VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER VIELZAHL STRAHLUNGSEMITTIERENDER HALBLEITERCHIPS UND STRAHLUNGSEMITTIERENDER HALBLEITERCHIP

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Viel zahl strahlungsemittierender Halbleiterchips angegeben . Darüber hinaus wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben .

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung strahlungsemittierender Halbleiterchips anzugeben, die besonders ef fi zient betrieben werden können . Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, strahlungsemittierende Halbleiterchips anzugeben, die besonders ef fi zient betreibbar sind .

Bei den hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips handelt es sich beispielsweise um Leuchtdiodenchips . In den strahlungsemittierenden Halbleiterchips wird durch strahlende Rekombination von Ladungsträgerpaaren elektromagnetische Strahlung erzeugt . Vorliegend kann von den strahlungsemittierenden Halbleiterchips im Betrieb beispielsweise rotes Licht erzeugt werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt zunächst ein Definieren von Positionen für Rekombinations zentren, die zu einer strahlenden Rekombination von Ladungsträgerpaaren eingerichtet sind . Das heißt , in einem ersten Verfahrensschritt werden Verfahren durchgeführt , mit denen die späteren Positionen von herzustellenden Rekombinations zentren festgelegt werden können . Durch das Definieren wird vorgegeben, an welchen Stellen Rekombinations zentren zur strahlenden Rekombination bevorzugt oder mit einer größeren Wahrscheinlichkeit erzeugt werden als an anderen Positionen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt , bei dem Rekombinations zentren an den Positionen in einer aktiven Schicht der strahlungsemittierenden Halbleiterchips hergestellt werden . Das heißt , an den zuvor definierten Positionen werden Rekombinations zentren beispielsweise durch epitaktisches Wachstum erzeugt . Dabei ist es beispielsweise wahrscheinlicher, dass die Rekombinations zentren an den zuvor definierten Positionen erzeugt werden, als an anderen Positionen . Die Rekombinations zentren werden in einer aktiven Schicht erzeugt , die in den fertiggestellten strahlungsemittierenden Halbleiterchips die Rekombinations zentren umfasst , an oder in denen die elektromagnetische Strahlung im fertiggestellten Halbleiterchip durch strahlende Rekombination erzeugt wird .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt ein Strukturieren der Halbleiterchips , derart , dass zumindest manche der Rekombinations zentren entfernt von den Rändern des Halbleiterchips angeordnet sind .

Die herzustellenden strahlungsemittierenden Halbleiterchips weisen beispielsweise eine Strahlungsaustritts fläche auf , die durch eine Hauptfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips gebildet ist . Die Richtungen, in denen sich diese Hauptfläche erstreckt , sind die lateralen Richtungen . Senkrecht dazu verläuft die vertikale Richtung, die zum Beispiel parallel zu einer Wachstumsrichtung der epitaktisch hergestellten Schichten des strahlungsemittierenden Halbleiterchips verläuft . In einer vertikalen Proj ektion der Rekombinations zentren auf diese Hauptfläche liegen die Rekombinations zentren im Mittel näher an einem Flächenschwerpunkt dieser Hauptfläche als an einem Rand dieser Hauptfläche . Damit sind die Rekombinations zentren entfernt von den Rändern der Halbleiterchips angeordnet .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens zur Herstellung einer Viel zahl strahlungsemittierender Halbleiterchips umfasst das Verfahren die folgenden Schritte :

- Definieren von Positionen für Rekombinations zentren, die zu einer strahlenden Rekombination von Landungsträgerpaaren eingerichtet sind,

- Herstellen der Rekombinations zentren an den Positionen in einer aktiven Schicht ,

- Strukturieren in Halbleiterchips , derart , dass zumindest manche der Rekombinations zentren entfernt von den Rändern der Halbleiterchips angeordnet sind .

Das hier beschriebene Verfahren kann insbesondere mit der hier angegebenen Reihenfolge von Verfahrensschritten durchgeführt werden .

Dem hier beschriebenen Verfahren liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde . Insbesondere bei rotes Licht emittierenden strahlungsemittierenden Halbleiterchips werden durch die Strukturierung in einzelne Halbleiterchips oft Rekombinationskanäle am Chiprand erzeugt . Über diese Kanäle rekombinieren Ladungsträger meist nicht-strahlend . Aus diesem Grund ist die Ef fi zienz solcher strahlungsemittierender Halbleiterchips relativ schlecht .

