Beschreibung

LEUCHTDIODENCHIP UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES

LEUCHTDIODENCHIPS

Es wird ein Leuchtdiodenchip angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips

angegeben .

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Leuchtdiodenchip anzugeben, der eine besonders homogene Abstrahlcharakteristik aufweist. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leuchtdiodenchips angegeben werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Leuchtdiodenchip einen Halbleiterkörper, der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Die vom Halbleiterkörper emittierte elektromagnetische Strahlung ist beispielsweise sichtbares Licht und umfasst insbesondere zumindest eine Peakwellenlänge, bei der die Intensität der emittierten Strahlung am größten ist.

Der Halbleiterkörper umfasst beispielsweise eine erste

Halbleiterschichtenfolge eines ersten Leitfähigkeitstyps . Weiterhin umfasst der Halbleiterkörper beispielsweise eine zweite Halbleiterschichtenfolge eines vom ersten

Leitfähigkeitstyp verschiedenen zweiten Leitfähigkeitstyps . Die erste Halbleiterschichtenfolge ist beispielsweise n- dotiert und damit n-leitend ausgebildet. Weiterhin ist die zweite Halbleiterschichtenfolge beispielsweise p-dotiert und damit p-leitend ausgebildet. Damit handelt es sich in diesem Fall bei dem ersten Leitfähigkeitstyp um einen n-leitenden Typ und bei dem zweiten Leitfähigkeitstyp um einen p- leitenden Typ.

Der Halbleiterkörper weist beispielsweise eine

Haupterstreckungsebene auf. Eine vertikale Richtung erstreckt sich senkrecht zur Haupterstreckungsebene und laterale

Richtungen erstrecken sich parallel zur

Haupterstreckungsebene. Die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite Halbleiterschichtenfolge sind beispielsweise in vertikaler Richtung übereinander gestapelt.

Zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge und der zweiten Halbleiterschichtenfolge ist zumindest ein aktiver Bereich angeordnet. Der aktive Bereich ist dazu ausgebildet, im

Betrieb elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Der aktive Bereich grenzt beispielsweise direkt an die erste

Halbleiterschichtenfolge und an die zweite

Halbleiterschichtenfolge an. Der aktive Bereich weist einen pn-Übergang zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung auf, wie beispielsweise eine Doppelheterostruktur, eine

EinfachquantentopfStruktur (SQW-Struktur) oder eine

MehrfachquantentopfStruktur (MQW-Struktur) .

Der Halbleiterkörper basiert beispielsweise auf einem III-V- Verbindungshalbleitermaterial . In diesem Fall basieren die erste Halbleiterschichtenfolge und die zweite

Halbleiterschichtenfolge ebenfalls auf einem III-V- Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem

Verbindungshalbleitermaterial kann es sich bevorzugt um ein Nitridverbindungshalbleitermaterial handeln .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Halbleiterkörper zumindest einen Randbereich auf, der einen Innenbereich des Halbleiterkörpers in lateraler Richtung vollständig umgibt. Beispielsweise erstreckt sich der

Randbereich von zumindest einer Seitenfläche des

Halbleiterkörpers in lateralen Richtungen in den

Halbleiterkörper hinein. Der Randbereich ist in lateralen Richtungen beispielsweise zusammenhängend ausgebildet und schließt den Innenbereich in lateralen Richtungen vollständig ein. Der Randbereich umgibt den Innenbereich beispielsweise nach Art eines Rahmens oder Rings.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Halbleiterkörper im Randbereich eine größere Bandlücke auf als im Innenbereich. Der Halbleiterkörper weist im

Innenbereich eine erste Bandlücke auf. Die erste Bandlücke ist insbesondere im aktiven Bereich im Innenbereich

vorgegeben. Weiterhin weist der Halbleiterkörper im

Randbereich eine zweite Bandlücke auf. Die zweite Bandlücke ist insbesondere im aktiven Bereich im Randbereich

vorgegeben. Die erste Bandlücke ist hierbei kleiner als die zweite Bandlücke ausgebildet. Insbesondere ist die Bandlücke des aktiven Bereichs im Randbereich im Mittel und/oder an jeder Stelle größer als die Bandlücke des aktiven Bereichs im Innenbereich des Halbleiterkörpers.

