Optoelektronischer Halbleiterchip Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.

In der Druckschrift US 2007/0267640 AI sind eine Licht emittierende Halbleiterdiode und eine Herstellungsmethode hierfür angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen

optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der effizient herzustellen ist und der eine hohe Lichtauskoppeleffizienz aufweist .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips beinhaltet dieser eine

Halbleiterschichtenfolge mit einer oder mit mehreren aktiven Schichten. Die mindestens eine aktive Schicht ist zur

Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere im ultravioletten oder blauen Spektralbereich, eingerichtet. Die mindestens eine aktive Schicht kann wenigstens einen pn- Übergang und/oder einen oder mehrere Quantentröge beliebiger Dimensionalität aufweisen. Beispielsweise ist der

Halbleiterchip als Dünnfilmchip ausgeformt, wie in der

Druckschrift WO 2005/081319 AI beschrieben, deren

Offenbarungsgehalt hinsichtlich des dort beschriebenen

Halbleiterchips sowie des dort beschriebenen

Herstellungsverfahrens hiermit durch Rückbezug mit

aufgenommen wird. Außerdem kann die Halbleiterschichtenfolge zusätzliche Schichten wie Mantelschichten und/oder

StromaufWeitungsschichten aufweisen. Zum Beispiel ist die Halbleiterschichtenfolge als Leuchtdiode oder als Laserdiode ausgebildet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips basiert die gesamte Halbleiterschichtenfolge auf demselben Materialsystem. Einzelne Schichten der

Halbleiterschichtenfolge können hierbei eine voneinander verschiedene Zusammensetzung funktionaler

Materialkomponenten, insbesondere unterschiedliche

Dotierungen, aufweisen. Bevorzugt basiert die

Halbleiterschichtenfolge auf GaN, GaP oder GaAs, wobei speziell ein Anteil von zum Beispiel AI und/oder In innerhalb der Halbleiterschichtenfolge variieren kann. Auch kann die Halbleiterschichtenfolge variierende Anteile von P, B, Mg und/oder Zn beinhalten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips umfasst dieser eine Lichtauskoppelschicht, die mittelbar oder unmittelbar auf einer Strahlungsdurchtrittsfläche der

Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist. Bevorzugt ist die Lichtauskoppelschicht in direktem Kontakt zu einem Material der Halbleiterschichtenfolge und/oder formschlüssig zu einer Strahlungsdurchtrittsfläche auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht .

Die Strahlungsdurchtrittsfläche des optoelektronischen

Halbleiterchips ist speziell diejenige, im Rahmen der

Herstellungstoleranzen insbesondere ebene Fläche, die

senkrecht zu einer Wachstumsrichtung der

Halbleiterschichtenfolge orientiert ist und die die

Halbleiterschichtenfolge in einer Richtung senkrecht zur Wachstumsrichtung begrenzt. Mit anderen Worten ist die

Strahlungsdurchtrittsfläche eine der Hauptseiten der Halbleiterschichtenfolge, insbesondere diejenige der

Hauptseiten der Halbleiterschichtenfolge, die einem Träger oder einem Substrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht oder aufgewachsen ist, abgewandt ist. Die

Strahlungsdurchtrittsflache ist dazu eingerichtet, dass mindestens ein Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten Strahlung die Halbleiterschichtenfolge durch die Strahlungsdurchtrittsflache verlässt. Bereiche, durch die keine Strahlung die Halbleiterschichtenfolge verlassen kann, zum Beispiel mit metallischen Stegen zu einer Stromaufweitung beschichtete Bereiche der Halbleiterschichtenfolge, zählen insbesondere nicht zur Strahlungsdurchtrittsfläche .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist ein Material der Lichtauskoppelschicht von einem Material der Halbleiterschichtenfolge verschieden. Mit anderen Worten basieren die Halbleiterschichtenfolge und die

Lichtauskoppelschicht auf unterschiedlichen Materialien und/oder Materialsystemen. Die Lichtauskoppelschicht ist insbesondere frei von einem Material oder einer

Materialkomponente der Halbleiterschichtenfolge.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weicht ein Brechungsindex oder ein mittlerer Brechungsindex des Materials der Lichtauskoppelschicht von einem

Brechungsindex oder einem mittleren Brechungsindex der

Halbleiterschichtenfolge um höchsten 20 % voneinander ab. Mit anderen Worten ist der Betrag des Quotienten aus der

Differenz der Brechungsindices der Materialien von

Lichtauskoppelschicht und Halbleiterschichtenfolge und dem Brechungsindex des Materials der Halbleiterschichtenfolge kleiner oder gleich 0,2. Unter dem Material der