Vorliegend werden bei der Herstellung der strahlungsemittierenden Halbleiterchips zunächst Positionen für Rekombinations zentren definiert , an denen die Rekombinations zentren dann hergestellt werden .

Im nächsten Schritt erfolgt eine Strukturierung der Halbleiterchips derart , dass die Rekombinations zentren nicht an den Rändern der Halbleiterchips angeordnet sind .

Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Ladungsträger nicht an den Chiprändern, sondern im Chipinneren rekombinieren, was die Ef fi zienz steigert , da die nichtstrahlende Rekombination auf diese Weise unterdrückt wird .

Bei den hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchips kann es sich insbesondere um sogenannte Mikro-LEDs handeln, die eine Kantenlänge vom höchstens 100 pm, insbesondere von höchstens 50 pm oder von höchstens 5 pm aufweisen und die eine Leuchtfläche von kleiner 0 , 01 mm^ , insbesondere von kleiner 0 , 000025 mm^ aufweisen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens werden zum Definieren der Positionen Mesa-Strukturen und/oder Stufen in einer Halbleiterschicht und/oder einem Aufwachssubstrat erzeugt , wobei sich die Positionen für die Rekombinations zentren an den Rändern und/oder den Ecken der Mesa-Struktur befinden .

Die Mesa-Strukturen weisen insbesondere statistisch mehr Rekombinations zentren an den Rändern und/oder den Ecken auf . Mit anderen Worten liegen die Rekombinations zentren an den Rändern und/oder Ecken der Mesa-Strukturen in höherer Konzentration vor als an anderen Bereichen der Mesa- Strukturen .

Bei der Mesa-Struktur handelt es sich um eine Erhebung, die eine Hauptfläche aufweist , die sich zum Beispiel parallel zur Haupterstreckungsebene des herzustellenden Halbleiterchips erstreckt . Diese Hauptfläche ist zum Beispiel im Rahmen der Herstellungstoleranz rechteckig . Sie ist vom Rand der Mesa- Struktur begrenzt und weist zum Beispiel vier Ecken auf .

Dabei weist ein Material zur Bildung der Rekombinations zentren eine größere Gitterkonstante als das Material , in dem die Mesa-Strukturen und/oder Stufen gebildet sind, auf . Dieser Aus führungs form liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde , dass an den Rändern und/oder den Ecken der Mesa-Strukturen und/oder Stufen das Material zur Bildung der Rekombinations zentren, welches die größere Gitterkonstante aufweist , mehr Platz hat , um sich aus zudehnen und dort weniger gestaucht wird . Aus diesem Grund sind die auf diese Weise definierten Positionen energetisch günstiger als Positionen in der Mitte der Mesa-Strukturen und/oder Stufen .

Somit können Positionen für die Rekombinations zentren definiert werden, an denen sich bei der Herstellung der Rekombinations zentren diese mit einer größeren Wahrscheinlichkeit anwachsen als im Zentrum der Mesa- Strukturen und/oder Stufen . Dies kann durch entsprechende Wachstumsbedingungen unterstützt werden, zum Beispiel durch eine große Oberflächenbeweglichkeit und/oder verringerte Wachstumsraten . Eine erhöhte Oberflächenbeweglichkeit kann beispielsweise durch eine erhöhte Wachstumstemperatur erzeugt werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens haben die Mesa-Strukturen und/oder Stufen eine laterale Ausdehnung, die kleiner ist als die Di f fusionslänge eines Materials zur Bildung der Rekombinations zentren während der Herstellung der Rekombinations zentren . Die laterale Ausdehnung ist dabei beispielsweise die maximale laterale Erstreckung der Mesa- Struktur an ihrer Hauptfläche .

Die Di f fusionslänge kann über die Materialwahl des Materials zur Bildung der Rekombinations zentren sowie des Materials , in dem die Mesa-Strukturen und/oder Stufen gebildet sind, der Wachstumstemperatur und/oder der Wachstumsrate oder andere Wachstumsparameter eingestellt werden . Dadurch, dass die Di f fusionslänge größer ist als die maximale laterale Ausdehnung der Mesa-Strukturen und/oder Stufen, ist es beim Herstellen der Rekombinations zentren möglich, dass die energetisch günstigste Position zur Bildung der Rekombinations zentren eingenommen wird und sich die Rekombinations zentren mit größerer Wahrscheinlichkeit an den Rändern der Mesa-Strukturen und/oder Stufen als in deren Zentrum bilden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens werden zum Definieren der Positionen Defekte in einer Halbleiterschicht und/oder einem Aufwachssubstrat erzeugt oder genutzt , wobei sich die Positionen an den Defekten befinden . Dieser Aus führungs form liegt die Erkenntnis zugrunde , dass Defekte , die in vertikaler Richtung oder in lateraler Richtung verlaufen, das Verspannungs feld in einem Halbleiterkörper lokal beeinflussten . Damit können Positionen zum Einbau von Atomen entstehen, die energetisch günstiger sind als andere Positionen . An diesen energetisch günstigeren Positionen können sich daher die Rekombinations zentren bilden .

