Optoelektronischer Halbleiterchip Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der eine

verbesserte Effizienz aufweist.

Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip handelt es sich insbesondere um einen Strahlungsemittierenden

optoelektronischen Halbleiterchip, insbesondere einen

Leuchtdiodenchip. Der optoelektronische Halbleiterchip ist dazu ausgebildet, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht zu erzeugen. Dabei ist es möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip Licht im Spektralbereich von UV-Strahlung bis Infrarotstrahlung erzeugt. Insbesondere ist der

optoelektronische Halbleiterchip dazu ausgebildet, im

bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper, welcher eine erste

Halbleiterstruktur, eine zweite Halbleiterstruktur und einen aktiven Bereich zwischen der ersten und der zweiten

Halbleiterstruktur umfasst. Die erste Halbleiterstruktur, der aktive Bereich und die zweite Halbleiterstruktur sind in einer vertikalen Richtung quer oder senkrecht zu ihrer

Haupterstreckungsebene übereinander angeordnet. Der

Halbleiterkörper umfasst Halbleitermaterialien, insbesondere Verbindungshalbleitermaterialien, die epitaktisch aufeinander abgeschieden sind. Beispielsweise ist die erste Halbleiterstruktur p-leitend ausgebildet und die zweite

Halbleiterstruktur n-leitend ausgebildet. Alternativ kann die erste Halbleiterstruktur n-leitend ausgebildet sein und die zweite Halbleiterstruktur p-leitend ausgebildet sein. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des optoelektronischen

Halbleiterchips wird der aktive Bereich über die erste und die zweite Halbleiterstruktur bestromt, wobei im aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.

Insbesondere umfasst der aktive Bereich

Quantentopfstrukturen, in denen im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Vielzahl von Aussparungen, die jeweils zumindest eine der Halbleiterstrukturen und den aktiven Bereich

durchdringen. Die Aussparungen erstrecken sich quer,

insbesondere senkrecht, zu einer lateralen Ebene des

Halbleiterkörpers. Dabei durchdringen die Aussparungen zumindest eine der Halbleiterstrukturen und den aktiven

Bereich vollständig. Die laterale Ebene ist dabei die Ebene, welche sich parallel zur Haupterstreckungseben des

Halbleiterkörpers erstreckt. Der Halbleiterchip umfasst eine Vielzahl der Aussparungen, also zumindest zehn, bevorzugt zumindest 100, insbesondere zumindest 1000 Aussparungen.

Beispielsweise sind die Aussparungen über die gesamte Fläche der Halbleiterstruktur in der lateralen Ebene in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Beispielsweise kann der Flächenanteil, in dem der aktive Bereich von Aussparungen durchdrungen ist, zwischen einschließlich 0,5% und

einschließlich 20%, insbesondere zwischen einschließlich 1% und einschließlich 10%, der Fläche des aktiven Bereichs betragen. Insbesondere bilden die Aussparungen keinen photonischen Kristall für die in dem aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist eine Deckfläche des aktiven Bereichs eine zusammenhängende Fläche. Die Deckfläche des aktiven Bereichs ist ein Teil der Außenfläche des aktiven Bereichs und kann insbesondere in direktem Kontakt mit der ersten oder der zweiten Halbleiterstruktur stehen. Beispielsweise weist die Deckfläche des aktiven Bereichs im Bereich der Aussparungen Löcher auf. In diesem Fall ist die Deckfläche mehrfach zusammenhängend ausgebildet. Alternativ können die

Aussparungen in der lateralen Ebene im Randbereich des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein. In diesem Fall sind die Aussparungen in lateralen Richtungen nicht vollständig von dem Halbleiterkörper umgeben und die

Deckfläche des aktiven Bereichs ist einfach zusammenhängend ausgebildet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips sind zumindest in manchen der Aussparungen, Oberflächen der Aussparungen, vollständig mit elektrisch isolierendem Material bedeckt. Die Oberflächen der

Aussparungen sind dabei die Flächen, welche durch das

Anordnen der Aussparungen in dem Halbleiterkörper entstehen und welche die Aussparungen begrenzen. Die Oberflächen der Aussparungen werden durch die Teile des Halbleiterkörpers gebildet, welche von den Aussparungen durchdrungen werden. Somit können die Oberflächen der Aussparungen also durch das Material der ersten Halbleiterstruktur, der zweiten

Halbleiterstruktur oder des aktiven Bereichs gebildet sein. Die Oberflächen einer Aussparung umfassen jeweils die Flanken - also die Seitenfläche oder die Seitenflächen - und die Bodenfläche der Aussparung. Die Aussparungen können sich zum Beispiel zylinderförmig in den Halbleiterkörper erstrecken. Die Oberfläche einer Aussparung ist dann durch die

Mantelfläche und die Bodenfläche gebildet.