Halbleiterschichtenfolge ist hierbei insbesondere dasjenige Material der Halbleiterschichtenfolge zu verstehen, durch das die Strahlungsdurchtrittsflache gebildet ist. Bevorzugt weichen die Brechungsindices der Halbleiterschichtenfolge und der Lichtauskoppelschicht um höchstens 10 %, insbesondere um höchstens 5 %, voneinander ab. Besonders bevorzugt sind die Brechungsindices gleich oder möglichst gleich. Brechungsindex meint hierbei jeweils einen Brechungsindex bei einer

Wellenlänge, die in der aktiven Schicht im Betrieb des

Halbleiterchips erzeugt wird, insbesondere bei einer

Hauptwellenlänge, also einer Wellenlänge, bei der eine

Intensität der erzeugten Strahlung pro nm spektraler Breite maximal ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind durch Ausnehmungen in der Lichtauskoppelschicht

Auskoppelstrukturen gebildet, wobei die Ausnehmungen Facetten aufweisen. Die Ausnehmungen durchdringen hierbei die

Lichtauskoppelschicht nicht vollständig. Mit anderen Worten ist durch die Ausnehmungen kein Material der

Halbleiterschichtenfolge freigelegt. Insbesondere ist die mindestens eine aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge von den Ausnehmungen nicht durchdrungen.

Facetten sind dabei bevorzugt alle solchen Begrenzungsflächen der Ausnehmungen, die einen Winkel mit der

Strahlungsdurchtrittsfläche einschließen, der zwischen einschließlich 15° und 75° liegt, insbesondere zwischen einschließlich 30° und 60°. Die Facetten können durch

einzelne oder zusammenhängende Flächen der Ausnehmungen gebildet sein, die die Ausnehmungen in lateraler Richtung begrenzen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die Facetten eine Gesamtfläche auf, die mindestens 25 % eines Flächeninhalts der Strahlungsdurchtrittsfläche beträgt. Bevorzugt macht die Gesamtfläche aller Facetten, insbesondere derjenigen Facetten, die in einer Richtung senkrecht zur Strahlungsdurchtrittsfläche über der aktiven Schicht liegen, mindestens 75 % oder mindestens 100 % des Flächeninhalts der Strahlungsdurchtrittsfläche aus. Da die Facetten quer zur Strahlungsdurchtrittsfläche ausgerichtet sind, kann die Gesamtfläche der Facetten auch größer sein als der Flächeninhalt der Strahlungsdurchtrittsfläche .

In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips beinhaltet dieser eine

Halbleiterschichtenfolge mit mindestens einer aktiven Schicht zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung. Weiterhin umfasst der Halbleiterchip eine Lichtauskoppelschicht, die mindestens mittelbar auf einer Strahlungsdurchtrittsfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist. Ein Material der Lichtauskoppelschicht ist von einem Material der

Halbleiterschichtenfolge verschieden und Brechungsindices der Materialien der Lichtauskoppelschicht und der

Halbleiterschichtenfolge unterscheiden sich um höchstens 20 % voneinander. Durch Ausnehmungen in der Lichtauskoppelschicht sind Auskoppelstrukturen mit Facetten gebildet, wobei die

Lichtauskoppelschicht mindestens von denjenigen Ausnehmungen, die sich in einer Richtung senkrecht zur

Strahlungsdurchtrittsfläche über der aktiven Schicht

befinden, nicht vollständig durchdrungen ist. Außerdem weisen die Facetten der Ausnehmungen eine Gesamtfläche auf, die mindestens 25 % eines Flächeninhalts der

Strahlungsdurchtrittsfläche der Halbleiterschichtenfolge entspricht . Dadurch, dass eine Lichtauskoppelschicht auf der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist, in die

Auskoppelstrukturen erzeugt sind, ist es vermeidbar, in der Halbleiterschichtenfolge selbst Auskoppelstrukturen zu erzeugen. Hierdurch ist eine Dicke der

Halbleiterschichtenfolge reduzierbar, wodurch Spannungen in der Halbleiterschichtenfolge ebenfalls reduzierbar und wodurch Herstellungskosten für den Halbleiterchip senkbar sind. Eine hohe Auskoppeleffizienz ist speziell dadurch erzielbar, dass ein Brechungsindex der Lichtauskoppelschicht im Wesentlichen dem Brechungsindex der

Halbleiterschichtenfolge entspricht . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips befindet sich ein Teil der Lichtauskoppelschicht in lateraler Richtung neben der Halbleiterschichtenfolge. Mit anderen Worten erstreckt sich dieser Teil der Lichtauskoppelschicht, in einer Richtung senkrecht zur Strahlungsdurchtrittsflache, nicht über die aktive Schicht und/oder über die