Die erste Bandlücke ist beispielsweise durch einen ersten Abstand eines Leitungsbands zu einem Valenzband im aktiven Bereich im Innenbereich vorgegeben. Die zweite Bandlücke ist beispielsweise durch einen zweiten Abstand des Leitungsbands zu dem Valenzband im aktiven Bereich im Randbereich

vorgegeben. Das Valenzband im Innenbereich ist mit dem

Valenzband im Randbereich kontinuierlich verbunden. Weiterhin ist das Leitungsband im Innenbereich mit dem Leitungsband im Randbereich kontinuierlich verbunden. Die Bandlücke kann damit vom Innenbereich zum Randbereich kontinuierlich

zunehmen .

Die erste Bandlücke und die zweite Bandlücke weisen

insbesondere eine Differenz auf. Beispielsweise endet der Randbereich dort, wo die Bandlücke im Innenbereich um die Hälfte der Differenz zugenommen hat.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst der

Leuchtdiodenchip einen Halbleiterkörper, der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren, wobei der Halbleiterkörper zumindest einen Randbereich aufweist, der einen Innenbereich des Halbleiterkörpers in lateralen

Richtungen vollständig umgibt. Zudem weist der

Halbleiterkörper im Randbereich eine größere Bandlücke auf als im Innenbereich.

In der Regel können im aktiven Bereich Elektronen und Löcher bei einer angelegten Spannung zu elektromagnetischer

Strahlung rekombinieren . Ist eine Bandlücke im aktiven

Bereich beispielsweise vergleichsweise klein ausgebildet, muss im Vergleich zu einer vergleichsweise groß ausgebildeten Bandlücke eine höhere Spannung angelegt werden, um eine

Rekombination von Elektronen und Löchern zu induzieren.

Es ist möglich, dass herkömmliche Leuchtdiodenchips einen Halbleiterkörper aufweisen, der in einem Randbereich eine relaxierte Kristallstruktur umfasst. Weiterhin kann ein solcher Halbleiterkörper eine nicht-relaxierte

Kristallstruktur in seinem Innenbereich aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, dass der herkömmliche Halbleiterkörper im Randbereich eine kleinere Bandlücke aufweist als im

Innenbereich. Damit kann der Randbereich bereits bei einer vergleichsweise kleinen angelegten Spannung eine Rekombination von Elektronen und Löchern induzieren, während im Innenbereich des herkömmlichen Halbleiterkörpers keine Rekombination induziert wird, da dieser eine größere

Bandlücke aufweist.

Wird die angelegte Spannung so groß gewählt, dass im

Innenbereich eine Rekombination von Elektronen und Löchern induziert wird, ist es weiterhin möglich, dass eine

Ladungsträgerdichte im Randbereich des herkömmlichen

Halbleiterkörpers so groß wird, dass der beschränkte

Starkeffekt (englisch „quantum confined stark effect") im Randbereich abgeschirmt wird. Durch ein solches Abschirmen kann sich eine Wellenlänge der im Randbereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung zu kleineren Wellenlängen verschieben .

Eine Idee des hier beschriebenen Leuchtdiodenchips ist es unter anderem, einen Halbleiterkörper bereitzustellen, der derart ausgebildet ist, dass der Randbereich des

Halbleiterkörpers eine größere Bandlücke aufweist als der Innenbereich. Damit wird bei einer vergleichsweise kleinen angelegten Spannung eine Rekombination von Elektronen und Löchern im Innenbereich induziert, während im Randbereich des Halbleiterkörpers keine oder weniger Rekombinationen

induziert werden. Damit ist die Aussendung von

elektromagnetischer Strahlung von den Randbereichen

vorteilhafterweise unterdrückt. Mit Vorteil ist so eine besonders homogene Abstrahlcharakteristik erreichbar.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Halbleiterkörper im Innenbereich eine erste Punktdefektdichte auf. Beispielsweise weist der aktive Bereich im Innenbereich eine erste Punktdefektdichte auf. Die erste Punktdefektdichte im Innenbereich des Halbleiterkörpers ist beispielsweise höchstens 10 ¹⁵ pro cm ³ , insbesondere höchstens 10 ¹⁴ pro cm ³ .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Halbleiterkörper im Randbereich eine zweite Punktdefektdichte auf. Beispielsweise weist der aktive Bereich im Randbereich eine zweite Punktdefektdichte auf. Die zweite