Die Oberflächen der Aussparungen sind vollständig mit dem elektrisch isolierenden Material bedeckt. Das heißt, in den Aussparungen liegt der Halbleiterkörper dann an keiner Stelle frei und ist von den Aussparungen aus auch nicht frei zugänglich. Insbesondere können die Aussparungen vollständig mit dem elektrisch isolierenden Material befüllt sein, so dass kein elektrisch leitendes Material innerhalb der

Aussparungen angeordnet ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einer ersten Halbleiterstruktur, einer zweiten

Halbleiterstruktur und einem aktiven Bereich zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterstruktur. Weiter umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Vielzahl von

Aussparungen, die jeweils zumindest eine der

Halbleiterstrukturen und den aktiven Bereich durchdringen. Dabei ist eine Deckfläche des aktiven Bereichs eine

zusammenhängende Fläche. In zumindest manchen der

Aussparungen sind die Oberflächen der Aussparungen

vollständig mit elektrisch isolierendem Material bedeckt.

Einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen

zugrunde. Der aktive Bereich umfasst im Allgemeinen

Quantentopfstrukturen, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Die Anzahl der verwendbaren

Quantentopfstrukturen im aktiven Bereich von Leuchtdioden ist auf wenige, insbesondere weniger als zehn,

Quantentopfstrukturen begrenzt, da eine gleichmäßige

Verteilung von Ladungsträgern auf die Quantentopfstrukturen ansonsten nicht möglich ist. Die Quantentopfstrukturen werden im Allgmeinen sequenziell bestromt, sodass eine gleichmäßige Verteilung der Ladungsträger auf die Quantentopfstrukturen erfordert, dass die Ladungsträger zumindest teilweise mehrere Quantentopfstrukturen durchlaufen. Der Potentialverlauf in einer Quantentopfstruktur schränkt jedoch die Beweglichkeit von Ladungsträgern ein, sodass beispielsweise mit zunehmender Entfernung von der p-leitenden Halbleiterstruktur die Dichte positiver Ladungsträger in den Quantentopfstrukturen stark abnimmt. Eine ungleichmäßige Verteilung von Ladungsträgern auf die Quantentopfstrukturen verringert die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips, da in

Quantentopfstrukturen mit geringer Ladungsträgerdichte die Stromdichte zu gering ist, um mit maximaler Effizienz elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Ist die

Ladungsträgerdichte in Quantentopfstrukturen zu hoch, so wird die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips, beispielsweise aufgrund des Auger-Effekts, negativ

beeinflusst .

Der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, die Ladungsträger gleichmäßig auf die Quantentopfstrukturen zu verteilen, um so möglichst alle Quantentopfstrukturen mit maximaler Effizienz zu betreiben. Der Halbleiterkörper weist im aktiven Bereich Barriereschichten auf, die zwischen den Quantentopfstrukturen angeordnet sind, auf. Die Barriereschichten weisen ein erstes Energieniveau auf, welches das höchste Energieniveau des Valenzbandes ist. Weiter weist der Halbleiterkörper in einer Quantentopfstruktur ein drittes Energieniveau auf, welches das niedrigste Energieniveau der quantisierten Lochzustände ist .

Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass es durch die

Anordnung der Aussparungen im Halbleiterkörper möglich ist, ein zweites Energieniveau an der Grenzfläche zwischen

Aussparungen und Halbleiterkörper bereitzustellen. Das heißt, die Aussparungen werden in dem Halbleiterkörper angeordnet, um ein zweites Energieniveau am Halbleiterkörper zu erzeugen. Beispielsweise werden die Aussparungen in den

Halbleiterkörper geätzt, sodass Schädigungen der

oberflächennahen Bereiche des Halbleiterkörpers auftreten. Die Schädigungen führen zu dem zusätzlichen zweiten

Energieniveau, welches zwischen dem ersten und dem dritten Energieniveau liegt. Über das zweite Energieniveau können die Quantentopfstrukturen bestromt werden. Das zweite

Energieniveau ist räumlich in einem Bereich angeordnet, welcher an den aktiven Bereich, insbesondere die

Quantentopfstrukturen, angrenzt. Dadurch können die

Ladungsträger in alle Quantentopfstrukturen gelangen, ohne weitere Quantentopfstrukturen zu durchlaufen, wodurch deren Mobilität verringert wird.

Vorteilhafterweise werden die Ladungsträger mittels des zweiten Energieniveaus gleichmäßig auf die

Quantentopfstrukturen verteilt. Dadurch ist die

Ladungsträgerdichte in den einzelnen Quantentöpfen gleich, sodass alle Quantentopfstrukturen mit maximaler Effizienz betrieben werden können. Somit wird das Effizienzmaximum des gesamten optoelektronischen Halbleiterchips in Richtung höherer Stromdichten verschoben. Dies erhöht die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips, bei gleichbleibender Fläche und damit Kosten. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist das elektrisch isolierende Material ein Dielektrikum oder gasförmig. Das elektrisch isolierende Material kann beispielsweise ein keramisches Material oder ein Polymermaterial umfassen. Alternativ kann das elektrisch isolierende Material gasförmig sein und beispielsweise Luft oder ein inertes Gas, beispielsweise Argon, umfassen.

Insbesondere kann in dem Bereich in dem das Gas angeordnet ist ein geringerer Druck als der Umgebungsdruck herrschen. Beispielsweise kann der Druck so gering sein, dass in dem Bereich eine Art Vakuum ist.