Halbleiterschichtenfolge .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips reicht ein Anteil der Ausnehmungen in dem lateral neben der Halbleiterschichtenfolge angebrachten Teil der

Lichtauskoppelschicht, bevorzugt alle der Ausnehmungen in diesem Teil der Lichtauskoppelschicht, durch eine Ebene hindurch, in der sich die aktive Schicht oder eine der aktiven Schichten befindet. Mit anderen Worten ist die Ebene durch die aktive Schicht definiert. Die Ebene verläuft durch die aktive Schicht oder, im Falle mehrerer aktiven Schichten, bevorzugt durch diejenige aktive Schicht, die am weitesten von der Strahlungsdurchtrittsfläche entfernt ist. Weiterhin ist die Ebene insbesondere senkrecht zu einer

Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge orientiert, also zum Beispiel parallel zur Strahlungsdurchtrittsflache . Mit anderen Worten trifft parallel zur

Strahlungsdurchtrittsflache aus der aktiven Schicht

austretende Strahlung auf wenigstens einen Teil der

Ausnehmungen in dem lateral neben der

Halbleiterschichtenfolge angebrachten Teil der

Lichtauskoppelschicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die Ausnehmungen eine sphärische, eine

pyramidenartige, eine pyramidenstumpfartige, eine

kegelstumpfartige und/oder eine kegelartige Grundform auf. Ein Durchmesser der Ausnehmungen nimmt in eine Richtung weg von der Strahlungsdurchtrittsfläche bevorzugt zu.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die Ausnehmungen Begrenzungsflächen auf, die im Rahmen der Herstellungstoleranzen durch eine einfach stetig

differenzierbare Funktion beschreibbar sind, wobei die

Begrenzungsflächen die Facetten oder einen Teil der Facetten bilden. Bevorzugt ist in mindestens einer Raumrichtung lokal jeweils die erste Ableitung dieser Funktion eine Konstante. Mit anderen Worten sind die Ausnehmungen dann beispielsweise kegelstumpfartig geformt und die Facetten sind durch eine Mantelfläche des Kegelstumpfes gebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Ausnehmungen in einem regelmäßigen zweidimensionalen Gitter über der Strahlungsdurchtrittsfläche angeordnet, wobei eine mittlere Gitterkonstante des Gitters mindestens ein Zweifaches, insbesondere mindestens ein Dreifaches der Hauptwellenlänge der in der aktiven Schicht erzeugten

Strahlung beträgt. Die Hauptwellenlänge ist hierbei auf ein Medium bezogen, in das die Strahlung eintritt. Ist der

Halbleiterchip zum Beispiel von Luft umgeben, so ist ein Brechungsindex des Mediums ungefähr 1 und die

Hauptwellenlänge entspricht einer Vakuum-Hauptwellenlänge. Ist der Halbleiterchip etwa von einem Verguss, zum Beispiel einem Silikon, umgeben, so ist die Hauptwellenlänge die

Vakuum-Wellenlänge dividiert durch den Brechungsindex des Vergusses.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die Ausnehmungen innere Begrenzungsflächen auf, wobei sich die inneren Begrenzungsflächen an die Facetten in eine Richtung hin zu der Halbleiterschichtenfolge anschließen.

Eine Gesamtfläche der inneren Begrenzungsflächen entspricht mindestens 5 % oder mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 15 % oder mindestens 20 % der Fläche der

Strahlungsdurchtrittsfläche .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weisen die Ausnehmungen und/oder die

Lichtauskoppelschicht äußere Begrenzungsflächen auf. Die äußeren Begrenzungsflächen sind solche Flächen der

Lichtauskoppelschicht und/oder der Ausnehmungen, die sich weiter von der Halbleiterschichtenfolge weg befinden als die die Facetten bildenden Flächen der Ausnehmungen und/oder die die Facetten in eine Richtung weg von der

Halbleiterschichtenfolge begrenzen oder sich in dieser

Richtung an die Facetten anschließen. Eine Gesamtfläche der äußeren Begrenzungsflächen beträgt weiterhin mindestens 10 %, insbesondere mindestens 20 % oder mindestens 30 % der Fläche der Strahlungsdurchtrittsfläche . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist auf der Lichtauskoppelschicht, an einer der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite, eine

elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht. Die leitfähige

Schicht ist von den Ausnehmungen in der Lichtauskoppelschicht vollständig durchdrungen, wobei die Facetten dann nicht von der leitfähigen Schicht bedeckt sind, oder die leitfähige Schicht ist, bevorzugt, formschlüssig bezüglich der

Ausnehmungen geformt und bedeckt die Facetten teilweise oder vollständig. Eine mittlere Dicke der leitfähigen Schicht ist bevorzugt kleiner als eine mittlere Dicke der

Lichtauskoppelschicht und beträgt insbesondere höchstens 500 nm oder höchstens 300 nm und bevorzugt mindestens 50 nm oder mindestens 75 nm. Besonders bevorzugt beträgt die mittlere Dicke der Lichtauskoppelschicht 250 nm, zum Beispiel mit einer Toleranz von höchstens 25 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die leitfähige Schicht aus einem

transparenten, leitfähigen Oxid, kurz TCO, gebildet.