Punktdefektdichte im Randbereich des Halbleiterkörpers ist beispielsweise mindestens 10 ¹⁵ pro cm ³ , insbesondere

mindestens 10 ¹⁶ pro cm ³ .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste

Punktdefektdichte kleiner als die zweite Punktdefektdichte. Ein Punktdefekt bezeichnet hier einen punktförmigen

Gitterfehler. Beispielsweise weist der Halbleiterkörper im Bereich des aktiven Bereichs ein Kristallgitter auf, das Punktdefekte umfasst. Beispielsweise handelt es sich bei den Punktdefekten um Leerstellen. Hierbei sind Gitteratome des Kristallgitters entfernt.

Die erste Punktdefektdichte kann beispielsweise eine Größe der ersten Bandlücke mitbestimmen und die zweite

Punktdefektdichte kann beispielsweise eine Größe der zweiten Bandlücke mitbestimmen. Ist die erste Punktdefektdichte beispielsweise im Innenbereich vergleichsweise klein

ausgebildet, weist der Halbleiterkörper im Innenbereich eine vergleichsweise kleine erste Bandlücke auf. Weist der

Halbleiterkörper im Randbereich beispielsweise eine

vergleichsweise hohe zweite Punktdefektdichte auf, so ist im Randbereich auch die Bandlücke vergleichsweise groß

ausgebildet. Demzufolge weist der Bereich des

Halbleiterkörpers mit der ersten Punktdefektdichte eine kleinere erste Bandlücke auf als der Bereich des Halbleiterkörpers mit der zweiten Punktdefektdichte.

Die Punktdefekte, die zu einer Änderung der Bandlücke führen, sind beispielsweise im Wesentlichen Leerstellen. Im

Wesentlichen bedeutet hier zum Beispiel, dass die

Punktdefekte zu mindestens 90 %, insbesondere zu mindestens 95 %, mit Leerstellen gebildet sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen in den

Halbleiterkörper eingeprägte Ladungsträger eine mittlere freie Weglänge auf. Beispielsweise handelt es sich bei den Ladungsträgern um Elektronen und Löcher. In der Regel werden Elektronen von der ersten Halbleiterschichtenfolge in den aktiven Bereich eingeprägt. Weiterhin werden Löcher von der zweiten Halbleiterschichtenfolge aus in den aktiven Bereich eingeprägt. Im Bereich des aktiven Bereichs rekombinieren die Elektronen und die Löcher zu elektromagnetischer Strahlung. Weiterhin weisen die Elektronen und die Löcher jeweils eine mittlere freie Weglänge auf. Durch die mittlere freie

Weglänge ist eine Weglänge vorgegeben, die die Elektronen oder die Löcher in dem Halbleiterkörper im Durchschnitt zurücklegen, bevor sie beispielsweise mit dem Kristallgitter des Halbleiterkörpers Zusammenstößen und so Energie

verlieren .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Randbereich des Halbleiterkörpers eine Breite auf. Die Breite des

Randbereichs ist beispielsweise die minimale Ausdehnung in lateralen Richtungen des Halbleiterkörpers von zumindest einer Seitenfläche zu dem Innenbereich des Halbleiterkörpers. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Breite des Randbereichs kleiner als die mittlere freie Weglänge in lateralen Richtungen. Hierbei ist die mittlere freie Weglänge in lateralen Richtungen eine Projektion der mittleren freien Weglänge der Ladungsträger auf eine Ebene, die sich entlang der lateralen Richtungen erstreckt.

Da die Breite des Randbereichs kleiner als die mittlere freie Weglänge ausgebildet ist, können Ladungsträger, die im

Randbereich in den Halbleiterkörper eingeprägt werden, vorteilhafterweise in den Innenbereich diffundieren, wo sie miteinander rekombinieren können. Damit kann eine Effizienz des Leuchtdiodenchips besonders gut sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Randbereich des Halbleiterkörpers eine Breite von mindestens 100 nm und höchstens 10 gm auf. Insbesondere weist der Randbereich des Halbleiterkörpers eine Breite von mindestens 500 nm und höchstens 5 gm auf. Beispielsweise ist die Breite des

