Optoelektronischer Halbleiterchip Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen

optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der nahultraviolette Strahlung emittiert und der eine lange

Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen

optoelektronischen Halbleiterchip mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte

Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

optoelektronische Halbleiterchip eine

Halbleiterschichtenfolge, die aus einem Halbleitermaterial bestehen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Halbleiterschichtenfolge einen n-leitenden n-Bereich auf. Der n-Bereich ist durchgehend oder zumindest überwiegend n- dotiert, beispielsweise mit Silizium und/oder Germanium. Es ist möglich, dass sich in dem n-Bereich dünne, undotierte Schichten befinden. Dünn bezeichnet in diesem Fall

insbesondere eine Dicke von höchstens 12 nm oder 8 nm oder 5 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die

Halbleiterschichtenfolge einen p-leitenden p-Bereich. Eine p- Dotierung ist insbesondere durch Magnesium oder Beryllium erzeugt. Wie es auch für den n-Bereich gilt, kann der p- Bereich durchgehend p-dotiert sein oder dünne, undotierte Schichten umfassen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die

Halbleiterschichtenfolge eine aktive Zone. Die aktive Zone befindet sich zwischen dem n-Bereich und dem p-Bereich und kann unmittelbar an den n-Bereich und/oder an den p-Bereich angrenzen. In der aktiven Zone befinden sich ein oder mehrere Quantentröge und/oder mindestens ein pn-Übergang. Bevorzugt handelt es sich bei der aktiven Zone um eine Multi- Quantentopfstruktur mit mehreren Quantentrögen und mit dazwischenliegenden Barriereschichten . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die aktive Zone zur Erzeugung einer Strahlung eingerichtet. Bei der Strahlung handelt es sich insbesondere um UVA-Strahlung . Eine

Wellenlänge maximaler Intensität der im bestimmungsgemäßen Betrieb der aktiven Zone erzeugten Strahlung liegt

insbesondere bei mindestens 365 nm oder 385 nm und/oder bei höchstens 480 nm oder 415 nm oder 405 nm oder 400 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die aktive Zone und die Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung einer

inkohärenten Strahlung eingerichtet. Mit anderen Worten wird keine Laserstrahlung erzeugt. Dies bedeutet, dass die

Halbleiterschichtenfolge für eine Leuchtdiode, kurz LED, eingerichtet ist. Die Halbleiterschichtenfolge befindet sich somit bestimmungsgemäß innerhalb einer Leuchtdiode.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Halbleiterschichtenfolge aus dem III-V-

Verbindungshalbleitermaterial Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m N, kurz AlInGaN, hergestellt und basiert auf diesem Material, wobei 0 -S n < 1, 0 < m < 1 und n + m < 1 ist. Wird im Folgenden als Material GaN angegeben, so gilt n = 0 und m = 1, im Falle von AlGaN gilt n + m = 1 und für InGaN gilt n = 0. Dabei kann die

Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe aufweisen. Der

Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen

Bestandteile des Kristallgitters der

Halbleiterschichtenfolge, also AI, Ga, In und N, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer

Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Stoffe mit einer Konzentration von höchstens 5 x 10 ¹⁶ 1/cm ^J oder

2 x 10 ¹⁷ 1/cm ^J werden vorliegend vernachlässigt und/oder lediglich als Verunreinigungen betrachtet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der p-Bereich bevorzugt eine Elektronenbarriereschicht. Die optionale

Elektronenbarriereschicht ist dazu eingerichtet, von dem n- Bereich kommende Elektronen aufzuhalten und/oder in Richtung hin zur aktiven Zone zurückzuwerfen oder zurück zu

reflektieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der p-Bereich eine Kontaktschicht. Die Kontaktschicht ist bevorzugt hoch dotiert. Weiterhin grenzt die Kontaktschicht direkt an eine Kontaktmetallisierung, die zur Stromeinprägung in die

Halbleiterschichtenfolge vorgesehen ist. Der Begriff

Kontaktmetallisierung kann nichtmetallische Materialien mit einschließen, die eine ohmsche Leitfähigkeit aufweisen.