Materialien für die leitfähige Schicht sind zum Beispiel Metalloxide wie ein Zinkoxid, ein Zinnoxid, ein Cadmiumoxid, ein Titanoxid, ein Indiumoxid oder ein Indiumzinnoxid (ITO), Zn ₂ Sn0 ₄ , CdSn0 ₃ , ZnSn0 ₃ , Mgln ₂ 0 ₄ , Galn0 ₃ , Zn ₂ In ₂ 0 ₅ oder In ₄ Sn ₃ 0i ₂ oder Mischungen hieraus. Weiterhin kann die leitfähige

Schicht p-dotiert oder n-dotiert sein. Alternativ hierzu kann die leitfähige Schicht aus einem transparenten Metallfilm geformt sein, der bevorzugt eine mittlere Dicke von höchstens 20 nm oder von höchstens 10 nm aufweist. Ebenso sind

Kombinationen aus einem solchen Metallfilm und einem TCO einsetzbar, wobei sich der Metallfilm dann bevorzugt an einer der Lichtauskoppelschicht abgewandten Seite des TCOs

befindet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Lichtauskoppelschicht elektrisch leitfähig. Zum Beispiel liegt ein mittlerer Flächenwiderstand der Lichtauskoppelschicht zwischen einschließlich 2,5 Ω/D und 50 Ω/D oder zwischen einschließlich 5 Ω/D und 25 Ω/D. Alternativ oder zusätzlich beträgt ein spezifischer

Widerstand eines Materials der Lichtauskoppelschicht zwischen einschließlich 1 x 10-^ Qcm und 5 x 10 ^~ 3 Qcm oder zwischen einschließlich 2 x 10-^ Qcm und 2 x 10 ^~ 3 ßcm .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist das Material der Lichtauskoppelschicht dotiert. Ein Dotierstoff ist beispielsweise Mn, Nb oder W, insbesondere, falls das Material der Lichtauskoppelschicht Titandioxid ist. Eine Dotierstoffkonzentration ist bevorzugt möglichst gering gewählt, zum Beispiel weniger als 5 x ΙΟ-^ cm-3. Dies wird ermöglicht insbesondere durch die elektrisch leitfähige Schicht auf der Lichtauskoppelschicht. Mit anderen Worten erfolgt eine laterale Stromaufweitung dann im

Wesentlichen nur durch die leitfähige Schicht und nicht durch die Lichtauskoppelschicht.

Nachfolgend wird ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:

Figuren 1 bis 6 schematische Darstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips, und

Figur 7 schematische Darstellungen von weiteren

Halbleiterchips .

In Figur 1B ist eine schematische Draufsicht auf eine

Lichtauskoppelschicht 4 eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Halbleiterchips 1 dargestellt. In Figur 1A ist eine Schnittdarstellung des Halbleiterchips 1 entlang der Strich-Punkt-Linie in Figur 1B illustriert.

Eine Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer oder mit mehreren aktiven Schichten 3 ist auf einem Träger 13 aufgebracht, beispielsweise aufgewachsen oder aufgebondet. In den Figuren ist die aktive Schicht 3 durch eine Strich-Linie

symbolisiert. Es ist möglich, dass im Falle mehrerer aktiver Schichten 3 diese im Betrieb Strahlung in wenigstens zwei voneinander verschiedenen Spektralbereichen emittieren, zum Beispiel mit Hauptwellenlängen, die mindestens 15 nm oder mindestens 20 nm auseinander liegen. An einer dem Träger 13 abgewandten Strahlungsdurchtrittsfläche 20 der

Halbleiterschichtenfolge 2 ist die Lichtauskoppelschicht 4 aufgebracht. Die Lichtauskoppelschicht 4 steht in direktem, unmittelbarem Kontakt zu einem Material der

Halbleiterschichtenfolge 2 und ist formschlüssig zu der

Strahlungsdurchtrittsfläche 20 geformt. Weiterhin ist die

Lichtauskoppelschicht 4 eine zusammenhängende, geschlossene und durchgehende Schicht, die die Strahlungsdurchtrittsfläche 20 vollständig oder größtenteils, zum Beispiel zu mindestens 80 %, bedeckt.