Beispielsweise kann es sich bei dem elektrisch isolierenden Material um ein für die im aktiven Bereich erzeugte

elektromagnetische Strahlung reflektierendes oder

transparentes Material handeln. Insbesondere ist es möglich, dass das elektrisch isolierende Material ein

Konversionsmittel umfasst, welches die im bestimmungsgemäßen Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung in Strahlung einer längeren Wellenlänge konvertiert. Das elektrisch isolierende Material wird beispielsweise mittels

Atomlagenabscheidung (englisch: Atomic Layer Desposition, kurz: ALD) , plasmaunterstützter chemikalische

Gasphasenabscheidung (englisch: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, kurz: PECVD) , physikalischer

Gasphasenabscheidung (englisch: Physical Vapor Deposition, kurz: PVD) oder metallorganischer Gasphasenepitaxie

(englisch: Metalorganic Vapor Phase Epitaxy, kurz: MOVPE) aufgebracht bzw. in die Aussparung eingebracht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der aktive Bereich eine Vielzahl von fünf oder mehr Quantentopfstrukturen . Beispielsweise umfasst der aktive Bereich mehr als zehn, insbesondere mehr als 15 Quantentopfstrukturen . Die Quantentopfstrukturen weisen eine Haupterstreckungsebene auf, die sich im Wesentlichen parallel oder parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs erstreckt. Alle Quantentopfstrukturen der Vielzahl von

Quantentopfstrukturen werden quer zu ihrer

Haupterstreckungsebene vollständig von zumindest einer der Aussparungen durchdrungen. Vorteilhafterweise kann eine besonders hohe Anzahl von Quantentopfstrukturen in dem aktiven Bereich angeordnet sein, da diese über die

Oberflächen der Aussparungen besonders gleichmäßig bestromt werden können. Dadurch wird die maximale Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips in Richtung einer höheren

Stromdichte, beispielsweise einer Stromdichte von 50 A/cm^, verschoben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Wellenlänge der im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung länger als 460 nm. Insbesondere liegt die Wellenlänge der im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung im grünen

Wellenlängenbereich. Beispielsweise handelt es sich bei dem Halbleitermaterial, welches der Halbleiterkörper umfasst, um Indium-Gallium-Nitrid-basiertes Material. Vorteilhafterweise liegt bei diesem Materialsystem das mittels der Aussparung erzeugte zweite Energieniveau zwischen dem genannten ersten und dritten Energieniveau.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Halbleiterstruktur, die vollständig von den Aussparungen durchdrungen wird, p-leitend.

Beispielsweise sind die Aussparungen mittels Ätzens des p- leitenden Bereichs in Richtung des n-leitenden Bereichs hergestellt. Aufgrund der Polarität des Halbleitermaterials und den geneigten Flanken der mittels Ätzens hergestellten Aussparungen sind die Flanken der Aussparungen Gallium-polar. Vorteilhafterweise weisen die mittels Ätzens erzeugten

Gallium-polaren Flanken im Bereich der Aussparungen ein zweites Energieniveau auf, welches zwischen dem ersten und dritten Energieniveau liegt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weisen die Aussparungen Spuren eines

Ätzprozesses auf. Das heißt, die Aussparungen sind durch Ätzen erzeugt und in einem Ätzprozess hergestellt. Bei dem Ätzprozess kann es sich beispielsweise um einen

trockenchemischen Ätzprozess handeln. Dabei ist

beispielsweise die Halbleiterstruktur, welche p-leitend ausgebildet ist, von der dem aktiven Bereich abgewandten Seite in Richtung des aktiven Bereichs geätzt.

Vorteilhafterweise werden dabei besonders effizient Gallium ^¬ polare Flächen erzeugt, die ein zweites Energieniveau

aufweisen, welches zwischen dem ersten und dem dritten

Energieniveau liegt.

Die Spuren des Ätzprozesses sind durch übliche

Analysemethoden der Halbleitertechnik eindeutig von

alternativen Arten der Herstellung unterscheidbar. Somit handelt es sich auch bei dem Merkmal, wonach die Aussparungen durch Ätzen erzeugt sind, um ein gegenständliches Merkmal, das am fertigen Produkt eindeutig nachweisbar ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips dringen die Aussparungen auch teilweise in die Halbleiterstruktur, die nicht vollständig von den

Aussparungen durchdrungen ist. Die Aussparungen ragen zumindest teilweise in die Halbleiterstruktur, welche nicht vollständig von den Aussparungen durchdrungen ist, so dass diese Halbleiterstruktur sowohl die Bodenfläche als auch einen Teil der Flanken der Aussparungen bildet. Insbesondere können die Aussparungen den Halbleiterkörper senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene vollständig durchdringen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der Halbleiterkörper mindestens ein zweites Energieniveau auf, welches zwischen einem ersten und einem dritten Energieniveau liegt. Dabei ist das erste