Die Defekterzeugung und/oder Def ektlokalisierung kann beispielsweise durch Elektronenstrahl , Nanoprägelithografie oder andere Techniken unterstützt werden . Auf diese Weise können die Positionen für die Rekombinations zentren definiert werden . Dabei ist insbesondere ein Abstand zwischen benachbarten Defekten in lateraler Richtung kleiner als die Di f fusionslänge des Materials zur Bildung der Rekombinations zentren während der Herstellung der Rekombinations zentren . Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass bei der Bildung der Rekombinations zentren die energetisch günstigeren Positionen, zum Beispiel an den Defekten, eingenommen werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens werden die Rekombinations zentren nach ihrer Herstellung mit zumindest einer weiteren Halbleiterschicht überwachsen . Auf diese Weise können die Rekombinations zentren in eine umgebende Halbleiterschicht eingebettet werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte :

Bereitstellen eines Aufwachssubstrats , Aufwachsen einer n-dotierten Halbleiterschicht auf das Auf wachs subs trat ,

Aufwachsen einer undotierten Halbleiterschicht auf der n-dotierten Halbleiterschicht , Strukturieren von Mesa-Strukturen in der undotierten Haiblei ter schicht ,

Aufwachsen einer aktiven Schicht mit den Rekombinations zentren an den Rändern und/oder Ecken der Mesa- Strukturen,

Überwachsen der aktiven Schicht mit der undotierten Haiblei ter schicht ,

Aufwachsen einer p-dotierten Halbleiterschicht auf die undotierte Halbleiterschicht ,

Erzeugen von Gräben, die sich durch die aktive Schicht erstrecken, zum Strukturieren in Halbleiterchips , derart , dass zumindest manche der Rekombinations zentren entfernt von den Rändern der Halbleiterchips angeordnet sind .

Alternativ ist es auch möglich, dass zunächst eine p-dotierte Halbleiterschicht aufgewachsen wird, auf die dann das Aufwachsen einer undotierten Halbleiterschicht erfolgt , in der die Mesa-Strukturen strukturiert werden .

Die aktive Schicht kann beispielsweise eine benetzende Schicht umfassen, auf der nachfolgend die Rekombinations zentren aufgewachsen werden . Die benetzende Schicht kann mit dem Material der Rekombinations zentren gebildet sein . In diesem Fall kann zum Wachstum der Rekombinations zentren beispielsweise zunächst eine dünne benetzende Schicht auf den Mesa-Strukturen aufwachsen werden und die Rekombinations zentren bilden sich auf dieser Schicht an den Rändern und/oder Ecken der Mesa-Strukturen .

Die Gräben, die sich durch die aktive Schicht erstrecken, können sich beispielsweise bis in die n-dotierte Halbleiterschicht oder das Aufwachssubstrat hinein erstrecken . Die Gräben umgeben in lateraler Richtung einen Bereich vollständig, der den herzustellenden strahlungsemittierenden Halbleiterchip darstellt . Begrenzt sind die Gräben durch die Ränder der herzustellenden Halbleiterchips , von denen sich die Rekombinations zentren entfernt befinden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens umfasst die aktive Schicht Indium, zum Beispiel in Form von InGaAs oder InAs , wobei die Indium-Konzentration zumindest stellenweise größer als 50 % ist . Teile oder das komplette Arsen (As ) können auch durch Phosphor ( P ) ersetzt sein . Insgesamt ist der herzustellende Halbleiterchip dann auf einem Arsenid-Verbindungs-Halbleitermaterial basierend . Dies bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zum Beispiel die aktive Schicht und/oder das Aufwachssubstrat , vorzugsweise Al _n Ga _m In]__ _n-m As umfassen, wobei 0 < n < 1 , 0 < m < 1 und n+m < 1 ist . Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen . Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstof fe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen . Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel j edoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al beziehungsweise As , Ga, In) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stof fe ersetzt sein können .

