lokaler optischer Eigenschaften der ersten Halbleiterschicht eingerichtet. Die lokalen Bereiche weisen dabei im Vergleich zu der ersten Halbleiterschicht eine geringere vertikale Schichtdicke auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements werden mehrere lateral

beabstandete Durchkontaktierungen zur elektrischen

Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht derart gebildet, dass sich die Durchkontaktierungen durch die zweite

Halbleiterschicht und die aktive Zone hindurch in die erste Halbleiterschicht hinein erstrecken. Das Ausbilden der

Durchkontaktierungen erfolgt bevorzugt justiert zu den lokalen vergrabenen dotierten Bereichen. Die Positionen der Durchkontaktierungen können durch die Positionen der lokalen dotierten Bereiche vorgegeben sein. Zum Beispiel weisen die Durchkontaktierungen in Draufsicht Überlappungen mit den höher dotierten Bereichen und keine Überlappungen mit den niedriger dotierten Bereichen der ersten und/oder der zweiten Halbleiterschicht auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Hauptkörper zunächst als Teil eines Hauptkörperverbunds gebildet, wobei der Hauptkörper derart aus dem

Hauptkörperverbund vereinzelt wird, dass der Hauptkörper an die Form eines lokalen dotierten Bereichs oder an die Form oder die Anordnung mehrerer lokaler dotierter Bereiche angepasst ist. Zum Beispiel können der Hauptkörper und zumindest ein lokaler dotierter Bereich der ersten oder zweiten Halbleiterschicht die gleiche Geometrie aufweisen. In diesem Sinne kann der Hauptkörper kongruent zu dem lokalen dotierten Bereich gebildet werden. Eine solche kongruente Geometrie des Hauptkörpers und des lokalen dotierten Bereichs oder eine Anpassung des Hauptkörpers an die Geometrie oder an die Anordnung der lokalen dotierten Bereiche kann am

fertiggestellten Bauelement festgestellt werden. Die

dotierten Bereiche sind insbesondere epitaktisch in dem

Hauptkörper integriert. Die dotierten Bereiche sind

insbesondere mit den Strukturen des Bauelements, insbesondere mit den Chipstrukturen geometrisch korreliert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zur Bildung der lokalen dotierten Bereiche zunächst homogene insbesondere zusammenhängende Schichten aufgewachsen .

Anschließend kann eine Maskenstruktur, zum Beispiel eine SiN- Maske, auf diese Schichten aufgebracht werden. Mit Hilfe der Maskenstruktur kann eine regionale Diffusion von

Dotierstoffen insbesondere im Epitaxie-Reaktor zur Erhöhung der lokalen n- oder p-Dotierkonzentration durchgeführt werden. Die Maskenstruktur kann entfernt werden, bevor weitere Halbleiterschichten insbesondere mit der aktiven Zone, auf die lokalen dotierten Bereiche aufgebracht werden. Als eine Alternative zur lokalen Diffusion von Dotierstoffen ist es möglich, die lokalen dotierten Bereiche mit erhöhter lokaler n- oder p-Dotierkonzentration durch regionales

Wachsen von geometrischen Schichtstrukturen insbesondere im Epitaxie-Reaktor zu erzeugen. Hierfür kann ebenfalls eine Maskenstruktur Anwendung finden, die vor dem Aufbringen weiterer Halbleiterschichten insbesondere mit der aktiven Zone auf die lokalen dotierten Bereiche entfernt wird.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Bauelements sowie des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1A bis 10 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figuren 1A, 1B und IC schematische Darstellungen

verschiedener Vergleichsbeispiele eines Bauelements,

Figuren 2A, 2B, 2C, 2D und 2E schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Bauelements,

Figuren 3A, 3B, 4A und 4B schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelements,

Figuren 5A, 5B und 5C schematische Darstellungen zur

Erläuterung des Grundprinzips eines hier beschriebenen

Bauelements ,

Figuren 6A, 6B, 6C, 7A und 7B schematische Darstellungen einiger Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels zur Herstellung eines Bauelements,

Figuren 8A und 8B schematische Darstellungen einiger Kurven bezüglich der Dotierkonzentration oder abhängig von den verschiedenen Dotierkonzentrationen, und

Figuren 9A, 9B, 9C und 10 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele eines Bauelements.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur

Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden. In Figur ein 1A ist Vergleichsbeispiel für ein Bauelement 10 schematisch dargestellt, das einen Träger 1 und einen auf dem Träger 1 angeordneten Hauptkörper 2 aufweist. Der Hauptkörper 2 kann ein Halbleiterkörper 2 sein. Insbesondere ist der Träger 1 ein Aufwachssubstrat 1A, auf dem der

Halbleiterkörper 2 epitaktisch aufgewachsen ist. Es ist möglich, dass der Träger 1 strahlungsdurchlässig ausgebildet ist. Der Träger 1 kann ein Saphirsubstrat 1A oder ein

Halbleitersubstrat 1A sein. Das Bauelement 10 weist eine Vorderseite 11 und eine der Vorderseite 11 abgewandte

Rückseite 12 auf. Zum Beispiel ist die Vorderseite 11 als Strahlungsaustrittsseite oder Strahlungseintrittsseite des Bauelements 10 ausgebildet. Es ist möglich, dass das

Bauelement 10 über die Rückseite 12, insbesondere

ausschließlich über die Rückseite 12, extern elektrisch kontaktierbar ist.