In die Lichtauskoppelschicht 4 ist eine Vielzahl von

Ausnehmungen 44 geformt. Die Ausnehmungen 44 weisen eine kegelstumpfartige Grundform auf. Außerdem sind die

Ausnehmungen 44 in einem regelmäßigen Gitter mit einer hexagonalen Grundstruktur angeordnet. Laterale Begrenzungsflächen der Ausnehmungen 44 bilden

Facetten 40. Die Facetten 40 weisen einen Winkel zur

Strahlungsdurchtrittsfläche 20 zwischen einschließlich 30° und 60° auf. Die Facetten 40 weisen eine Gesamtfläche auf, die mindestens 25 % der Fläche der

Strahlungsdurchtrittsfläche 20 beträgt.

Die Facetten 40 grenzen, in eine Richtung hin zur

Halbleiterschichtenfolge 2, an innere Begrenzungsflächen 6i der Ausnehmungen 44. Die inneren Begrenzungsflächen 6i sind im Wesentlichen parallel zur Strahlungsdurchtrittsfläche 20 orientiert und weisen eine Gesamtfläche auf, die mindestens 5 % des Flächeninhalts der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 beträgt. Eine zusammenhängende, äußere Begrenzungsfläche 6a ist durch eine der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandte Hauptseite der Lichtauskoppelschicht 4 gebildet. Die äußere Begrenzungsfläche 6a weist eine Fläche auf, die mindestens 20 % der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 entspricht.

Eine Dicke T der Lichtauskoppelschicht 4 liegt bevorzugt zwischen einschließlich 300 nm und 10 ym, insbesondere zwischen einschließlich 1,0 ym und 5 ym oder zwischen einschließlich 2 ym und 4 ym. Eine Tiefe H der Ausnehmungen 44 liegt zwischen 0,3 ym und 9,5 ym, insbesondere zwischen einschließlich 0,5 ym und 3 ym. Ein mittlerer Abstand L zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen 44, gerechnet von den Kanten an Rändern der benachbarten Ausnehmungen 44, liegt zwischen einschließlich 0,3 ym und 10 ym, bevorzugt zwischen einschließlich 1 ym und 5 ym.

Eine Differenz aus der Dicke T der Lichtauskoppelschicht 4 und der Tiefe H der Ausnehmungen 44 beträgt zum Beispiel ein ganzzahliges Vielfaches eines Viertels der Hauptwellenlänge der in der aktiven Schicht 3 erzeugten Strahlung, dividiert durch den mittleren Brechungsindex eines Materials der

Lichtauskoppelschicht 4. Hierdurch ist an den inneren

Begrenzungsflächen 6i eine antireflektierende Wirkung der Lichtauskoppelschicht 4 realisierbar. Eine Gesamtdicke G aus der Halbleiterschichtenfolge 2 und der Lichtauskoppelschicht 4 beträgt bevorzugt zwischen einschließlich 4 ym und 12 ym.

Die Ausnehmungen 44 in der Lichtauskoppelschicht 4 sind zum Beispiel durch ein fotolithographisches Verfahren, also etwa durch das Aufbringen und Strukturieren eines Fotolackes und durch ein nachfolgendes Ätzen, insbesondere durch ein

trockenchemisches Ätzverfahren, erzeugt. Der Fotolack wird nach dem Ätzen bevorzugt von der Lichtauskoppelschicht 4 entfernt .

Ebenso ist es möglich, dass alternativ oder zusätzlich zu dem Fotolack eine Maske wie eine Hartmaske, zum Beispiel aus oder mit Chrom, Siliziumdioxid und/oder Nickel, zum Einsatz kommt. Der Fotolack kann vor oder nach dem Ätzen von der Hartmaske entfernt werden. Die Hartmaske kann nach dem Ätzen auf der Lichtauskoppelschicht 4 verbleiben, in Figur 1 nicht

dargestellt, oder wie der Fotolack entfernt werden. Über solche Verfahren ist insbesondere eine regelmäßige

Anordnung der Ausnehmungen 44 in der Lichtauskoppelschicht 4 erzeugbar. Eine unregelmäßige Aufrauung oder eine

unregelmäßige Verteilung der Ausnehmungen 44 kann auch durch etwa ein Sandstrahlen oder ein Ätzen der der

Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandten Hauptseite der

Lichtauskoppelschicht 4 realisiert werden. Weiterhin ist es möglich, dass die Ausnehmungen 44 durch ein geeignetes

Aufbringverfahren der Lichtauskoppelschicht 4 hergestellt werden, etwa durch einen Tropfenprozess oder durch ein

Aufschleudern, bei dem eine reliefartige Struktur gebildet wird .