Es wird weiter ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben . Der hier beschriebene strahlungsemittierende Halbleiterchip kann insbesondere durch ein hier beschriebenes Verfahren hergestellt werden . Sämtliche Aus führungs formen des Verfahrens sind auch für den Halbleiterchip of fenbart und umgekehrt . Der strahlungsemittierende Halbleiterchip umfasst gemäß zumindest einer Aus führungs form einen aktiven Bereich, der Rekombinations zentren, die zu einer strahlenden Rekombination von Ladungsträgerpaaren eingerichtet sind, umfasst . Ferner umfasst der Halbleiterchip insbesondere einen Halbleiterbereich, der den aktiven Bereich in vertikalen Richtungen umgibt . Der aktive Bereich weist zumindest einen Durchbruch auf . Der Durchbruch ist mit Material des Halbleiterbereichs befüllt und zumindest manche der Rekombinations zentren sind am Durchbruch angeordnet .

Bei der Herstellung des strahlungsemittierenden Halbleiterchips resultiert der mit dem Halbleitermaterial befüllte Durchbruch aus den Abständen benachbarter Mesa- Strukturen, an deren Ränder die Wahrscheinlichkeit für die Anordnung von Rekombinations zentren erhöht ist .

Insbesondere ist der Halbleiterbereich undotiert und grenzt an einen n-dotierten Bereich sowie einen p-dotierten Bereich des Halbleiterchips an .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind die Rekombinations zentren Quantenpunkte oder umfassen solche . Die Quantenpunkte können Indium enthalten und zum Beispiel im Materialsystem InGaAs oder InAs gebildet sein . Teile oder das komplette Arsen (As ) können auch durch Phosphor ( P ) ersetzt werden . Die Indium-Konzentration in den Quantenpunkten ist zumindest stellenweise größer als 50 % . In den Quantenpunkten kann beispielsweise eine Rekombination von Ladungsträgern zu rotem Licht erfolgen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Durchbruch in einem Zentrum des Halbleiterchips ausgebildet ist , wobei Rekombinations zentren in lateraler Richtung um den Durchbruch angeordnet sind .

Im Folgenden werden das hier beschriebene Verfahren sowie der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip anhand von Aus führungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 1A bis IE ist ein Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert .

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 2A und 2B ist ein Prinzip zur Definition der Position von Rekombinations zentren, wie es in einem Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens zum Einsatz kommt , näher erläutert .

Anhand der schematischen Darstellungen der Figuren 3A bis 3D sind Aus führungsbeispiele eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert .

Anhand der schematischen Schnittdarstellung der Figuren 4A und 4B sind Aus führungsbeispiele eines hier beschriebenen Halbleiterchips näher erläutert .

Anhand der schematischen Darstellung der Figur 5 ist ein Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert .

Anhand der schematischen Darstellung der Figur 6 ist ein Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert . Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen 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 .

Anhand der schematischen Schnittdarstellung der Figuren 1A bis IE ist ein erstes Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert . Bei dem Verfahren wird eine Viel zahl strahlungsemittierender Halbleiterchips 1 hergestellt .

Dazu wird zunächst ein Aufwachssubstrat 4 bereitgestellt . Bei dem Aufwachssubstrat 4 handelt es sich vorliegend beispielsweise um ein GaAs-Substrat .

Auf das Aufwachssubstrat 4 wird eine n-dotierte Halbleiterschicht 51 insbesondere epitaktisch auf gewachsen .

An der dem Aufwachssubstrat 4 abgewandten Seite der n- dotierten Halbleiterschicht 51 wird eine undotierte Halbleiterschicht 61 insbesondere epitaktisch auf gewachsen, Figur 1A.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt , Figur 1B, erfolgt eine Strukturierung von Mesa-Strukturen 3 in der undotierten Halbleiterschicht 61 .

Durch diese Strukturierung erfolgt ein Definieren von Positionen für Rekombinations zentren 22 , die zu einer strahlenden Rekombination von Ladungsträgerpaaren eingerichtet sind .

Diese Rekombinations zentren 22 werden in einem nächsten Verfahrensschritt , Figur IC, an diesen Positionen - den Rändern 3a und/oder den Ecken 3b der Mesa-Struktur 3 auf gewachsen .