Energieniveau das höchste Energieniveau des Valenzbandes im aktiven Bereich außerhalb einer Quantentopfstruktur und das dritte Energieniveau das niedrigste Energieniveau der

quantisierten Lochzustände in einer Quantentopfstruktur des aktiven Bereichs. Der Halbleiterkörper weist insbesondere im Bereich der Flanken der Aussparungen das zweite Energieniveau auf. Dieser Bereich der Aussparungen grenzt direkt an den aktiven Bereich, insbesondere die Quantentopfstrukturen . Der Bereich, in dem der Halbleiterkörper das zweite Energieniveau aufweist, entsteht erst bei dem Erzeugen der Aussparungen in dem Halbleiterkörper. Vorteilhafterweise ermöglicht das zweite Energieniveau, die Quantentopfstrukturen nicht nur sequenziell zu bestromen, sondern die positiven Ladungsträger auch über den Bereich, welcher das zweite Energieniveau aufweist und an die Quantentopfstruktur angrenzt, zu

bestromen. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Vielzahl von Quantentopfstrukturen besonders gleichmäßig bestromt werden, so dass die positive Ladungsträgerdichte in den einzelnen Quantentopfstrukturen möglichst gleich ist. Darüber hinaus ermöglicht eine nicht sequenzielle Bestromung eine Verteilung der positiven Ladungsträger auf eine besonders große Anzahl von Quantentopfstrukturen, so dass das Effizienzmaximum des optoelektronischen Bauteils durch Erhöhung der Anzahl von Quantentopfstrukturen in Richtung höherer Stromdichten verschoben wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der Halbleiterkörper mindestens ein weiteres zweites Energieniveau auf, welches zwischen einem weiteren ersten und einem weiteren dritten Energieniveau liegt. Dabei ist das weitere erste Energieniveau das

günstigste Energieniveau des Leitungsbandes im aktiven

Bereich außerhalb einer Quantentopfstruktur und das weitere dritte Energieniveau das günstigste Energieniveau der

quantisierten Elektronzustände in einer Quantentopfstruktur des aktiven Bereichs. Der Halbleiterkörper weist insbesondere im Bereich der Flanken der Aussparungen das weitere zweite Energieniveau auf. Dieser Bereich der Aussparungen grenzt direkt an den aktiven Bereich, insbesondere die

Quantentopfstrukturen . Der Bereich, in dem der

Halbleiterkörper das weitere zweite Energieniveau aufweist, entsteht erst bei dem Erzeugen der Aussparungen in dem

Halbleiterkörper. Vorteilhafterweise ermöglicht das weitere zweite Energieniveau, die Quantentopfstrukturen nicht nur sequenziell zu bestromen, sondern die negativen Ladungsträger auch über den Bereich, welcher das weitere zweite

Energieniveau aufweist und an die Quantentopfstruktur

angrenzt, zu bestromen. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Vielzahl von Quantentopfstrukturen besonders gleichmäßig bestromt werden, so dass die negative Ladungsträgerdichte in den einzelnen Quantentopfstrukturen möglichst gleich ist. Darüber hinaus ermöglicht eine nicht sequenzielle Bestromung eine Verteilung der negativen Ladungsträger auf eine

besonders große Anzahl von Quantentopfstrukturen, so dass das Effizienzmaximum des optoelektronischen Bauteils durch Erhöhung der Anzahl von Quantentopfstrukturen in Richtung höherer Stromdichten verschoben wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und

Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterchips ergeben sich aus folgenden im Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen .

Es zeigen die Figur 1A und 1B eine Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels.

Es zeigt die Figur 2 eine Schnittansicht eines hier

beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen die Figur 3a und 3b ein beispielhaftes

Energiediagramm des aktiven Bereichs eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips. Es zeigen Figur 4 und 5 beispielhafte schematische

Schnittdarstellungen von Aussparungen in einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip.

Es zeigt Figur 6 die Draufsicht auf einen optoelektronischen

Halbleiterchip gemäß einer beispielhaften

Ausführungsform.

Es zeigen Figuren 7A, 7B, 7C und 7D die schematische

Draufsicht auf einen hier beschriebenen

optoelektronischen Halbleiterchip.

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.

Die Figur 1A zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Der optoelektronische Halbleiterchip 1 umfasst einen Halbleiterkörper 10, welcher eine erste Halbleiterstruktur 100, eine zweite

Halbleiterstruktur 200 und einen aktiven Bereich 300 umfasst. Der aktive Bereich 300 ist zwischen der ersten 100 und der zweiten 200 Halbleiterstruktur angeordnet. Der

Halbleiterkörper 10 weist außerdem eine Durchkontaktierung 30 auf, welche die zweite Halbleiterstruktur 200 und den aktiven Bereich 300 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene

vollständig durchdringt. Im Bereich der Durchkontaktierung 30 ist eine erste Kontaktstruktur 101 angeordnet, über die die erste Halbleiterstruktur 100 elektrisch leitend kontaktiert wird. In direktem Kontakt zur zweiten Halbleiterstruktur 200 ist eine zweite Kontaktstruktur 201 angeordnet, über die die zweite Halbleiterstruktur elektrisch leitend kontaktiert wird .

Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 1 wird der Halbleiterkörper 10 über die erste 101 und die zweite 201 Kontaktstruktur bestromt. Die erste Kontaktstruktur 101 ist mittels einer Isolationsschicht 20 von dem aktiven Bereich 300 der zweiten Halbleiterstruktur 200 und der zweiten

Kontaktstruktur 201 elektrisch isoliert. In dem Halbleiterkörper 10 sind Aussparungen 500 angeordnet, welche die erste Halbleiterstruktur 100 und den aktiven

Bereich 300 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene

vollständig durchdringen. Weiter dringen die Aussparungen 500 auch teilweise in die zweite 200 Halbleiterstruktur ein. Die Aussparungen 500 weisen Flanken 500a auf, welche vollständig von elektrisch isolierendem Material bedeckt sind. Das elektrisch isolierende Material kann beispielsweise

gasförmig, insbesondere Luft, sein.

Eine Deckfläche 300a des aktiven Bereichs 300 ist in diesem Ausführungsbeispiel mehrfach zusammenhängend ausgebildet. In einer lateralen Ebene, parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 10, sind die Aussparungen 500

vollständig vom Halbleiterkörper 10 umgeben.

Die Aussparungen weisen beispielsweise einen Durchmesser von 2 ym und eine Tiefe von 5 ym auf. Dabei sind die Aussparungen im Mittel 10 ym voneinander beabstandet

angeordnet . Insbesondere sind benachbarte Aussparungen

zumindest 500 nm, bevorzugt zumindest 2 ym, voneinander beabstandet angeordnet. Beispielsweise können die

Aussparungen in nicht-periodischer Weise entlang lateralen Richtungen angeordnet sein. Die Aussparungen können

beispielsweise einen minimalen Duchmesser von 2 ym,

insbesondere 10 ym, aufweisen.

Die Figur 1B zeigt einen Ausschnitt eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß des ersten

Ausführungsbeispiels in einer schematischen Schnittansicht. In dem Ausschnitt ist der Bereich des Halbleiterkörpers 10 dargestellt, in welchem eine Aussparung 500 angeordnet ist. Der aktive Bereich umfasst mehrere Quantentopfstrukturen 3, in denen im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 1 elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Der

Halbleiterkörper 10 weist in dem Bereich der

Quantentopfstrukturen 3 quantisierte Energiezustände auf, dessen höchster Energiezustand für positive Ladungsträger einem dritten Energieniveau E3a entspricht. Im aktiven

Bereich 300 außerhalb der Quantentopfstrukturen 3 weist der Halbleiterkörper 10 ein Material auf, dessen höchstes

Energieniveau im Valenzband einem ersten Energieniveau Ela entspricht. Im Bereich der Oberfläche 500a der Aussparungen 500 weist das Material des Halbleiterkörpers ein zweites Energieniveau E2a auf, welches energetisch zwischen dem ersten Energieniveau Ela und dem dritten Energieniveau E3a liegt. Räumlich grenzt die Flanke sowohl an Bereiche des Halbleiterkörpers, die das erste Energieniveau Ela aufweisen, als auch an Bereiche, die das dritte Energieniveau E3a aufweisen .

Für negative Ladungsträger weist der Halbleiterkörper 10 im Bereich der Quantentopfstrukturen 3 quantisierte

Energiezustände auf, dessen niedrigster Energiezustand einem weiteren dritten energiezustand E3b entspricht. Im aktiven Bereich 300 außerhalb der Quantentopstrukturen 3 weist der Halbleiterkörper ein Material auf, dessen niedrigstes

Energieniveau im Leitungsband einem weiteren ersten

energieniveau Elb entspricht. Im Bereich der Oberfläche 500a der Aussparungen 500 weist das Material des Halbleiterkörpers ein weiteres zweites Energieniveau E2b auf, welches

energetisch zwischen dem weiteren ersten Energieniveau Elb und dem weiteren dritten Energieniveau E3b liegt. Räumlich grenzt die Flanke sowohl an Bereiche des Halbleiterkörpers, die das weitere erste Energieniveau Elb aufweisen, als auch an Bereiche, die das weitere dritte Energieniveau E3b

aufweisen .

Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips wird der aktive Bereich 300 über die erste 100 und die zweite 200

Halbleiterstruktur bestromt. Die Ladungsträger 11 gelangen im Betrieb nicht nur sequenziell zu den einzelnen

Quantentopfstrukturen 3, sondern können auch über den Bereich der Flanke 500a in die Quantentopfstrukturen 500a gelangen. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der

Ladungsträger auf die Quantentopfstrukturen 500a erreicht.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Der optoelektronische

Halbleiterchip 1 umfasst einen Halbleiterkörper 10 mit einer ersten Halbleiterstruktur 100, einer zweiten

Halbleiterstruktur 200 und einem aktiven Bereich 300. Weiter weist der optoelektronische Halbleiterchip eine erste

Kontaktstruktur 101, eine zweite Kontaktstruktur 201 und eine Isolationsschicht 20 auf. Die erste Kontaktstruktur 101 ist über eine Durchkontaktierung 30 elektrisch leitend mit der ersten Halbleiterstruktur 100 verbunden. Die