Zusammen mit dem Erzeugen der Ausnehmungen 44 in der

Lichtauskoppelschicht 4 ist es auch möglich, dass laterale

Begrenzungsflächen oder Facetten der Halbleiterschichtenfolge 2 hergestellt werden, zum Beispiel über ein Ätzen.

Ein Brechungsindex oder ein mittlerer Brechungsindex der Lichtauskoppelschicht 4 liegt bevorzugt zwischen

einschließlich 2,25 und 2,60, insbesondere zwischen

einschließlich 2,40 und 2,55. Basiert die

Halbleiterschichtenfolge 2 zum Beispiel auf GaN mit einem Brechungsindex von zirka 2,5, so sind die Brechungsindices der Halbleiterschichtenfolge 2 und der Lichtauskoppelschicht 4 dann im Wesentlichen gleich. Dann ist eine Reflexion von Strahlung an der Grenzfläche zwischen der

Lichtauskoppelschicht 4 und der Halbleiterschichtenfolge 2 nahezu vermeidbar oder zumindest deutlich reduzierbar, wodurch eine Lichtauskoppeleffizienz von Strahlung aus der Halbleiterschichtenfolge 2 erhöht wird. Basiert die

Halbleiterschichtenfolge 2 beispielsweise auf InGaAlP mit einem Brechungsindex von zirka 3, so weist die Lichtauskoppelschicht 4 dann einen Brechungsindex insbesondere zwischen einschließlich 2,7 und 3,3 auf.

Ein Material der Lichtauskoppelschicht 4 ist dann

beispielsweise ein Titanoxid wie Titandioxid, ein Zinksulfid, ein Aluminiumnitrid, ein Siliziumcarbid, ein Bohrnitrid und/oder Tantaloxid. Im Falle einer elektrisch leitfähigen Lichtauskoppelschicht 4, die etwa zu einer Stromaufweitung herangezogen werden kann, kann die Lichtauskoppelschicht 4 ein transparentes leitfähiges Oxid wie ein insbesondere dotiertes Indiumzinnoxid beinhalten oder hieraus bestehen. Ein mittlerer Flächenwiderstand der Lichtauskoppelschicht 4 beträgt dann bevorzugt zwischen einschließlich 2,5 Ω/D und 50 Ω/D.

In Figur 2 ist eine Schnittdarstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels des Halbleiterchips 1 illustriert. Die Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer n-leitenden Schicht 8 und einer p-leitenden Schicht 9 ist über ein

Verbindungsmittel 14, beispielsweise einem elektrisch

leitfähigen, metallischen Lot, an dem Träger 13 angebracht. Eine Dicke der p-leitenden Schicht 9 ist kleiner als eine Dicke der n-leitenden Schicht 8. Zwischen dem

Verbindungsmittel 14 und der Halbleiterschichtenfolge 2 können weitere, nicht gezeichnete Schichten liegen, zum

Beispiel Barriereschichten, Diffusionsstoppschichten oder Spiegelschichten .

Über die Verbindungsmittelschicht 14 ist gleichzeitig ein p- Kontakt 11 realisiert, über den die Halbleiterschichtenfolge 2 bestrombar ist. An der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 ist außerdem ein zum Beispiel metallischer n-Kontakt 10 in einer Öffnung 12 in der Lichtauskoppelschicht 4 direkt auf die Halbleiterschichtenfolge 2 aufgebracht. Die

Lichtauskoppelschicht 4 umgibt den n-Kontakt 10 also

ringförmig. Auch in diesem Fall ist die Lichtauskoppelschicht 4 eine durchgehende, zusammenhängende Schicht, die mehr als 80 % oder mehr als 90 % der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 bedeckt. Durch den n-Kontakt 10 und die Lichtauskoppelschicht 4 ist also die Strahlungsdurchtrittsfläche 20 nahezu

vollständig oder vollständig bedeckt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der schematischen

Schnittdarstellung in Figur 3 weist die

Halbleiterschichtenfolge 2 eine Öffnung 12 auf, die die aktive Schicht 3 durchdringt und bis in die n-leitende

Schicht 8 reicht. In dieser Öffnung 12 ist der n-Kontakt 10 geformt. Die p-Kontakte 11 befinden sich an einer der

Strahlungsdurchtrittsfläche 20 abgewandten Hauptseite der Halbleiterschichtenfolge 2. In lateraler Richtung weist die Halbleiterschichtenfolge 2 im Rahmen der

Herstellungstoleranzen dieselbe Ausdehnung aus wie die

Lichtauskoppelschicht 4.

In Figur 4 sind weitere Schnittdarstellungen von

Ausführungsbeispielen des Halbleiterchips 1 dargestellt.