Randbereichs des Halbleiterkörpers beispielsweise in etwa 1 pm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Bandlücke im Randbereich um mindestens 50 meV bis höchstens 150 meV größer als im Innenbereich. Das heißt, die erste Bandlücke ist um mindestens 50 meV bis höchstens 150 meV größer als die zweite Bandlücke. Beispielsweise ist die erste Bandlücke in etwa 80 meV größer als die zweite Bandlücke.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist im Innenbereich eine erste Schicht auf dem Halbleiterkörper angeordnet. Die erste Schicht ist beispielsweise transparent für die im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlungen ausgebildet. Beispielsweise steht die erste Schicht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper. Die erste Schicht bedeckt eine Deckfläche des Halbleiterkörpers beispielsweise vollständig im Innenbereich.

Beispielsweise ist die erste Schicht auf der zweiten

Halbleiterschichtenfolge angeordnet. In diesem Fall steht die erste Schicht mit der zweiten Halbleiterschichtenfolge in direktem Kontakt. Weiterhin kann die erste Schicht im

Innenbereich des Halbleiterkörpers vollständig auf einer Deckfläche der zweiten Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein .

Beispielsweise ist der aktive Bereich frei von einem Material der ersten Schicht.

Die erste Schicht umfasst beispielsweise ein erstes

halbleitendes Material, wie Silizium. Beispielsweise umfasst die erste Schicht Siliziumdioxid.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist im Randbereich eine zweite Schicht auf dem Halbleiterkörper angeordnet.

Beispielsweise umfasst die zweite Schicht ein erstes

halbleitendes Material. Es ist möglich, dass das erste halbleitende Material der zweiten Schicht gleich dem ersten halbleitenden Material der ersten Schicht ist. Weiterhin umfasst die zweite Schicht beispielsweise ein zweites

metallisches Material, wie einen metallischen Dotierstoff.

Bei dem metallischen Dotierstoff kann es sich beispielsweise um Molybdän handeln. Eine Konzentration des metallischen Dotierstoffs ist beispielsweise höchstens 10 Atomprozent, insbesondere höchstens 5 Atomprozent. Beispielsweise steht die zweite Schicht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper. Die zweite Schicht bedeckt die Deckfläche des Halbleiterkörpers beispielsweise vollständig im Randbereich. In diesem Fall ist Breite des Randbereichs im Wesentlichen gleich einer Breite der zweiten Schicht. Im Wesentlichen gleich bedeutet hier, dass sich die Breiten um beispielsweise höchstens 100 nm, insbesondere höchstens 50 nm, unterscheiden. Beispielsweise ist die zweite Schicht auf der zweiten Halbleiterschichtenfolge angeordnet. In diesem Fall steht die zweite Schicht mit der zweiten

Halbleiterschichtenfolge in direktem Kontakt. Weiterhin kann die zweite Schicht im Innenbereich des Halbleiterkörpers vollständig auf einer Deckfläche der zweiten

Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein.

Alternativ ist es möglich, dass der Innenbereich des

Halbleiterkörpers frei von einer ersten Schicht ist.

Weiterhin ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Randbereich des Halbleiterkörpers frei von einer zweiten Schicht ist.

Der aktive Bereich ist zum Beispiel frei von einem Material der zweiten Schicht. Insbesondere ist der aktive Bereich frei von dem Dotierstoff der zweiten Schicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine erste

Kontaktschicht auf einer Bodenfläche des Halbleiterkörpers angeordnet. Beispielsweise steht die erste Kontaktschicht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper. Beispielsweise ist die erste Kontaktschicht auf der ersten

Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Die erste Kontaktschicht steht in diesem Fall in direktem Kontakt mit der ersten

Halbleiterschichtenfolge . Die erste Kontaktschicht ist beispielsweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Weiterhin ist die erste Kontaktschicht beispielsweise transparent für die erzeugte

elektromagnetische Strahlung ausgebildet. Beispielsweise weist die erste Kontaktschicht ein transparentes leitfähiges Oxid (englisch: transparent conductive oxide, kurz: TCO) auf oder besteht daraus.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einer

Deckfläche des Halbleiterkörpers eine zweite Kontaktschicht angeordnet. Beispielsweise steht die zweite Kontaktschicht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper. Beispielsweise ist die zweite Kontaktschicht auf der zweiten

Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Die zweite

Kontaktschicht steht in diesem Fall in direktem Kontakt mit der zweiten Halbleiterschichtenfolge.