Der Hauptkörper 2 weist eine erste Halbleiterschicht 21, eine zweite Halbleiterschicht 22 und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnete optisch aktive Zone 23 auf. Im Betrieb des

Bauelements 10 ist die aktive Zone 23 insbesondere zur

Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Bevorzugt ist die erste Halbleiterschicht 21 n- leitend ausgeführt. Die zweite Halbleiterschicht 22 ist in diesem Fall p-leitend ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, dass die erste Halbleiterschicht 21 p-leitend und die erste Halbleiterschicht 22 n-leitend ausgeführt sind.

Zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers 2 oder des Bauelements 10 weist das Bauelement 10 eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen 20 auf. Die Durchkontaktierung 20 erstreckt sich entlang der vertikalen Richtung insbesondere durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die optisch aktive Zone 23 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein.

Die Durchkontaktierung 20 ist in lateralen Richtungen durch eine Isolierungsstruktur 201 umschlossen. Die

Isolierungsstruktur 201 verhindert einen direkten

elektrischen Kontakt zwischen der Durchkontaktierung 20 und der zweiten Halbleiterschicht 22 sowie zwischen der

Durchkontaktierung 20 und der optisch aktiven Zone 23. Die Isolierungsstruktur 201 erstreckt sich entlang der vertikalen Richtung analog zu der Durchkontaktierung 20 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die optisch aktive Zone 23 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein. Insbesondere steht die Durchkontaktierung 20 im direkten elektrischen Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 21. Zur elektrischen

Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 kann das Bauelement 10 eine elektrische Kontaktstelle auf der zweiten Halbleiterschicht 22 aufweisen, die in der Figur 1A nicht dargestellt ist.

Das in der Figur 1B dargestellte Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A dargestellten Bauelement 10. Im Unterschied hierzu weist das Bauelement 10 einen Träger 1 auf, der verschieden von einem Aufwachssubstrat ist. Zum Beispiel weist der Träger 1 einen Grundkörper IC aus Metall, Keramik oder aus Kunststoff auf. Des Weiteren weist der Träger 1 zur elektrischen

Kontaktierung der Durchkontaktierungen 20 eine erste

Anschlussschicht 60 und eine erste Kontaktschicht 61 auf.

Die Durchkontaktierungen 20, etwa alle Durchkontaktierungen 20, können über die erste Anschlussschicht 60 miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Zum Beispiel ist die erste Anschlussschicht 60 über die Kontaktschicht 61 extern elektrisch kontaktierbar. Die erste Kontaktschicht 61 kann seitlich der Anschlussschicht 60 angeordnet sein und die Form einer Kontaktfläche oder eines Kontaktpads aufweisen, oder - wie in der Figur 1B schematisch dargestellt - auf der

Rückseite 12 des Bauelements 10 angeordnet sein. Der

Grundkörper IC des Trägers 1 kann elektrisch leitfähig ausgeführt sein. Alternativ ist es möglich, dass der

Grundkörper IC des Trägers 1 elektrisch isolierend

ausgebildet ist, wobei Durchkontakte durch den Grundkörper IC hindurch zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der Anschlussschicht 60 und der ersten

Kontaktschicht 61 gebildet sind.

Zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 weist das Bauelement 10 eine zweite Anschlussschicht 50 auf, die in der vertikalen Richtung zwischen der zweiten Halbleiterschicht 22 und der ersten Anschlussschicht 60 angeordnet ist. Gemäß Figur 1B sind die erste

Anschlussschicht 60 und die zweite Anschlussschicht 50 auf derselben Seite des Hauptkörpers 2 angeordnet, wobei sich die Durchkontaktierungen 20 durch die zweite Anschlussschicht 50 hindurch erstrecken.

Durch die Isolierungsstruktur 201, die bereichsweise zwischen der ersten Anschlussschicht 60 und der zweiten

Anschlussschicht 50 angeordnet ist, ist die zweite

Anschlussschicht 50 von der ersten Anschlussschicht 60 und von den Durchkontaktierungen 20 elektrisch isoliert. Es ist möglich, dass die zweite Anschlussschicht 50 unmittelbar an die zweite Halbleiterschicht 22 angrenzt. Zur externen elektrischen Kontaktierung der zweiten Anschlussschicht 50 weist das Bauelement 10 eine zweite Kontaktschicht 62 auf.

Die zweite Kontaktschicht 62 kann seitlich des Halbleiterkörpers 2 angeordnet sein und insbesondere die Form einer Kontaktfläche oder eines Kontaktpads aufweisen.