Durchkontaktierung 30 durchdringt die zweite Kontaktstruktur, die zweite Halbleiterstruktur und den aktiven Bereich 300 vollständig senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene . Die zweite Kontaktstruktur 201 steht in direktem elektrischem Kontakt mit der zweiten Halbleiterstruktur 200. Der

Halbleiterkörper kann über die erste Kontaktstruktur 101 und die zweite Kontaktstruktur 201 bestromt werden, so dass im bestimmungsgemäßen Betrieb im aktiven Bereich 300

elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Weiter weist der optoelektronische Halbleiterchip 1

Aussparungen 500 auf. Die Aussparungen 500 durchdringen die zweite Halbleiterstruktur 200 und den aktiven Bereich 300 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene vollständig und die erste Halbleiterstruktur 100 teilweise. Die Aussparungen 500 weisen Flanken 500a auf, welche vollständig mit elektrisch isolierendem Material, insbesondere der Isolationsschicht 20, bedeckt sind. Insbesondere sind die Aussparungen 500

vollständig mit dem Material der Isolationsschicht 20

befüllt. Weiter ist die Isolationsschicht 20 im Bereich der Durchkontaktierung 30 angeordnet, so dass die erste

Kontaktstruktur 101 nicht in direktem Kontakt mit der aktiven Schicht und der zweiten Halbleiterstruktur 200 steht. Der aktive Bereich 300 weist eine Deckfläche 300a auf, welche zusammenhängend ausgebildet ist. Die Deckfläche erstreckt sich parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs und ist beispielsweise einfach oder mehrfach zusammenhängend ausgebildet. Der aktive Bereich kann beispielsweise eine Vielzahl von Quantentopfstrukturen 3 aufweisen.

Beispielsweise weist der aktive Bereich mehr als fünf, insbesondere mehr als zehn Quantentopfstrukturen auf.

Der optoelektronische Halbleiterchip weist in dem Bereich der Quantentopfstrukturen quantisierte Energiezustände auf, dessen höchster Energiezustand für positive Ladungsträger dem dritten Energieniveau E3 entspricht. Im aktiven Bereich 300 außerhalb der Quantentopfstrukturen 3 weist der

Halbleiterkörper 10 ein Material auf, dessen höchstes

Energieniveau im Valenzband dem ersten Energieniveau El entspricht. Im Bereich der Oberfläche 500a der Aussparungen 500 weist das Material des Halbleiterkörpers ein zweites Energieniveau E2a auf, welches zwischen dem ersten Energieniveau Ela und dem dritten Energieniveau E3a liegt. Im Bereich der Oberfläche 500a der Aussparungen 500 weist das Material des Halbleiterkörpers ein weiteres zweites

Energieniveau E2b auf, welches zwischen dem weiteren ersten Energieniveau Elb und dem weiteren dritten Energieniveau E3b liegt .

Die Figur 3a zeigt ein Energiediagramm des aktiven Bereiches 300 eines hier beschriebenen optoelektronischen

Halbleiterchips 1. Zur verbesserten Übersichtlichkeit sind lediglich positive Ladungsträger und zugehörige

Energieniveaus dargestellt. Die erste Richtung 001 in dem Diagramm verläuft Senkrecht zum Normalenvektor der sich aus der Flanke 500a ergebenden Fläche und senkrecht zur

Haupterstreckungsebene von Quantentopfstrukturen 3 des optoelektronischen Halbleiterchips 1. Die zweite Richtung 010 verläuft entlang der Haupterstreckungsrichtung des aktiven Bereichs 300. Die senkrecht zur ersten Richtung 001 und zur zweiten Richtung 010 stehende Achse des Energiediagramms beschreibt die Energie E von Ladungsträgern in beliebigen

Einheiten. In dem Energiediagramm sind beispielhaft mögliche Energieniveaus für positive Ladungsträger 11, also Löcher, in einem aktiven Bereich 300 des Halbleiterkörpers 10

dargestellt. Das erste Energieniveau Ela stellt dabei das höchste Energieniveau des Valenzbandes im aktiven Bereich 300 außerhalb von Quantentopfstrukturen 3 dar. Das zweite

Energieniveau E2a ist dem Bereich der Flanke 500a einer

Aussparung 500 im optoelektronischen Halbleiterchip 1

zuzuordnen. Insbesondere entsteht das zweite Energieniveau E2a im Bereich der Flanke 500a mit der Erzeugung der

Aussparung 500 im Halbleiterkörper 10. Das dritte

Energieniveau E3a entspricht dem energetisch günstigsten quantisierten Energieniveau für positive Ladungsträger innerhalb der Quantentopfstruktur 3 des optoelektronischen Halbleiterchips 1.

Energetisch gesehen liegt das zweite Energieniveau E2a zwischen dem ersten Energieniveau Ela und dem dritten

Energieniveau E3a. Räumlich gesehen grenzt der Bereich, in dem der Halbleiterkörper das zweite Energieniveau E2a aufweist, direkt an Bereiche, in denen der Halbleiterkörper 10 das erste Energieniveau Ela und das dritte Energieniveau E3a aufweist. Im Betrieb des optoelektronischen

Halbleiterchips 1 gelangen Ladungsträger von dem Bereich des ersten Energieniveaus Ela über den Bereich des zweiten

Energieniveaus E2a in den Bereich des dritten Energieniveaus E3a.