Die zweite Kontaktschicht ist beispielsweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Weiterhin ist die zweite

Kontaktschicht beispielsweise transparent für die erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgebildet. Beispielsweise weist die zweite Kontaktschicht ein TCO auf oder besteht daraus .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die

Peakwellenlänge in einem grünen Wellenlängenbereich. In diesem Fall liegt die Peakwellenlänge der vom aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung beispielsweise zwischen einschließlich 490 nm und einschließlich 580 nm. Der Leuchtdiodenchip emittiert damit im Betrieb insbesondere grünes Licht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterkörper Indiumgalliumnitrid. Insbesondere umfasst der aktive Bereich Indiumgalliumnitrid. Das heißt, der aktive Bereich umfasst beispielsweise In _x Gai- _x N, wobei 0 < x < 1.

Es wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips angegeben, mit dem insbesondere eine hier beschriebene Leuchtdiode hergestellt werden kann. Sämtlich in Verbindung mit der Leuchtdiode offenbarten Merkmale und

Ausführungsformen sind daher auch in Verbindung mit dem

Verfahren offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Halbleiterkörper bereitgestellt, der eine erste

Halbleiterschichtenfolge und eine zweite

Halbleiterschichtenfolge umfasst .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine erste Schicht auf einen Innenbereich des

Halbleiterkörpers aufgebracht. Die erste Schicht kann in Draufsicht eine runde Form, eine ovale Form, eine

elliptische, eine dreieckige Form, eine viereckige Form oder eine vieleckige Form aufweisen.

Die erste Schicht kann beispielsweise mittels einer Maske auf den Innenbereich des Halbleiterkörpers aufgebracht werden. Alternativ ist es möglich, dass die erste Schicht vollflächig auf dem Halbleiterkörper aufgebracht wird. In diesem Fall bedeckt die erste Schicht die Deckfläche des

Halbleiterkörpers vollständig. Nachfolgend kann die erste Schicht mittels eines lithographischen Prozesses strukturiert werden, sodass die Randbereiche frei von der ersten Schicht sind . Die erste Schicht kann beispielsweise mittels eines physikalischen Gasabscheideverfahrens auf den

Halbleiterkörper aufgebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf einen Randbereich eine zweite Schicht aufgebracht. Die erste Schicht und die zweite Schicht sind beispielsweise in

lateralen Richtungen direkt nebeneinander angeordnet. Das heißt, in Draufsicht auf den Halbleiterkörper überlappen die erste Schicht und die zweite Schicht nicht miteinander.

Weiterhin können die erste Schicht und die zweite Schicht im Grenzbereich zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in direktem Kontakt miteinander stehen.

Die zweite Schicht kann beispielsweise mittels einer Maske auf den Randbereich des Halbleiterkörpers aufgebracht werden. Alternativ ist es möglich, dass die zweite Schicht

vollflächig auf dem Halbleiterkörper aufgebracht wird. In diesem Fall kann die zweite Schicht die Deckfläche des

Halbleiterkörpers vollständig bedecken. Nachfolgend kann die zweite Schicht mittels eines lithographischen Prozesses strukturiert werden, sodass der Innenbereich frei von der zweiten Schicht ist.

Die zweite Schicht kann beispielsweise mittels eines

physikalischen Gasabscheideverfahrens auf dem

Halbleiterkörper aufgebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Halbleiterkörper mit der ersten Schicht und der zweiten

Schicht erhitzt, derart, dass eine erste Punktdefektdichte im Halbleiterkörper mit der ersten Schicht kleiner ist als eine zweite Punktdefektdichte im Halbleiterkörper mit der zweiten Schicht. Die zweite Schicht induziert damit beim Erhitzen die vergleichsweise große zweite Punktdefektdichte in dem

Halbleiterkörper. Mit einem derartigen Verfahren kann eine Punktdefektdichte besonders einfach vorgebbar sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Schicht auf zumindest einer Seitenfläche des