Als weiterer Unterschied zu dem in der Figur 1A dargestellten Bauelement 10 ist das Bauelement 10 gemäß Figur 1B frei von einem Aufwachssubstrat 1A. Insbesondere wird das

Aufwachssubstrat 1A entfernt, wodurch die erste

Halbleiterschicht 21 freigelegt wird. Zum Beispiel bildet die freigelegte Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 21 die Vorderseite 11 des Bauelements 10.

In Figur IC ist das Bauelement 10 in Draufsicht auf die

Vorderseite 11 schematisch dargestellt. Im Betrieb des

Bauelements 10 ist die optisch aktive Zone 23 insbesondere zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet, wobei die Vorderseite 11 als Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements 10 dient.

Wie in der Figur IC schematisch dargestellt kann eine

Inhomogenität in der Leuchtdichteverteilung auf der

Vorderseite 11 des Bauelements 10 auftreten. Die Vorderseite 11 kann eine erhöhte Leuchtdichte in unmittelbarer Umgebung der Durchkontaktierung/en 20 aufweisen. Mit zunehmendem lateralem Abstand von der Durchkontaktierung 20 nimmt die Leuchtdichte allmählich ab. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die erste Halbleiterschicht 21 in der Regel eine geringe elektrische Querleitfähigkeit aufweist und sich die

Ladungsträger daher verstärkt in der unmittelbaren Umgebung der Durchkontaktierungen 20 befinden. Um die elektrische Leitfähigkeit der ersten Halbleiterschicht 21 zu erhöhen, kann die erste Halbleiterschicht 21 hoch dotiert ausgeführt sein. Die hohe Dotierkonzentration in der ersten

Halbleiterschicht 21 führt jedoch zu einer erhöhten Absorption der in der optisch aktiven Zone 23 erzeugten elektromagnetischen Strahlung.

Das in der Figur 2A dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu sind die Schichten des Bauelements 10 etwas

detaillierter dargestellt. Der Träger 1 kann ein

Aufwachssubstrat 1A sein oder einen von dem Aufwachssubstrat 1A verschiedenen Grundkörper IC aufweisen. Als weiterer

Unterschied zur Figur 1A weist die erste Halbleiterschicht 21 gemäß Figur 2A eine Hauptschicht 21B und zumindest einen lokalen dotierten Bereich 3 auf. Bezüglich der

Dotierkonzentration unterscheidet sich der lokale dotierte Bereich 3 beispielsweise um mindestens 5 %, 10 %, 50 %, 100 % oder 1000 % von der Hauptschicht 21B. Dabei kann der lokale dotierte Bereich 3 eine höhere oder eine niedrigere

Dotierkonzentration als die Hauptschicht 21 B aufweisen.

Insbesondere ist der lokale dotierte Bereich 3 zumindest teilweise in der Hauptschicht 21B vergraben. Der dotierte Bereich 3 weist eine vertikale Schichtdicke 3D auf, die kleiner ist als eine vertikale Schichtdicke 21D der

Hauptschicht 21B oder eine vertikale Schichtdicke 21D der gesamten ersten Halbleiterschicht 21. Zum Beispiel ist ein Verhältnis der vertikalen Schichtdicke 21D zu der vertikalen Schichtdicke 3D zwischen 1 und einschließlich 10 oder

zwischen 1 und einschließlich 5 oder zwischen 1 und

einschließlich 3. Die vertikale Schichtdicke 21D kann

mindestens 1,5-mal, zweimal, dreimal oder mindestens fünfmal so groß sein wie die vertikale Schichtdicke 3D. In Draufsicht auf den Träger 1 können eine der aktiven Zone 23 zugewandte Oberfläche sowie alle Seitenflächen des dotierten Bereichs 3 von der Hauptschicht 21B bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt sein. Es ist möglich, dass eine der aktiven Zone 23 abgewandte Oberfläche des dotierten Bereichs 3 frei von einer Bedeckung durch die Hauptschicht 21B ist. An dieser

Oberfläche kann der dotierte Bereich 3 mit der Hauptschicht 21B bündig abschließen. Die erste Halbleiterschicht 21 weist insbesondere eine Mehrzahl von solchen lokalen dotierten Bereichen 3 auf.

In Figur 2A ist schematisch dargestellt, dass der lokale Bereich 3 als hoch dotierter bzw. als höher-dotierter Bereich 3H ausgeführt ist, der insbesondere eine höhere Konzentration an Dotierstoffen aufweist als die Hauptschicht 21B. In

Draufsicht kann die Durchkontaktierung 20 mit dem ihr

zugehörigen lokalen höher-dotierten Bereich 3H überlappen.

Die Durchkontaktierung 20 kann eine Anschlussschicht 20A und eine Hauptschicht 20B aufweisen, wobei die Anschlussschicht 20A insbesondere unmittelbar an die erste Halbleiterschicht

21 angrenzt. Die Hauptschicht 20B der Durchkontaktierung 20 kann eine Öffnung des Hauptkörpers 2 teilweise oder

vollständig bedecken und steht insbesondere im direkten elektrischen Kontakt mit der Anschlussschicht 20A. Entlang der lateralen Richtung kann der dotierte Bereiche 3H über die Durchkontaktierung 20 oder zumindest über die

Anschlussschicht 20A der Durchkontaktierung 20 hinausragen.

Zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht

22 weist das Bauelement 10 zum Beispiel weitere

Anschlussschichten 5 und 50 oder zumindest eine

Kontaktschicht 62 auf, wobei eine zweite Anschlussschicht 50 insbesondere im direkten elektrischen Kontakt mit der zweiten Halbleiterschicht 22 steht. Die zweite Anschlussschicht 50 oder die Kontaktschicht 62 kann als Spiegelschicht ausgebildet sein. Zur elektrischen Isolierung der Durchkontaktierung 20 von der aktiven Zone 23, der zweiten Halbleiterschicht 22 und von den Anschlussschichten 5 und 50 sowie von der Kontaktschicht 62 weist das Bauelement 10 eine Isolierungsstruktur 201 und/oder eine Passivierungsschicht 20P auf. Die Isolierungsstruktur 201 kann einschichtig oder mehrschichtig ausgeführt sein. Die Anschlussschicht 20A der Durchkontaktierung 20 kann in lateralen Richtungen von der Isolierungsstruktur 201 vollständig umgeben sein.

Die Isolierungsstruktur 201 kann eine Seitenfläche des

Hauptkörpers 2 bedecken, insbesondere vollständig bedecken.

An der Seitenfläche des Hauptkörpers 2 bildet die

Isolierungsstruktur 201 insbesondere eine Diffusionsbarriere, die mögliche Leckströme über den Chiprand während der Chip- Prozessierung sowie im Betrieb des Bauelements 10 verhindert.

Insbesondere ist der lokale höher-dotierte Bereich 3H als Stromverteilungssteg ausgeführt. In Figur 2B ist eine

Mehrzahl von solchen Stromverteilungsstegen schematisch dargestellt. Die Stromverteilungsstege oder die höher

dotierten Bereiche 3H können sternförmig um die jeweiligen Durchkontaktierung 20 angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Stromverteilungsstege in Draufsicht von einer Durchkontaktierung 20 starten und entlang der lateralen

Richtungen von dieser Durchkontaktierung 20 weggeführt sein. Insbesondere erstreckt sich der Stromverteilungssteg entlang der lateralen Richtung von einer Durchkontaktierung 20 zu einer anderen Durchkontaktierung 20 hin. Zum Beispiel sind die Stromverteilungsstege derart angeordnet, dass benachbarte Durchkontaktierungen 20 über die Stromverteilungsstege miteinander verbunden sind. In Draufsicht können die

Stromverteilungsstege ein Netzwerk bilden, das eine gleichmäßige Stromdichteverteilung innerhalb der ersten

Halbleiterschicht 21 fördert. Das Netzwerk kann eine Mehrzahl von Reihen und Spalten von Stromverteilungsstegen aufweisen.

Das in der Figur 2C dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2B dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10. Von jeder der

Durchkontaktierung 20 erstrecken sich die

Stromverteilungsstege in vier verschiedene laterale

Richtungen. Im Unterschied zu Figur 2B berühren sich die Stromverteilungsstege, die von verschiedenen

Durchkontaktierungen 20 starten, einander nicht.

In Draufsicht können die höher-dotierten Bereiche 3H, die insbesondere als Stromverteilungsstege ausgeführt sind, einen Anteil der Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 21 etwa zwischen einschließlich 3 % und 40 %, zwischen einschließlich 3 % und 30 %, zwischen einschließlich 3 % und 20 % oder zwischen einschließlich 3 % und 10 % bedecken.

In den Figuren 2D und 2E sind die als Stromverteilungsstege ausgebildeten höher-dotierten Bereiche 3H sowie ihre

Einflüsse im Hinblick auf die Erhöhung der Querleitfähigkeit innerhalb der ersten Halbleiterschicht 21 schematisch

dargestellt .

Das in der Figur 3A dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu sind die lokalen dotierten Bereiche 3 insbesondere als niedrig dotierte bzw. als niedriger-dotierte Bereiche 3N ausgebildet. Die lokalen dotierten Bereiche 3N sind

insbesondere als optisch begünstigte Fenster der ersten Halbleiterschicht 21 ausgeführt. Bevorzugt weisen die lokalen dotierten Bereiche 3N eine geringere Konzentration an

Dotierstoffen und somit einen geringeren Absorptionsgrad auf als die Hauptschicht 21B. In Draufsicht weisen die niedriger dotierten Bereiche 3N insbesondere keine oder kaum

Überlappungen mit den zugehörigen Durchkontaktierungen 20 oder mit den Anschlussschichten 20A der Durchkontaktierungen 20 auf.

In Draufsicht können die niedriger-dotierten Bereiche 3N einen Anteil der Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 21 etwa zwischen einschließlich 20 % und 90 %, zwischen

einschließlich 30 % und 80 %, zwischen einschließlich 40 % und 70 % oder zwischen einschließlich 30 % und 60 % bedecken.