Im bestimmungsgemäßen Betrieb des optoelektronischen

Halbleiterchips bewegen sich die hier dargestellten

Ladungsträger im Mittel in der ersten Richtung 001.

Vorteilhafterweise werden hier die Quantentopfstrukturen 3, welche das dritte Energieniveau E3a aufweisen, nicht

ausschließlich sequenziell mit Ladungsträgern 11 besetzt. Stattdessen werden die Ladungsträger 11 gleichmäßig über den Bereich der Flanke 500a der Aussparung 500, mit dem

Energieniveau E2a, auf die Quantentopfstrukturen 3 verteilt. Damit ergibt sich eine gleichmäßig verteilte

Ladungsträgerdichte über die Gesamtheit der

Quantentopfstrukturen 3. Vorteilhafterweise können so alle Quantentopfstrukturen 3 mit einer Stromdichte im maximalen

Effizienzbereich, von beispielsweise 50 A/cm^, betrieben werden.

Die Figur 3b zeigt ein Energiediagramm des aktiven Bereiches 300 eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1. Zur verbesserten Übersichtlichkeit sind lediglich negative Ladungsträger und zugehörige

Energieniveaus dargestellt.

Die erste Richtung 001 in dem Diagramm verläuft Senkrecht zum Normalenvektor der sich aus der Flanke 500a ergebenden Fläche und senkrecht zur Haupterstreckungsebene von

Quantentopfstrukturen 3 des optoelektronischen

Halbleiterchips 1. Die zweite Richtung 010 verläuft entlang der Haupterstreckungsrichtung des aktiven Bereichs 300. Die senkrecht zur ersten Richtung 001 und zur zweiten Richtung 010 stehende Achse des Energiediagramms beschreibt die

Energie E von Ladungsträgern in beliebigen Einheiten. In dem Energiediagramm sind beispielhaft mögliche Energieniveaus für negative Ladungsträger 11, also Elektronen, in einem aktiven Bereich 300 des Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Ein

weiteres erstes Energieniveau Elb stellt dabei das günstigste Energieniveau des Leitungsbandes im aktiven Bereich 300 außerhalb von Quantentopfstrukturen 3 dar. Ein weiteres zweites Energieniveau E2b ist dem Bereich der Flanke 500a einer Aussparung 500 im optoelektronischen Halbleiterchip 1 zuzuordnen. Insbesondere entsteht das weitere zweite

Energieniveau E2b im Bereich der Flanke 500a mit der

Erzeugung der Aussparung 500 im Halbleiterkörper 10. Ein weiteres drittes Energieniveau E3b entspricht dem energetisch günstigsten quantisierten Energieniveau für Elektronen innerhalb der Quantentopfstruktur 3 des optoelektronischen Halbleiterchips 1.

Energetisch gesehen liegt das weitere zweite Energieniveau E2b zwischen dem weiteren ersten Energieniveau Elb und dem weiteren dritten Energieniveau E3b. Räumlich gesehen grenzt der Bereich, in dem der Halbleiterkörper das weitere zweite Energieniveau E2b aufweist, direkt an Bereiche, in denen der Halbleiterkörper 10 das weitere erste Energieniveau Elb und das weitere dritte Energieniveau E3b aufweist. Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 1 gelangen negative

Ladungsträger von dem Bereich des weiteren ersten

Energieniveaus Elb über den Bereich des weiteren zweiten Energieniveaus E2b in den Bereich des weiteren dritten

Energieniveaus E3b.

Im bestimmungsgemäßen Betrieb des optoelektronischen

Halbleiterchips bewegen sich die hier dargestellten negativen Ladungsträger 11 im Mittel in der ersten Richtung 001.

Vorteilhafterweise werden hier die Quantentopfstrukturen 3, welche das weitere Energieniveau E3b aufweisen, nicht

ausschließlich sequenziell mit Ladungsträgern 11 besetzt. Stattdessen werden die Ladungsträger 11 gleichmäßig über den Bereich der Flanke 500a der Aussparung 500, mit dem weiteren zweiten Energieniveau E2b, auf die Quantentopfstrukturen 3 verteilt. Damit ergibt sich eine gleichmäßig verteilte

Ladungsträgerdichte über die Gesamtheit der

Quantentopfstrukturen 3. Vorteilhafterweise können so alle Quantentopfstrukturen 3 mit einer Stromdichte im maximalen

Effizienzbereich, von beispielsweise 50 A/cm^, betrieben werden . Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung einer Aussparung 500, welche in einem Halbleiterkörper 10 angeordnet ist. Der

Halbleiterkörper 10 umfasst eine erste Halbleiterstruktur 100, eine zweite Halbleiterstruktur 200 und einen aktiven Bereich 300. Der aktive Bereich ist zwischen der ersten

Halbleiterstruktur 100 und der zweiten Halbleiterstruktur 200 angeordnet. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten Halbleiterstruktur 100 um eine Struktur, welche aus einem p- leitenden Material gebildet ist. In diesem Fall ist die zweite Halbleiterstruktur 200 aus einem n-leitenden Material gebildet. Die Aussparung 500 durchdringt die erste

Halbleiterstruktur 100 und den aktiven Bereich 300 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene vollständig. Die Aussparung 500 weist eine Flanke 500a auf, welche vollständig durch isolierendes Material, insbesondere Luft, bedeckt ist. Der Halbleiterkörper 10 ist auf einem Träger 40 angeordnet. Dabei ist eine Deckfläche 300a des aktiven Bereichs 300

zusammenhängend ausgebildet.