Halbleiterkörpers aufgebracht. Die zweite Schicht steht mit der Seitenfläche des Halbleiterkörpers beispielsweise in direktem Kontakt. Es ist möglich, dass die zweite Schicht auf der Deckfläche des Halbleiterkörpers und der Seitenfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht wird. Alternativ ist es

möglich, dass die zweite Schicht nur auf der Seitenfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht wird. In diesem Fall ist die Deckfläche des Halbleiterkörpers frei von der zweiten

Schicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die erste Schicht ein erstes halbleitendes Material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die zweite Schicht ein erstes halbleitendes Material und ein zweites metallisches Material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das zweite metallische Material Molybdän.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Schicht und/oder die zweite Schicht nach dem

Erhitzen des Halbleiterkörpers entfernt. Beispielsweise werden die erste Schicht und/oder die zweite Schicht mittels eines Ätzprozesses entfernt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist eine Temperatur des Halbleiterkörpers mit der ersten Schicht und der zweiten Schicht beim Erhitzen höchstens 1000 °C.

Beispielsweise beträgt die Temperatur beim Erhitzen in etwa 950 °C.

Nachfolgend werden der Leuchtdiodenchip und das Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips anhand von

Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert .

Es zeigen:

Figuren 1 und 2 schematische Schnittdarstellungen von

Verfahrensstadien bei der Herstellung eines Leuchtdiodenchips gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 3 schematische Schnittdarstellung eines

Leuchtdiodenchips gemäß einem Ausführungsbeispiel, und

Figur 4 schematisches Bandlückendiagramm gemäß einem

Ausführungsbeispiel .

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren

dargestellten Elemente untereinander sind nicht als

maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere

Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. In den Figuren 1 und 2 ist jeweils eine schematische

Schnittdarstellung eines Verfahrensschritts eines

Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Verfahrens dargestellt .

Zunächst wird ein Halbleiterkörper 2 bereitgestellt, der eine erste Halbleiterschichtenfolge 3 und eine zweite

Halbleiterschichtenfolge 4 umfasst, wie in Figur 1

dargestellt. Zwischen der ersten Halbleiterschichtenfolge 3 und der zweiten Halbleiterschichtenfolge 4 ist ein aktiver Bereich 5 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.

Die zweite Halbleiterschichtenfolge 4 ist hierbei über der ersten Halbleiterschichtenfolge 3 angeordnet. Eine Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b ist damit durch die zweite

Halbleiterschichtenfolge 4 gebildet. Quer zu der Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b weist der Halbleiterkörper 2

zumindest eine Seitenfläche 2a auf, die durch die erste

Halbleiterschichtenfolge 3, den aktiven Bereich 5 und die zweite Halbleiterschichtenfolge 4 gebildet sind.

In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der aktive Bereich 5 Indiumgalliumnitrid. An der Seitenfläche des

Halbleiterkörpers 2a liegt der aktive Bereich 5 frei und kann in zumindest einem Randbereich 6 des Halbleiterkörpers 2 relaxieren. Der Randbereich 6 umgibt hier einen Innenbereich 7 des Halbleiterkörpers 2 in lateraler Richtung vollständig. Der Randbereich 6 erstreckt sich von der Seitenfläche des Halbleiterkörpers 2a in lateralen Richtungen in den

Halbleiterkörper 2 hinein. In diesem Fall weist der

Halbleiterkörper 2 im Randbereich 6 im aktiven Bereich 5 eine kleinere Bandlücke auf als im Innenbereich 7. In einem weiteren Verfahrensschritt, wie in Figur 2

dargestellt, wird nachfolgend eine erste Schicht 15 auf den Innenbereich 7 des Halbleiterkörpers 2 aufgebracht. Weiterhin wird eine zweite Schicht 16 auf den Randbereich 6 des

Halbleiterkörpers 2 aufgebracht.

Die erste Schicht 15 wird direkt auf die zweite

Halbleiterschichtenfolge 4 im Innenbereich 7 aufgebracht, sodass die erste Schicht 15 in direktem Kontakt mit der

Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b steht. Die erste Schicht

15 bedeckt die Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b im

Innenbereich 7 vollständig.

Die erste Schicht 15 umfasst ein erstes halbleitendes

Material und wird mittels eines Gasphasenabscheideprozesses auf den Halbleiterkörper 2 aufgebracht. Bei dem ersten halbleitenden Material handelt es sich in diesem

Ausführungsbeispiel um Silizium. Die erste Schicht 15 umfasst hier Siliziumdioxid.