In Figur 3B sind die niedriger-dotierten Bereiche 3N, die insbesondere als optisch begünstigte Fenster des Bauelements 10 ausgeführt sind, schematisch dargestellt. In Draufsicht sind die niedriger-dotierten Bereiche 3N in lateralen

Richtungen insbesondere zwischen den Durchkontaktierungen 20 angeordnet. Je nach Anwendung kann das Bauelement 10 in kleinere Bauelemente 10 zerteilt werden. Zum Beispiel ist in der Figur 3B ein Teilbereich markiert, der ein einzelnes Bauelement 10 bilden kann. Das einzelne markierte Bauelement 10 weist ein optisch begünstigtes Fenster 3N auf, das an der Geometrie dieses Bauelements 10 angepasst ist. In diesem Sinne können kongruente, an der Geometrie des Bauelements 10 angepasste Epitaxie-Strukturen oder dotierte Bereiche 3 erzeugt werden.

Das in der Figur 4A dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen den in den Figuren 2A und 3A dargestellten Ausführungsbeispielen eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu weist das Bauelement 10 sowohl niedriger dotierte Bereiche 3N als auch höher-dotierte Bereiche 3H auf. Die im Zusammenhang mit den Figuren 2A und 3A beschriebenen Merkmale können daher auch für das in der Figur 4A

dargestellte Ausführungsbeispiel herangezogen werden. Die Bereiche 3H weisen eine höhere Dotierkonzentration auf als die Bereiche 3N und/oder als die Hauptschicht 21B.

In Figur 4B ist eine mögliche Anordnung der lokalen dotierten Bereiche 3 schematisch dargestellt. Die als

Stromverteilungsstege ausgeführten höher-dotierten Bereiche 3H können jeweils streifenförmig ausgeführt sein. Die als optisch begünstigte Fenster ausgeführten niedriger-dotierten Bereiche 3N können als einzelne Regionen ausgeführt sein, die in lateralen Richtungen von den höher-dotierten Bereichen 3H umgeben sind.

In Figur 5A sind innere Stromkreise in einem Bauelement 10 ohne die lokalen dotierten Bereiche 3 und in einem Bauelement 10 mit den lokalen dotierten Bereichen 3 schematisch

dargestellt. Das Bauelement 10 weist eine seitliche erste Kontaktstelle 61 auf der ersten Halbleiterschicht 21 und eine zweite Kontaktstelle 62 auf der zweiten Halbleiterschicht 22 auf. Das Bauelement 10 kann Durchkontaktierungen 20 aufweisen oder frei von Durchkontaktierungen 20 sein. Ein solches

Bauelement 10 ohne die lokalen dotierten Bereiche 3 kann Inhomogenitäten in der Stromdichteverteilung und somit insbesondere in der Leuchtdichteverteilung aufweisen, die zum Beispiel in den Figuren 5B und 5C jeweils auf der linken Seite schematisch dargestellt sind.

Durch den Einsatz der lokalen dotierten Bereiche 3, die insbesondere als Stromverteilungsstege 3H oder als optisch begünstigte Fenster 3N innerhalb der ersten Halbleiterschicht 21 ausgeführt sind, kann eine gleichmäßige

Stromdichteverteilung oder eine gleichmäßige

Leuchtdichteverteilung erzielt werden, die zum Beispiel in den Figuren 5B und 5C jeweils auf der rechten Seite

schematisch dargestellt ist. Höhere Betriebsströme sind möglich, da die Stromdichte homogen über die Chipoberfläche verteilt ist. Insbesondere können lokale Brennpunkte

(Englisch: hot spots) in unmittelbarer Umgebung der

Durchkontaktierungen 20 vermieden werden können. Weist das Bauelement 10 eine seitlich angeordnete Kontaktstelle 61 auf, können die dotierten Bereiche 3, insbesondere die höher dotierten Bereiche 3H, derart ausgeführt sein, dass sie einen Gradienten bezüglich der Dotierkonzentration aufweisen, sodass die Dotierkonzentration insbesondere mit zunehmendem lateralem Abstand von der seitlich angeordneten Kontaktstelle 61 abnimmt (Figur 5C) .

