Die Lichtauskopplung aus Lichtemissions-Halbleiterdioden hängt in besonderem Maße von der verwendeten optisch transpa- renten und elektrisch leitenden Deckschicht ab. Die wichtigen physikalischen Kenngrößen sind hierfür die Energielücke, der optische Brechungsindex und die elektrische Leitfähigkeit.

Bei Lichtemissions-Halbleiterdioden auf der Basis von InGaAlP wird üblicherweise auf der Lichtausgangsseite des pn-Über- gangs eine 10-20 um dicke hochdotierte GaP-Schicht aufge- bracht. Im allgemeinen weist eine solche Schicht eine für die elektrische Kontaktierung ausreichende elektrische Leitfähig- keit und eine für die Lichtauskopplung ausreichende optische Transparenz auf. Bei Lichtwellenlängen von etwa 565 nm oder weniger ist jedoch aufgrund der Bandlücke von GaP mit einer verstärkten Absorption in der hochdotiertem GaP-Fenster- schicht zu rechnen.

Die GaP-Schicht kann jedoch nicht ohne weiteres dünner ge- macht werden, da sich dies nachteilig auf die elektrischen Kontaktierungseigenschaften der Schicht auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lichtemissions-Halbleiterdiode auf der Basis von Ga (In, Al) P-Verbindungen anzugeben, mit welcher die Lichtausbeute gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Lichtemissions-Halbleiterdiode mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Ein bevor- zugtes Verfahren zum Herstellen der Lichtemissions- Halbleiterdiode ist Gegenstand des Patentanspruches 9. Vor- teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 8 bzw. 10 bis 13.

Bei einer erfindungsgemäßen Lichtemissions-Halbleiterdiode auf der Basis von Ga (In, Al) P-Verbindungen ist mindestens auf einer Seite einer einen pn-Übergang aufweisenden LED-Struktur der Diode eine transparente, elektrisch leitende Kontaktie- rungsschicht aus dotiertem Zinkoxid (ZnO) aufgebracht. Eine erfindungsgemäße Lichtemissions-Halbleiterdiode kann aus bi- nären, ternären oder quaternären III-V-Verbindungen zusammen- gesetzt sein, welche durch die Elemente Indium und/oder Gal- lium und/oder Aluminium aus der III. Hauptgruppe sowie das Element Phosphor aus der V. Hauptgruppe gebildet sind.

Wahlweise können auf einer Seite des pn-Übergangs oder auf beiden Seiten ZnO-Schichten aufgebracht werden. Diese minde- stens eine Schicht kann durch MOVPE (metallorganische Gaspha- senabscheidung), MBE (Molekularstrahlepitaxie) oder durch ei- nen Sputter-Prozeß aufgebracht werden. In vorteilhafter Weise wird die ZnO-Schicht durch denselben Kristallwachstumsprozeß hergestellt, durch den auch die Laserdiode gefertigt wurde.

Die Schichtdicke, die Transparenz und die Dotierung der ZnO- Schicht können in einem weiten Bereich für eine optimale Lichtauskopplung und elektrische Kontaktierung der LEDs so- wohl n-als auch p-seitig angepaßt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen in den Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeich- nungen zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vertikalen Schnit- tes durch eine Lichtemissions-Halbleiterdiode gemäß einem er- sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines vertikalen Schnit- tes durch eine Lichtemissions-Halbleiterdiode gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist ein grundlegendes Ausführungsbeispiel einer er- findungsgemäßen Lichtemissions-Halbleiterdiode dargestellt.

In diesem wird ein n-oder p-dotiertes GaAs-Substrat 1 be- reitgestellt, auf welches durch ein geeignetes Kristallwachs- tumsverfahren wie MOVPE (metallorganische Gasphasenepitaxie) oder MBE (Molekularstrahlepitaxie) eine InGaAlP-LED-Struktur 2 mit einem pn-Übergang 2A gitterangepaßt aufgewachsen wird.