Die Rekombinations zentren 22 werden in einer aktiven Schicht

20 auf gewachsen, die beispielsweise eine benetzende Schicht

21 umfasst , auf der die Rekombinations zentren 22 entstehen . Bei den Rekombinations zentren 22 handelt es sich beispielsweise um Quantenpunkte .

Das Material , mit dem die Rekombinations zentren 22 gebildet werden, weist dabei eine größere Gitterkonstante als das Material auf , in dem die Mesa-Strukturen 3 gebildet sind . Beispielsweise sind die Mesa-Strukturen 3 mit einem Halbleitermaterial wie GaAs oder InGaAs gebildet , wobei die Rekombinations zentren im Materialsystem InGaAs oder InAs gebildet sind und die Indium-Konzentration in den Rekombinations zentren 22 größer ist als in den darunterliegenden Schichten 61 , 51 . Teile oder das komplette Arsen (As ) können auch durch Phosphor ( P ) ersetzt sein .

Die aktive Schicht 20 wird dabei unter Wachstumsbedingungen gewachsen, bei denen die Di f fusionslänge des Materials zur Bildung der Rekombinations zentren 22 größer ist als die laterale Ausdehnung 1 der Mesa-Strukturen 3 . Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Wahl von Wachstumsparametern wie Wachstumstemperatur , Wachstumsdruck und Wachstumsrate erreicht werden . Beispielsweise bildet sich in der aktiven Schicht 20 zunächst eine benetzende Schicht 21 , in der die Rekombinations zentren 22 als verdickte Bereiche am Rand 3a und/oder in den Ecken 3b der Mesa- Strukturen entstehen .

Im nachfolgenden Verfahrensschritt , Figur ID, erfolgt ein Überwachsen der aktiven Schicht 20 , die die Rekombinations zentren 22 umfasst mit der undotierten Halbleiterschicht 61 . Auf diese Weise sind die Rekombinations zentren 22 in der Halbleiterschicht 61 eingebettet .

Nachfolgend erfolgt das Aufwachsen einer p-dotierten Halbleiterschicht 71 auf die undotierte Halbleiterschicht 61 . Dies ist in Verbindung mit der Figur ID dargestellt .

Im nächsten Verfahrensschritt , Figur IE , werden Gräben 9 erzeugt , die sich durch die aktive Schicht 20 erstecken . Die Gräben 9 werden an Positionen derart erzeugt , dass zumindest manche der Rekombinations zentren 22 entfernt von den Rändern der Halbleiterchips angeordnet sind .

Zum Beispiel werden die Gräben 9 durch die Zentren der Mesa- Strukturen 3 erzeugt und erstrecken sich bis in die n- dotierte Halbleiterschicht 51 oder das Aufwachssubstrat 4 . Dies ist in der Figur IE dargestellt .

Nachfolgend können das Aufwachssubstrat 4 und ein Teil der n- dotierten Schicht 51 entfernt werden, so dass einzelne Halbleiterchips , wie sie in Verbindung mit der Figur 4 näher beschrieben sind, entstehen .

Alternativ können die Halbleiterchips 1 miteinander verbunden bleiben und auf diese Weise Pixel oder Bildpunkte einer größeren, übergeordneten Struktur bilden . Die gezeigt Ränder la der Halbleiterchips 1 stellen dann Ränder der einzelnen Pixel dar . Die größere , übergeordnete Struktur ist dann ein pixelierter Halbleiterchip .

In Verbindung mit den schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 2A und 2B ist ein Prinzip zum Definieren von Positionen für Rekombinations zentren 22 näher erläutert .

In den schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 2A und 2B ist eine Mesa-Struktur 3 schematisch dargestellt , die mit Material der undotierten Halbleiterschicht 61 gebildet ist .

Auf die Mesa-Struktur 3 ist Material der aktiven Schicht 20 aufgebracht . Die Mesa-Struktur 3 ist beispielsweise mit GaAs gebildet . Die aktive Schicht 20 ist mit InAs gebildet . Die aktive Schicht 20 hat damit größere Moleküle als die darunterliegende Mesa-Struktur 3 . Dadurch wächst die aktive Schicht 20 kompressiv verspannt auf der Mesa-Struktur 3 auf .