In der Figur 5A ist schematisch dargestellt, dass die zweite Halbleiterschicht 22 ganz analog zu der ersten

Halbleiterschicht 21 lokale dotierte Bereiche 4 aufweisen kann. Die lokalen dotierten Bereiche 4 können als höher dotierte Bereiche 4H und/oder als niedriger-dotierte Bereiche 4N ausgeführt sein. Die lokalen Bereiche 4 der zweiten

Halbleiterschicht 22 können ganz analog zu den lokalen

Bereichen 3 der ersten Halbleiterschicht 21 ausgeführt sein. Die im Zusammenhang mit den lokalen Bereichen 3 beschriebenen Merkmale etwa bezüglich der Position, der Ausgestaltung, der Schichtdicke und/oder der Dotierung können daher sinngemäß analog auch für die lokalen Bereiche 4 der zweiten

Halbleiterschicht 22 herangezogen werden. In den Figuren 6A, 6B und 6C sind einige Verfahrensschritte zur Herstellung eines insbesondere hier beschriebenen

Bauelements 10 schematisch dargestellt. Die im Zusammenhang mit dem Bauelement 10 beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden, und umgekehrt. Gemäß Figur 6A wird ein Aufwachssubstrat 1A bereitgestellt. Eine Mehrzahl von lateral beabstandeten und dotierten

Bereichen 3 wird auf dem Aufwachssubstrat 1A gebildet. In der Figur 6A ist dargestellt, dass die dotierten Bereiche 3 höher-dotierte Bereiche 3H und niedriger-dotierte Bereiche 3N aufweist. Es ist jedoch möglich, dass die dotierten Bereiche 3 ausschließlich höher-dotierte Bereiche 3H oder

ausschließlich niedriger-dotierte Bereiche 3N sind.

Zur Erzeugung der dotierten Bereiche 3 können Regionen auf dem Aufwachssubstrat 1A fotolithographisch strukturiert werden. Zum Beispiel kann eine Maske gebildet werden, die insbesondere aus einem fotostrukturierbaren Material gebildet ist. In den strukturierten Regionen werden epitaktische

Halbleiterschichten gewachsen, die die lateral beabstandeten und dotierten Bereiche 3 bilden. Alternativ ist es möglich, dass die Halbleiterschichten großflächig epitaktisch

aufgewachsen werden, bevor diese Schichten in die lateral beabstandete Bereiche 3 strukturiert werden. Auch ist es möglich, dass die Bereiche 3 während der Epitaxie

strukturiert werden. Wird die Strukturierung nach der

Epitaxie durchgeführt, können die Bereiche 3 lokal bei

Raumtemperatur definiert werden, wodurch Ausdehnungseffekte bezüglich der Temperaturänderung kompensiert werden können. Die lokale Belichtung der photostrukturierbaren Maske kann ebenfalls bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Je nach der Dotierkonzentration weisen die dotierten Bereiche 3 vorgegebene optische Eigenschaften und vorgegebene

elektrischen Eigenschaften auf. Anhand der

Dotierkonzentration kann zum Beispiel ein Brechungsindex der dotierten Bereiche 3 eingestellt werden. Um den elektrischen Widerstand zu reduzieren können die Bereiche 3 hoch dotiert ausgeführt sein. Um die optischen Eigenschaften, insbesondere bezüglich der Transmission von Licht bestimmter Wellenlänge, können die Bereiche 3 niedrig dotiert ausgeführt sein.

Nach der Bildung der Bereiche 3 kann die fotolithographische Maske entfernt werden. Das Aufwachssubstrat 1A kann dabei bereichsweise freigelegt sein. Gemäß Figur 6B kann zunächst eine Hauptschicht 21B der ersten Halbleiterschicht 21 derart auf das Aufwachssubstrat 1A aufgebracht werden, dass die Hauptschicht 21B die Teilbereiche der 3 vollständig bedeckt und diese in lateralen Richtungen vollständig umgibt. Die lateralen Zwischenräume zwischen den Bereichen 3, die etwa in der Figur 6A dargestellt sind, werden durch die Hauptschicht 21B der ersten Halbleiterschicht 21 vollständig aufgefüllt.

An einer Oberfläche des Aufwachssubstrats 1A können die

Bereiche 3 mit der Hauptschicht 21B bündig abschließen.

Weitere Halbleiterschichten des Hauptkörpers 2, etwa die optisch aktive Zone 23 und die zweite Halbleiterschicht 22, können in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf die erste Halbleiterschicht 21 epitaktisch aufgebracht werden. Der Hauptkörper 2 ist insbesondere Teil eines Hauptkörperverbunds 2V, die in einem späteren Verfahrensschritt in eine Mehrzahl von Hauptkörpern 2 vereinzelt werden kann.

Der nachfolgende Verfahrensschritt erfolgt insbesondere justiert zu den vorhergehenden Epitaxie-Strukturen, nämlich zu den im Hauptkörperverbund 2V vergrabenen dotierten Bereichen 3. Der Hauptkörperverbund 2V kann Justage-Marken aufweisen, die zum Beispiel die Positionen der dotierten Bereiche 3 oder der Hauptkörper 2 der herzustellenden

Bauelemente 10 markieren.

Gemäß Figur 6C können zum Beispiel Durchkontaktierungen 20 justiert zu den dotierten Bereichen 3 erzeugt werden.