Dabei kann sowohl mit einem n-dotierten GaAs-Substrat 1 be- gonnen und einer p-dotierten InGaAlP-Schicht abgeschlossen werden als auch umgekehrt. Anstelle eines einfachen pn- Übergangs aus Volumenhalbleitermaterial kann auch eine einfa- che oder mehrfache Quantentrogstruktur aus Schichten mit ab- wechselnd kleiner und großer Bandlücke vorgesehen sein.

Unmittelbar auf der LED-Struktur 2 wird je nach der gewählten Dotierungsabfolge eine n-oder p-dotierte Zinkoxid- (ZnO) Deckschicht oder-Fensterschicht 3 abgeschieden. Auf- grund der Bandlücke von 3,35 eV von ZnO bei Raumtemperatur ist diese Fensterschicht 3 für die Wellenlänge der InGaAlP- Laserdiode und für andere Wellenlängen von Laserdioden des Materialsystems Ga (In, A1) P transparent. Die Fensterschicht 3 dient gleichzeitig als elektrische Kontaktierungsschicht für die Laserdiode. Besonders vorteilhaft für die Herstellung ist es, wenn die ZnO-Schicht mit demselben Kristallwachstumsver- fahren wie die Laserdiode, also innerhalb ein-und derselben Kristallwachstumsapparatur aufgewachsen werden kann. Die ZnO- Schicht kann aber auch mit einem anderen Wachstumsverfahren wie beispielsweise einem Sputter-Prozeß aufgewachsen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die ZnO-Schicht nur einseitig aufgebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt die Kontaktierung durch das dotierte GaAs-Substrat.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer er- findungsgemäßen Laserdiode sind demgegenüber auf beiden Sei- ten des pn-Übergangs 2A ZnO-Schichten 31 und 32 aufgebracht.

Die Herstellung einer derartigen Laserdiode kann dadurch her- gestellt werden, daß eine Laserdiode nach Fig. 1 mit der auf- gewachsenen ZnO-Schicht 31 an ein beliebiges Trägersubstrat 5, wie beispielsweise ein Glassubstrat, mit einem vorzugswei- se transparenten Kleber 4 angeklebt wird. Dann wird das GaAs- Substrat vorzugsweise durch Abätzen entfernt, worauf eine zweite ZnO-Schicht 32 einer entsprechenden Dotierung an Stel- le des entfernten GaAs-Substrats aufgebracht wird. Somit be- finden sich beidseits der LED-Struktur 2 jeweils p-und n- dotierte, transparente ZnO-Schichten 31,32 für die elektri- sche Kontaktierung der Laserdiode.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann durch einen transpa- renten Kleber 4 und ein transparentes Trägersubstrat 5 so ausgeführt sein, daß das durch die LED abgestrahlte Licht nach allen Seiten emittiert wird. Es kann jedoch auch vorge- sehen sein, daß eine Emission nur nach einer Seite gewünscht ist. Zu diesem Zweck kann in der Nähe der Grenzfläche der er- sten ZnO-Schicht 31 zu dem Trägersubstrat 5 eine reflektie- rende Schicht angeordnet sein, durch die das von der aktiven Schicht der LED in Richtung auf das Trägersubstrat 5 abge- strahlte Licht in Richtung auf die Vorderseite, d. h. die zweite ZnO-Schicht 32 reflektiert wird. Die reflektierende Schicht könnte beispielsweise durch den Kleber 4 gebildet werden oder zusätzlich auf die ZnO-Schicht aufgebracht wer- den. Durch eine derartige Ausführungsform, bei der sowohl der Kleber 4 als auch das Trägersubstrat 5 nicht-transparent aus- geführt sein können, wird auch das rückseitig emittierte Licht optimal für die gewünschte Vorderseitenemission ausge- nutzt.

Weiterhin kann in beiden Ausführungsbeispielen durch eine körnige polykristalline Oberflächenstruktur der mindestens einen ZnO-Schicht bei unveränderten elektrischen und opti- schen Eigenschaften die Lichtauskopplung der LED weiter ver- bessert werden.