Auch die zweite Schicht 16 wird hier direkt auf die zweite Halbleiterschichtenfolge 4 im Randbereich 6 aufgebracht, sodass die zweite Schicht 16 in direktem Kontakt mit der Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b steht. Die zweite Schicht

16 bedeckt die Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b im

Randbereich 6 vollständig.

In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die zweite Schicht 16 das erste halbleitende Material und ein zweites metallisches Material. Die beiden Materialien werden mittels eines

Gasphasenabscheideprozesses auf den Halbleiterkörper 2 aufgebracht. Bei dem ersten halbleitenden Material handelt es sich um das gleiche Material wie bei der ersten Schicht 15. Die erste Schicht 15 umfasst hier Siliziumdioxid. Weiterhin handelt es sich bei dem zweiten metallischen Material um Molybdän .

Das zweite metallische Material ist ein metallischer

Dotierstoff, mit dem das erste halbleitende Material dotiert ist. Eine Konzentration des metallischen Dotierstoffs ist in diesem Fall in etwa 4 Atomprozent.

Nach dem Aufbringen der ersten Schicht 15 und der zweiten Schicht 16 wird der Halbleiterkörper 2 mit der ersten Schicht 15 und der zweiten Schicht 16 erhitzt. Der Halbleiterkörper 2 mit der ersten Schicht 15 und der zweiten Schicht 16 wird in diesem Ausführungsbeispiel in etwa auf eine Temperatur von 950 °C erhitzt.

Durch das Erhitzen wird im Innenbereich 7 unter der ersten Schicht 15 im Halbleiterkörper 2 eine erste Punktdefektdichte 10 erzeugt. Weiterhin wird durch das Erhitzen im Randbereich 6 unter der zweiten Schicht 16 im Halbleiterkörper 2 eine zweite Punktdefektdichte 11 erzeugt. Hier ist die erste

Punktdefektdichte 10 kleiner als die zweite Punktdefektdichte 11. Die zweite Schicht 16 induziert damit beim Erhitzen besonders viele Punktdefekte in dem Halbleiterkörper 2, insbesondere in dem aktiven Bereich 5. Die zweite

Punktdefektdichte 11 im Randbereich 6 des Halbleiterkörpers 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel in etwa 10 ¹⁶ pro cm ³ .

Die erste Punktdefektdichte 10 gibt hier eine Größe einer ersten Bandlücke 8 im Halbleiterkörper 2, insbesondere im aktiven Bereich 5, vor. Weiterhin gibt die zweite Punktdefektdichte 11 eine Größe der zweiten Bandlücke 9 im Halbleiterkörper 2, insbesondere im aktiven Bereich 5, vor.

In der Regel gilt, je größer die Punktdefektdichte in einem Bereich ist, desto größer ist die Bandlücke in diesem

Bereich. In diesem Ausführungsbeispiel ist damit die erste Bandlücke 8 im Innenbereich 7 nach dem Erhitzen kleiner als die zweite Bandlücke 9 im Randbereich 6.

Die Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen

Leuchtdiodenchips 1. Der Leuchtdiodenchip 1 umfasst einen Halbleiterkörper 2 mit einer ersten Halbleiterschichtenfolge 3, einer zweiten Halbleiterschichtenfolge 4 und einem dazwischen angeordneten aktiven Bereich 5, der dazu

ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung mit einer Peakwellenlänge zu emittieren. Emittierte elektromagnetische Strahlung ist hier durch Pfeile dargestellt. Die

Peakwellenlänge liegt hier in einem grünen

Wellenlängenbereich .

Im Unterschied zum Leuchtdiodenchip 1 gemäß dem

Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist eine Deckfläche des Halbleiterkörpers 2b frei von einer ersten Schicht 15 und einer zweiten Schicht 16. Auf der Deckfläche des

Halbleiterkörpers ist eine zweite Kontaktschicht 18

angeordnet. Die zweite Kontaktschicht 18 steht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper 2, insbesondere der zweiten Halbleiterschichtenfolge 4.

Weiterhin ist eine erste Kontaktschicht 17 auf einer

Bodenfläche des Halbleiterkörpers 2c angeordnet. Die erste Kontaktschicht 17 steht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper 2, insbesondere der ersten

Halbleiterschichtenfolge 3.