Insbesondere können die Durchkontaktierungen 20 derart angeordnet sein, dass diese in Draufsicht mit den höher dotierten Bereichen 3H Überlappungen aufweisen und

insbesondere frei von einer Überlappung mit den niedriger dotierten Bereichen 3N sind. Wie in den Figur 6C schematisch dargestellt, enden die Durchkontaktierungen 20 vor den dotierten Bereichen 3, insbesondere vor den höher-dotierten Bereichen 3H. Abweichend davon ist es möglich, dass sich die Durchkontaktierungen 20 entlang der vertikalen Richtung bis zu den höher-dotierten Bereichen 3H oder gar in die dotierten höher-dotierten Bereiche 3 hinein erstrecken. Die

elektrischen Anschlüsse lassen sich auf die Epitaxie- Strukturen, insbesondere auf die dotierten Bereiche 3, abbilden. Der elektrische Widerstand innerhalb der ersten Halbleiterschicht 21 kann an räumlich bevorzugten Stellen abgesenkt oder erhöht werden. Damit können elektrisch

hochleitende Bereiche 3H und optisch optimierte Bereiche 3N gezielt erzeugt werden.

Aufgrund der Anwesenheit der höher-dotierten Bereiche 3H kann außerdem die Stromverteilung um die Durchkontaktierungen 20 insbesondere zur Vermeidung von so genannten Current- Crowding-Effekten verbessert werden. Die räumliche Trennung der optisch optimierten Bereichen 3N von den optisch

absorbierenden und Strom injizierenden Bereichen 3H erlaubt zudem die Realisierung einer ersten Halbleiterschicht 21 mit räumlich variablem Brechungsindex. Mit anderen Worten ist die Variation vom lokal definierten Brechungsindex möglich. Es ist auch möglich, dass Farbzentren zur Konversion der

Wellenlänge durch die Anordnung der dotierten Bereiche 3 gezielt erzeugt werden können. Zum Beispiel werden

Farbzentren gezielt in vorgegebenen Stellen des Hauptkörpers 2, die insbesondere justiert zu den dotierten Bereichen 3 angeordnet sind, eingebettet. Auch das lokale Einbetten von geometrischen Strukturen kann justiert zu den dotierten

Bereichen 3 erfolgen.

Im fertiggestellten Bauelement kann eine Korrelation zwischen den dotierten Bereichen 3 und der Geometrie des Bauelements 3 nachgewiesen werden. Auch korrelierte Abweichungen des

Dotierungsprofils oder der elektrischen Leitfähigkeit in den Schichtbereichen können festgestellt werden. Insbesondere ist die räumliche Anordnung der optischen Eigenschaften in Bezug auf die Chipstruktur nachweisbar. Im Betrieb des Bauelements sind die Strompfade insbesondere geometrisch definierbar.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt kann ein Hilfsträger auf dem Hauptkörperverbund 2V befestigt werden, sodass der Hauptkörperverbund 2V in vertikaler Richtung zwischen dem Aufwachssubstrat 1A und dem Hilfsträger angeordnet ist. Das Aufwachssubstrat 1A kann nachträglich entfernt werden. Der Hilfsträger dient insbesondere als Träger 1 des

Hauptkörperverbunds 2V oder des Bauelements 10.

Gemäß Figuren 7A und 7B kann der Träger 1 mit dem darauf angeordneten Hauptkörperverbund 2V in eine Mehrzahl von

Bauelementen 10 vereinzelt werden. Das vereinzelte Bauelement 10 kann einen Hauptkörper 2 mit den darin vergrabenen

dotierten Bereichen 3, 3H und 3N aufweisen, wobei die dotierten Bereiche 3, 3H und/oder 3N an der Geometrie des Hauptkörpers 2 oder an der Geometrie des Bauelements 2 angepasst sind.

In Figur 8A ist die Dotierkonzentration einer p-dotierten, insbesondere mit Mg dotierten GaN-Schicht schematisch

dargestellt. Die Dotierkonzentration kann von der

Aktivierungsenergie bzw. von der Temperatur T abhängig sein. In Figur 8B sind zwei Kurven Kl und K2 dargestellt, die den Verlauf der Spannung U in Abhängigkeit von der Stromstärke I zeigen. Die Kurve Kl zeigt die Spannung U und die Stromstärke I in einer GaN : Si-Schicht mit einer Dotierkonzentration von zirka 1,7.10 ¹⁸ cm ^-3 . Die Kurve K2 zeigt die Spannung U und die Stromstärke I in einer GaN : Si-Schicht mit einer

Dotierkonzentration von zirka 5.10 ¹⁸ cm ^-3 . An Stelle von Si kann auch Germanium als Dotierstoff benutzt werden. Die

Dotierkonzentration von Si oder Ge kann bis zu 3-4.10 ¹⁹ cnr ³ sein. Anhand der Kurven Kl und K2 kann ein Verlauf des elektrischen Widerstands hergeleitet werden.