Gemäß Figur 4A überragen der Träger 13 und die

Lichtauskoppelschicht 4 die Halbleiterschichtenfolge 2 in einer lateralen Richtung, parallel zur

Strahlungsdurchtrittsfläche 20. Die gesamte äußere

Begrenzungsfläche 6a verläuft im Rahmen der

Herstellungstoleranzen in einer Ebene parallel zur

Strahlungsdurchtrittsfläche 20. In einem Teil 42 der

Lichtauskoppelschicht 4, der sich lateral neben der

Halbleiterschichtenfolge 2 befindet, weisen die Ausnehmungen 44 eine größere Tiefe auf als in einem Bereich in vertikaler Richtung über der Halbleiterschichtenfolge 2. Die Ausnehmungen 44 in diesem Teil 42 der Lichtauskoppelschicht 4 durchdringen eine Ebene E, die durch die aktive Schicht 3 definiert ist und die im Wesentlichen parallel zur

Strahlungsdurchtrittsflache 20 verläuft.

Anders als in Figur 4A dargestellt, können die Ausnehmungen 44 in dem Teil 42 neben der Halbleiterschichtenfolge 2 die Lichtauskoppelschicht 4 auch vollständig durchdringen, wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen. Ist die

Lichtauskoppelschicht 4 mit einem elektrisch leitfähigen Material gestaltet, so können optional in Figur 4A nicht gezeichnete elektrisch isolierende Schichten insbesondere an lateralen Begrenzungsflächen der Halbleiterschichtenfolge 2 und/oder auf dem Träger 13 aufgebracht sein, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 4B weist die

Lichtauskoppelschicht 4 über die gesamte laterale Richtung hinweg eine näherungsweise konstante Dicke auf. Auch eine Tiefe der Ausnehmungen 44 ist über die gesamte laterale

Ausdehnung der Lichtauskoppelschicht 4 hinweg näherungsweise konstant. In dem Teil 42 der Lichtauskoppelschicht 4

schneiden die Ausnehmungen 44 die Ebene E. Die

Lichtauskoppelschicht 4 kann Teilbereiche des Trägers 13, die nicht von der Halbleiterschichtenfolge 2 überdeckt sind, vollständig oder teilweise bedecken.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4C ist die Dicke der Lichtauskoppelschicht 4 in lateraler Richtung gleichbleibend. Zwischen dem Teil 42 der Lichtauskoppelschicht 4 neben der Halbleiterschichtenfolge 2 und der Lichtauskoppelschicht 4 in vertikaler Richtung über der Halbleiterschichtenfolge 2 ist optional ein Graben 7 geformt, der die

Halbleiterschichtenfolge 2 ringsum umläuft. Der Graben 7 durchdringt die Lichtauskoppelschicht 4 vollständig bis hin zu dem Träger 13.

Der Teil 42 der Lichtauskoppelstruktur 4, der in lateraler Richtung neben der Halbleiterschichtenfolge 2 angeordnet ist, weist zum Beispiel eine Breite auf, die mindestens 5 ym, insbesondere zwischen einschließlich 5 ym und 50 ym beträgt. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Breite mindestens 5 % oder mindestens 10 % einer Breite der

Halbleiterschichtenfolge 2.

Anders als in Figur 4C gezeichnet ist es ebenso möglich, dass der Graben 7, der unmittelbar an die Halbleiterschichtenfolge 2 grenzt, die Lichtauskoppelschicht 4 nicht vollständig durchdringt .

Gemäß der Schnittdarstellung des Halbleiterchips 1 nach Figur 5A ist bevorzugt unmittelbar auf der äußeren

Begrenzungsfläche 6a der Lichtauskoppelschicht 4 eine

elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht. Die leitfähige Schicht 5 ist durch die Ausnehmungen 44 vollständig

durchdrungen. Die Facetten 40 der Ausnehmungen 44 sind von einem Material der leitfähigen Schicht 5 nicht bedeckt. Über eine solche Schicht 5 kann eine Bestromung der

Halbleiterschichtenfolge 2 auch bei einer vergleichsweise geringen elektrischen Leitfähigkeit des Materials der

Lichtauskoppelschicht 4 erfolgen, da die

Lichtauskoppelschicht 4 vergleichsweise dünn ist. Die Schicht 5 ist beispielsweise über einen Bond-Draht 15 mit dem n- Kontakt 10 verbunden. Eine n-seitige Kontaktierung erfolgt über die Verbindungsschicht 14. Es ist möglich, dass die leitende Schicht 5 im Rahmen der Herstellung des Halbleiterchips 1 als Maske zum Erstellen der Ausnehmungen 44 in der Lichtauskoppelschicht 4 dient. Gemäß Figur 5B ist die leitfähige Schicht 5 formschlüssig zu der Lichtauskoppelschicht 4 aufgebracht und weist eine näherungsweise konstante Dicke auf. Die leitfähige Schicht 5 kann die Lichtauskoppelschicht 4 vollständig bedecken, anders als in Figur 5B gezeigt, wonach äußere, laterale

Begrenzungsflächen der Lichtauskoppelschicht 4 nicht von der leitfähigen Schicht 5 bedeckt sind. Hierdurch ist auch durch eine vergleichsweise hochohmige Lichtauskoppelschicht 4 hindurch eine effiziente Bestromung des Halbleiterchips 1 erreichbar .