Figur 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines Halbleiterkörpers 10 mit einer alternativen Ausführungsform einer Aussparung 500. Im Unterschied zu dem in Figur 5 gezeigten

Ausführungsbeispiel durchdringt die Aussparung 500 den

Halbleiterkörper 10 vollständig. Dabei ist eine Deckfläche 300a des aktiven Bereichs 300 zusammenhängend ausgebildet. Die Aussparung ist beispielsweise vollständig mit einem gasförmigen Isolationsmaterial, beispielsweise Luft, gefüllt. Insbesondere sind alle Oberflächen der Aussparung vollständig von dem Isolationsmaterial bedeckt.

Die Figur 6 zeigt eine schematische Draufsicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Draufsicht zeigt eine Halbleiterstruktur 100 senkrecht zu ihrer

Haupterstreckungsebene. Auf der Oberfläche der

Halbleiterstruktur 100 ist eine erste Kontaktstruktur 101 angeordnet, über die die erste Halbleiterstruktur 100

elektrisch leitend kontaktiert und bestromt wird. An seiner in der Draufsicht sichtbaren Oberfläche weist der

Halbleiterkörper 10 eine Vielzahl von Aussparungen 500 auf, die in der lateralen Ebene nebeneinander angeordnet sind. Die Aussparungen erstrecken sich vollständig durch die erste Halbleiterstruktur 100 und einen darunterliegenden aktiven Bereich 300.

Die Figur 7A zeigt eine schematische Draufsicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1. Die

Halbleiterstruktur 100 bildet die Oberseite des

optoelektronischen Halbleiterchips 1. In der ersten

Halbleiterstruktur 100 sind Aussparungen 500 angeordnet, welche die erste Halbleiterstruktur 100 und einen

darunterliegenden aktiven Bereich 300 vollständig

durchdringen. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die

Aussparungen 500 parallel zur Haupterstreckungsebene der ersten Halbleiterstruktur 100 eine kreisförmige Kontur auf. Die Figur 7B zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1, dessen Oberseite durch eine erste Halbleiterstruktur 100 gebildet ist. In der ersten Halbleiterstruktur 100 ist eine Vielzahl von Aussparungen 500 angeordnet, die die erste

Halbleiterstruktur 100 und den aktiven Bereich 300 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene vollständig durchdringen. Die Aussparungen 500 weisen parallel zur Haupterstreckungsebene der ersten Halbleiterstruktur 100 eine rechteckige Kontur auf .

Die Figur 7C zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1, dessen Oberseite durch eine erste Halbleiterstruktur 100 gebildet ist. Eine Aussparung 500 durchdringt die erste

Halbleiterstruktur 100 und den darunterliegenden aktiven Bereich 300 vollständig senkrecht zu ihrer

Haupterstreckungsebene. In dieser Ausführungsform weist die die Aussparung parallel zur Haupterstreckungsebene des

Halbleiterkörpers 10 eine beliebige vieleckige Kontur auf.

Die Figur 7D zeigt eine alternative Ausführungsform eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 in einer schematischen Draufsicht. Die Oberseite des

optoelektronischen Halbleiterchips ist durch eine erste

Halbleiterstruktur 100 gebildet. In der ersten

Halbleiterstruktur 100 ist eine Aussparung 500 angeordnet, welche die erste Halbleiterstruktur 100 und einen

darunterliegenden aktiven Bereich 300 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene vollständig durchdringt. Die

Aussparung 500 umgibt die erste Halbleiterstruktur 100 parallel zu ihrer lateralen Ebene vollständig. Die Aussparung 500 kann in der lateralen Ebene eine beliebige vieleckige Kontur 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.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102016112972.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste

I Optoelektronischer Halbleiterchip

3 Quantentopfstruktur

5 elektrisch isolierendes Material

10 Halbleiterkörper

II Ladungsträger

20 Isolationsschicht

30 Durchkontaktierung

40 Träger

100 erste Halbleiterstruktur

101 erste Kontaktstruktur

200 zweite Halbleiterstruktur

201 zweite Kontaktstruktur

300 aktiver Bereich

300a Deckfläche des aktiven Bereichs

500 Aussparung

500a Flanke der Aussparung

E Energie in beliebigen Einheiten

Ela erstes Energieniveau

E2a zweites Energieniveau

E3a drittes Energieniveau

Elb weiteres erstes Energieniveau

E2b weiteres zweites Energieniveau

E3b weiteres drittes Energieniveau

001 erste Richtung

(parallel zur Oberfläche der Aussparung)

010 zweite Richtung

(senkrecht zur Oberfläche der Aussparung)