Wie in der Figur 2B dargestellt ist , haben Moleküle der aktiven Schicht 20 , die am Rand 3a der Mesa-Struktur 3 angeordnet sind, eine energetisch günstigere Position, da Möglichkeit zum Verspannungsabbau besteht . Die gestrichelte Linie zeigt dabei den unverspannten Zustand mit der geringsten mechanischen Energie . Am Rand 3a der Mesa-Struktur 3 ist die Abweichung von der gestrichelten Linie kleiner als im Zentrum der Struktur .

Wie in Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figuren 3A und 3B gezeigt ist , wird während des Wachstums der aktiven Schicht 20 mit den Rekombinations zentren 22 mehr Material an den Rändern 3a und/oder den Ecken 3b der Mesa- Strukturen 3 angeordnet (vergleiche dazu die Pfeile in der Figur 3A) . Dies führt zu einer dickeren aktiven Schicht 20 an den Rändern 3a und/oder den Ecken 3b der Mesa-Strukturen 3 und damit zur Bildung von Rekombinations zentren 22 , bei denen es sich um Quantenpunkte handeln kann . Diese bilden sich vermehrt an den Rändern 3a und an den Ecken 3b der Mesa- Strukturen 3 . Diese dickere aktive Schicht 20 führt zusammen mit einer erhöhten Indiumkonzentration zu energetisch niedrigeren Energieniveaus über die dann die strahlende Rekombination in diesen Stellen ermöglicht wird .

Die schematische Draufsicht der Figur 3C zeigt eine Draufsicht auf die Mesa-Strukturen 3 mit den Rekombinations zentren 22 , die an den Ecken 3b der Mesa- Strukturen 3 in der Nähe der Ränder 3a angeordnet sind .

Die schematische Schnittdarstellung der Figur 3D zeigt die Situation nach Bildung der Gräben 9 . Wie dort zu sehen ist , befinden sich für die einzelnen Halbleiterchips 1 die Rekombinations zentren 22 entfernt von den Rändern la der Halbleiterchips 1 . Dadurch, dass die Rekombinations zentren 22 nicht an den Chiprändern la angeordnet sind, ist die Wahrscheinlichkeit für eine nicht-strahlende Rekombination stark reduziert .

In Verbindung mit der Figur 4A ist ein Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Halbleiterchips 1 näher erläutert . Wie in der Figur 4B dargestellt , kann der Halbleiterchip 1 mit weiteren Halbleiterchips , die gleichartig ausgebildet sind, monolithisch verbunden sein und ein Pixel einer übergeordneten Struktur bilden . Der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 umfasst einen aktiven Bereich 2 . Der aktive Bereich 2 geht aus der aktiven Schicht 20 hervor, die die Rekombinations zentren 22 umfasst . Bei den Rekombinations zentren 22 handelt es sich beispielsweise um Quantenpunkte . Der strahlungsemittierende Halbleiterchip umfasst weiter einen Halbleiterbereich 6 , der den aktiven Bereich in vertikaler Richtung V umgibt . Der Halbleiterbereich 6 geht aus der Halbleiterschicht 61 hervor .

Der aktive Bereich 2 weist ferner einen Durchbruch 31 auf , in dem der aktive Bereich 2 vollständig mit dem Material des Halbleiterbereichs 6 befüllt ist . Der Durchbruch 31 ist vorliegend in einem Zentrum des Halbleiterchips 1 ausgebildet ist , wobei Rekombinations zentren 22 in lateraler Richtung L um den Durchbruch 31 herum angeordnet sind .

Auf diese Weise sind auch die Rekombinations zentren 22 in das Material des Halbleiterbereichs 6 eingebettet und allseitig von diesem umgeben .

Zumindest manche der Rekombinations zentren 22 sind am Durchbruch 31 angeordnet . Der Durchbruch 31 ist der Bereich zwischen benachbarten Mesa-Strukturen 3 während der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterchips 1 .

Ferner kann der Halbleiterchip, wie in der Figur 4A dargestellt , einen n-dotierten Halbleiterbereich 5 und einen p-dotierten Bereich 7 aufweisen, die j eweils an den Halbleiterbereich 6 grenzen, der undotiert sein kann . Es ist ebenfalls denkar, dass der Halbleiterbereich 6 leicht mit einem der beiden oder beiden Dotierstof fen dotiert ist oder anders n-typ und/oder p-typ leitfähig gemacht ist . Die Ausdehnung in lateraler Richtung L des Halbleiterchips liegt im Mikrometerbereich, so dass es sich bei dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip um eine sogenannte Mikro-LED handeln kann .