Der Halbleiterchip 1, wie in Figur 5C gezeigt, ist frei von einer leitfähigen Schicht, abweichend von den Figuren 5A und 5B. Jedoch weist die Lichtauskoppelschicht 4 selbst eine vergleichsweise hohe elektrische Leitfähigkeit auf, sodass eine laterale Stromverteilung über die Lichtauskoppelschicht 4 erfolgen kann. Zum Beispiel ist ein Material der

Lichtauskoppelschicht 4 dann ein dotiertes Titanoxid. Der Bond-Draht 15 verbindet die Lichtauskoppelschicht 4

elektrisch unmittelbar mit dem n-Kontakt 10. Optional ist an einer der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandten Seite der

Lichtauskoppelschicht 4 lokal eine metallische Kontaktfläche 16 für den Bond-Draht 15, englisch Bond Päd, vorhanden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5D stellt eine Abwandlung des Halbleiterchips 1 gemäß Figur 4B dar. Ein Teilbereich des Trägers 13 ist nicht von der Lichtauskoppelschicht 4 bedeckt. In diesem Teilbereich befindet sich der n-Kontakt 10, von dem der Bond-Draht 15 bis zu der optionalen Kontaktfläche 16 reicht, die sich an der Lichtauskoppelschicht 4 befindet. Anders als in Figur 5D dargestellt ist es ebenso möglich, dass der Bond-Draht 15 nicht in dem Teil 42 neben der aktiven Schicht 3, sondern über der Strahlungsdurchtrittsflache 20 an der Lichtauskoppelschicht 4 angebracht ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 weisen die

Ausnehmungen 44 gekrümmt verlaufende Begrenzungsflächen auf. Die Facetten 40, die zu einer Steigerung der

Lichtauskoppeleffizienz aus der Halbleiterschichtenfolge 2 beitragen, sind insbesondere nur durch solche Teile der

Begrenzungsflächen gebildet, die einen Winkel α zwischen einschließlich 15° und 75°, bevorzugt zwischen einschließlich 30° und 60° bezüglich der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 aufweisen. Die Bereiche der Begrenzungsflächen der

Ausnehmungen 44, die außerhalb des genannten Winkelbereichs liegen, sind zu den inneren oder zu den äußeren

Begrenzungsflächen zu zählen, vergleiche auch die Figuren 1A und IB.

In Figur 7A ist eine Schnittdarstellung eines weiteren

Halbleiterchips illustriert. Gemäß Figur 7A ist die

Lichtauskoppelschicht 4 ebenfalls eine zusammenhängende, durchgehende Schicht, wobei die Ausnehmungen 44 die

Lichtauskoppelschicht 4 vollständig bis hin zur

Halbleiterschichtenfolge 2 durchdringen. Bei einer solchen Ausführung der Lichtauskoppelschicht 4 ist es möglich, dass beim Erzeugen der Ausnehmungen 44 auch eine Materialabtragung der Halbleiterschicht 2 an der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 resultiert. Hierdurch liegt ein erhöhtes Risiko vor, dass die Halbleiterschichtenfolge 2, die insbesondere sehr dünn epitaktisch gewachsen sein kann, beschädigt oder in ihrer Funktionsweise beeinträchtigt wird. Gemäß Figur 7B ist die Lichtauskoppelschicht 4 durch

voneinander getrennte, nicht verbundene Inseln gebildet, die auf der Strahlungsdurchtrittsfläche 20 der

Halbleiterschichtenfolge 2 erzeugt sind. Hierdurch ist eine Stromverteilung über die Lichtauskoppelschicht 4, auch im Falle einer elektrisch leitfähigen Lichtauskoppelschicht 4, weitestgehend unterbunden. Bei dem Halbleiterchip gemäß Figur 7C sind die Ausnehmungen 44 der Lichtauskoppelstruktur direkt in ein Material der Halbleiterschichtenfolge 2 geformt. Hierdurch ist eine vergleichsweise dicke Halbleiterschichtenfolge 2

erforderlich, die mit relativ hohen Herstellungskosten verbunden ist.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2009 059 887.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.