Figuren 9A, 9B und 9C zeigen weitere mögliche

Aus führungs formen eines hier beschriebenen Bauelements 10. In den Figuren 8A und 8B wird schematisch dargestellt, dass die erste Halbleiterschicht 21 und die zweite Halbleiterschicht 22 jeweils als Schichtenfolge ausgeführt sind. Zum Beispiel kann die erste Halbleiterschicht 21 eine Pufferschicht etwa aus A1N, eine Anpassungsschicht mit einer Schichtdicke von zirka 3000 nm, eine mit Si dotierte GaN-Kontaktschicht , eine n-leitende mit Si dotierte Stromaufweitungsschicht und

Übergangsschichten aufweisen. Die zweite Halbleiterschicht 22 kann Übergangsschichten, eine p-leitende mit Mg dotierte Stromaufweitungsschicht und Kontaktschichten aufweisen. Wie in den Figuren 9A, 9B und 9C schematisch dargestellt, kann die aktive Zone 23 zumindest zwei Teilregionen oder mehrere Teilregionen aufweisen, die zwar mechanisch

miteinander verbunden jedoch vertikal versetzt zueinander angeordnet sind. Das in der Figur 9B dargestellte Bauelement 10 unterscheidet sich von dem in der Figur 9A dargestellten Bauelement 10 insbesondere darin, dass das Aufwachssubstrat 1A nach dem Ausbilden des Trägers 1 oder IC entfernt ist. Zur Planarisierung einer dem Träger 1 zugewandten Oberfläche kann der Hauptkörper eine Anpassungsschicht 2Z aufweisen, die insbesondere zwischen der zweite Halbleiterschicht 22 und dem Träger 1 angeordnet ist.

Figur 10 zeigt weitere mögliche Ausführungsformen eines hier beschriebenen Bauelements 10. Insbesondere kann das

Bauelement 10 innere Auskoppelstrukturen 71 und äußere

Auskoppelstrukturen 72 aufweisen. Die inneren

Auskoppelstrukturen 71 sind Strukturen innerhalb der ersten Halbleiterschicht 21, die etwa durch Verwendung eines strukturierten Aufwachssubstrats 1A gebildet sind. Die äußeren Auskoppelstrukturen 72 sind insbesondere Strukturen, die etwa durch Strukturierung der zweiten Halbleiterschicht 22 gebildet sind.

In der Figur 10 wird außerdem schematisch dargestellt, dass die lokal dotierten Bereiche 3 und 4 sowohl in der ersten Halbleiterschicht 21 als auch in der zweiten

Halbleiterschicht 22 gebildet sein können. Analog zu den lokal dotierten Bereichen 3 in der ersten Halbleiterschicht 21 können die dotierten Bereichen 4 in der zweiten

Halbleiterschicht 22, insbesondere in einer Hauptschicht 22B der zweiten Halbleiterschicht 22 zumindest teilweise

vergraben sein. Die Bereiche 4 können höher-dotiert oder niedriger-dotiert als die Hauptschicht 22B sein. Die Bereiche 4 weisen außerdem eine vertikale Schichtdicke 4D auf, die kleiner ist als eine vertikale Schichtdicke 22D der zweiten Halbleiterschicht 22.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2019 112 762.9 beansprucht, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

10 Bauelement

11 Vorderseite des Bauelements

12 Rückseite des Bauelements

1 Träger des Bauelements

1A Aufwachssubstrat des Bauelements

IC von einem Aufwachssubstrat verschiedener Hauptkörper des Trägers des Bauelements

2 Hauptkörper/ Halbleiterkörper

2V Hauptkörperverbund

2Z Anpassungsschicht

20 Durchkontaktierung

20A Anschlussschicht der Durchkontaktierung

20B Hauptschicht der Durchkontaktierung

201 Isolierungsstruktur

20P Passivierungsschicht

21 erste Halbleiterschicht

21B Hauptschicht der ersten Halbleiterschicht

21D vertikale Schichtdicke der ersten Halbleiterschicht

22 zweite Halbleiterschicht

22B Hauptschicht der zweiten Halbleiterschicht

22D vertikale Schichtdicke der zweiten Halbleiterschicht

23 optisch aktive Zone

3 lokaler dotierter Bereich der ersten Halbleiterschicht 3D vertikale Schichtdicke des lokalen Bereichs 3

3H höher-dotierter Bereich oder Stromverteilungssteg der ersten Halbleiterschicht

3N niedriger-dotierter Bereich oder optisch begünstigtes Fenster der ersten Halbleiterschicht 4 lokaler dotierter Bereich der zweiten Halbleiterschicht

4D vertikale Schichtdicke des lokalen Bereichs 4

4H höher-dotierter Bereich oder Stromverteilungssteg der zweiten Halbleiterschicht

4N niedriger-dotierter Bereich oder optisch begünstigtes Fenster der zweiten Halbleiterschicht

5 Anschlussschicht/ Spiegelschicht

50 Anschlussschicht/ Spiegelschicht

60 AnschlussSchicht

61 erste Kontaktschicht/ erste Kontaktstelle/ Kontaktpad

62 zweite Kontaktschicht/ zweite Kontaktstelle/ Kontaktpad 71 innere Auskoppelstruktur

72 äußere Auskoppelstruktur

Kl erste Kurve mit erster Dotierkonzentration

K2 zweite Kurve mit zweiter Dotierkonzentration