In Verbindung mit der Figur 4B ist ein Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Halbleiterchips 1 näher erläutert . Anders als in der Figur 4 dargestellt , kann der Halbleiterchip 1 auch mit weiteren Halbleiterchips , die gleichartig ausgebildet sind, monolithisch verbunden sein und ein Pixel einer übergeordneten Struktur bilden .

Der strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 umfasst einen aktiven Bereich 2 . Der aktive Bereich 2 geht aus der aktiven Schicht 20 hervor, die die Rekombinations zentren 22 umfasst . Bei den Rekombinations zentren 22 handelt es sich beispielsweise um Quantenpunkte . Der strahlungsemittierende Halbleiterchip umfasst weiter einen Halbleiterbereich 6 , der den aktiven Bereich in vertikaler Richtung V umgibt . Der Halbleiterbereich 6 geht aus der Halbleiterschicht 61 hervor .

Der aktive Bereich 2 weist ferner einen Durchbruch 31 auf , in dem der aktive Bereich 2 vollständig mit dem Material des Halbleiterbereichs 6 befüllt ist . Auf diese Weise sind auch die Rekombinations zentren 22 in das Material des Halbleiterbereichs 6 eingebettet und allseitig von diesem umgeben . Anders als im Aus führungsbeispiel der Figur 4A ist der Durchbruch 31 hier an einem Rand la des Halbleiterchips 1 ausgebildet . Auf diese Weise ist der Abstand zumindest mancher der Rekombinations zentren 22 vom Rand la besonders groß . In Verbindung mit der Figur 5 ist ein weiteres Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert . Bei diesem Aus führungsbeispiel lagern sich die Rekombinations zentren 22 an den Rändern 41a und/oder Ecken 41b von Stufen 41 an, die in das Substrat 4 strukturiert sind . Die Stufen 41 können zum Beispiel durch einen Of fcut des Substrats 4 erzeugt werden . Mit diesem Verfahren ist es zum Beispiel möglich, Halbleiterchips 1 oder Pixel zu erzeugen, die besonders dicht angeordnet sind .

In Verbindung mit der Figur 6 ist ein weiteres Aus führungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert . Bei diesem Aus führungsbeispiel lagern sich die Rekombinations zentren 22 im Bereich von Defekten 9 an .

Das heißt , zum Definieren der Positionen für die Rekombinations zentren 22 , bei denen es sich zum Beispiel um Quantenpunkte handelt , werden Defekte 9 in einer Halbleiterschicht und/oder dem Aufwachssubstrat 4 erzeugt oder genutzt , wobei sich die Positionen an den Defekten 9 befinden . Die Defekte 9 , die in vertikaler Richtung V und/oder in lateraler Richtung L verlaufen, beeinflussten das Verspannungs feld in der Halbleiterschicht und/oder dem Aufwachssubstrat 4 lokal . Damit können Positionen zum Einbau von Atomen entstehen, die energetisch günstiger sind als andere Positionen . An diesen energetisch günstigeren Positionen können sich daher die Rekombinations zentren 22 bilden .

Die Defekterzeugung und/oder Def ektlokalisierung kann beispielsweise durch Elektronenstrahl , Nanoprägelithografie oder andere Techniken unterstützt werden . Auf diese Weise können die Positionen für die Rekombinations zentren definiert werden. Dabei ist insbesondere ein Abstand zwischen benachbarten Defekten 9 in lateraler Richtung L kleiner als die Diffusionslänge des Materials zur Bildung der Rekombinationszentren 22 während der Herstellung der Rekombinationszentren.

Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE

102021129843.1 beansprucht, die hiermit durch Rückbezug auf genommen ist.

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.

Bezugs zeichenliste

1 strahlungsemittierender Halbleiterchip la Rand des strahlungsemittierenden Halbleiterchips

2 aktiver Bereich

20 aktive Schicht

21 benetzende Schicht

22 Rekombinations zentrum

3 Mesa-Struktur

3a Rand der Mesa-Struktur

3b Ecke der Mesa-Struktur

31 Durchbruch

4 Aufwachssubstrat

41 Stufe

41a Rand der Stufe

41b Ecke der Stufe

5 n-dotierter Bereich

51 n-dotierte Halbleiterschicht

6 Halbleiterbereich

61 Halbleiterschicht

7 p-dotierter Bereich

71 p-dotierte Halbleiterschicht

8 Defekte

9 Graben

1 laterale Ausdehnung a Abstand

L laterale Richtung

V vertikale Richtung