Die erste Kontaktschicht 17 und die zweite Kontaktschicht 18 sind transparent für die erzeugte elektromagnetische

Strahlung ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel umfassen die erste Kontaktschicht 17 und die zweite Kontaktschicht 18 ein TCO.

Mittels der ersten Kontaktschicht 17 und der zweiten

Kontaktschicht 18 ist eine Spannung an den Halbleiterkörper 2 anlegbar, derart, dass Elektronen 12 von der ersten

Halbleiterschichtenfolge 3 in den aktiven Bereich 5

eingeprägt werden und Löcher 13 von der zweiten

Halbleiterschichtenfolge 4 aus in den aktiven Bereich 5 eingeprägt werden. Elektronen 12 sind hier schematisch durch ein Zeichen gekennzeichnet und Löcher 13 sind schematisch durch ein „+" Zeichen gekennzeichnet. Durch Rekombination der Elektronen 12 und der Löcher 13 ist elektromagnetische

Strahlung erzeugbar.

In diesem Ausführungsbeispiel weist der Halbleiterkörper 2 im aktiven Bereich 5 in einem Innenbereich 7 eine erste

Bandlücke 8 auf, die kleiner ist als eine zweite Bandlücke 9 im aktiven Bereich 5 in einem Randbereich 6. Weiterhin weisen die in den Halbleiterkörper 2 eingeprägten Ladungsträger 12, 13 eine mittlere freie Weglänge auf, die in diesem

Ausführungsbeispiel kleiner als eine Breite 14 des

Randbereichs 6 in lateralen Richtungen ist. Die erste

Bandlücke 8 und die zweite Bandlücke 9 sind in Figur 3 durch ein Leitungsband L und ein Valenzband V des aktiven Bereichs 5 schematisch dargestellt. Bei einer vorgegebenen Spannung wird so im Wesentlichen ausschließlich im Innenbereich 7 elektromagnetische Strahlung erzeugt. Im Wesentlichen ausschließlich bedeutet hier, dass elektromagnetische Strahlung zu mindestens 95 % im aktiven Bereich 5 im Innenbereich 7 erzeugt wird. Ladungsträger 12,

13, die im Randbereich 6 lokalisiert sind, diffundieren in den Innenbereich 7, wo sie miteinander rekombinieren können.

Gemäß der Figur 4 ist ein schematisches Bandlückendiagramm dargestellt, das den Bandlücken 8, 9 des Leuchtdiodenchips 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 entspricht.

Die erste Bandlücke 8 ist durch einen ersten Abstand eines Leitungsbands L zu einem Valenzband V im aktiven Bereich 5 im Innenbereich 7 vorgegeben. Die zweite Bandlücke 9 ist durch einen zweiten Abstand des Leitungsbands L zu dem Valenzband V im aktiven Bereich 5 im Randbereich 6 vorgegeben. Das

Valenzband V im Innenbereich 7 ist mit dem Valenzband V im Randbereich 6 kontinuierlich verbunden. Weiterhin ist das Leitungsband L im Innenbereich 7 mit dem Leitungsband L im Randbereich 6 kontinuierlich verbunden.

Die erste Bandlücke 8 ist hier in etwa 80 meV größer als die die zweite Bandlücke 9. Weiterhin ist eine Breite 14 des Randbereichs 6 des Halbleiterkörpers 2 in etwa 1 pm.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2019 117 207.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren

Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind.

Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren

beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

1 Leuchtdiodenchip

2 Halbleiterkörper

2a Seitenfläche des Halbleiterkörpers

2b Deckfläche des Halbleiterkörpers 2c Bodenfläche des Halbleiterkörpers

3 erste Halbleiterschichtenfolge

4 zweite Halbleiterschichtenfolge

5 aktiver Bereich

6 Randbereich

7 Innenbereich

8 erste Bandlücke

9 zweite Bandlücke

10 erste Punktdefektdichte

11 zweite Punktdefektdichte

12 Elektronen

13 Löcher

14 Breite des Randbereichs

15 erste Schicht

16 zweite Schicht

17 erste Kontaktschicht

18 zweite Kontaktschicht

V Valenzband

L Leitungsband