Beispielsweise ist die Kontaktmetallisierung zum Teil durch transparente leitfähige Oxide, kurz TCOs, wie ITO gebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen der Elektronenbarriereschicht und der Kontaktschicht eine Zersetzungsstoppschicht. Die Zersetzungsstoppschicht grenzt bevorzugt direkt an die Kontaktschicht und kann an die

ElektronenbarriereSchicht angrenzen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt in der

Zersetzungsstoppschicht stellenweise ein Aluminiumgehalt von mindestens 5 % oder 10 % vor. Alternativ oder zusätzlich liegt der Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht, insbesondere für jede Teilschicht, bei höchstens 50 % oder 30 % oder 20 %.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht variiert, das heißt, der

Aluminiumgehalt ändert sich über die Zersetzungsstoppschicht hinweg. Insbesondere liegt eine Änderung des Aluminiumgehalts über die Zersetzungsstoppschicht hinweg bei mindestens 20 % oder 50 % oder 80 %, bezogen auf einen maximalen

Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht. Beträgt zum Beispiel der maximale Aluminiumgehalt 25 % und liegt die Änderung des Aluminiumgehalts bei 50 %, so liegt der

Aluminiumgehalt stellenweise bei höchstens 12,5 %.

In mindestens einer Ausführungsform weist der

optoelektronische Halbleiterchip eine

Halbleiterschichtenfolge aus AlInGaN auf. Die

Halbleiterschichtenfolge beinhaltet einen n-leitenden n- Bereich, einen p-leitenden p-Bereich und eine

dazwischenliegende aktive Zone mit mindestens einem

Quantentrog zur Erzeugung einer Strahlung. Der p-Bereich umfasst eine Elektronenbarriereschicht , eine Kontaktschicht und eine dazwischenliegende Zersetzungsstoppschicht. Die Kontaktschicht grenzt direkt an eine Kontaktmetallisierung, insbesondere eine Anode, des Halbleiterchips. In der Zersetzungsstoppschicht liegt stellenweise ein

Aluminiumgehalt von mindestens 5 % und höchstens 30 ~6 vor. Der Aluminiumgehalt ist in der Zersetzungsstoppschicht variiert .

Bei optoelektronischen Bauelementen auf der Basis von

nitridischen Verbindungshalbleitern kommt es unter bestimmten Voraussetzungen zu einer Zersetzung von p-dotiertem

Galliumnitrid. Ein solcher Zersetzungsprozess kann

beispielsweise bei in Vorwärtsrichtung angelegtem

elektrischem Feld in Wechselwirkung mit einem reaktiven

Metall wie Gold beobachtet werden. Ein solcher

Zersetzungsprozess findet zudem verstärkt in Anwesenheit von ultravioletter Strahlung und bei erhöhten Temperaturen statt. Die Anwesenheit von Sauerstoff kann zur Bildung von GaO führen und somit zu einer Schädigung von GaN. Ebenso sind schädliche Einflüsse auf Silber durch die Bildung von AgO möglich . Eine Möglichkeit, die Zersetzung des p-GaN zu vermeiden oder zumindest zu verzögern, besteht darin, eine

Kontaktmetallisierung möglichst weit von der aktiven Zone entfernt anzubringen, sodass eine Grenzfläche zwischen dem Metall der Kontaktmetallisierung und der Kontaktschicht weit von den Quantentrögen entfernt ist. Insbesondere bei

parasitären Spuren von Gold oder von anderen katalytisch wirkenden Elementen an der Kontaktmetallisierung ist jedoch kein hinreichender Schutz vor solchen Zersetzungen gegeben. Durch die hier beschriebene Zersetzungsstoppschicht, die

Aluminium enthält, ist eine Barriereschicht für die Migration von reaktiven Metallionen, insbesondere Gold, erreicht. Somit lässt sich die Lebensdauer des Halbleiterchips erhöhen, was insbesondere bei der Erzeugung von nah-ultravioletter

Strahlung in der aktiven Zone und bei erhöhten

Betriebstemperaturen von beispielsweise mindestens 100 °C, bezogen auf die aktive Zone, gilt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform nimmt der

Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht in Richtung hin zur Kontaktschicht im Mittel zu. Dies schließt nicht aus, dass der Aluminiumgehalt moduliert ist. Jedoch hin zur

Kontaktschicht ist eine ansteigende Tendenz des

Aluminiumgehalts, etwa gemittelt über größere Bereiche, gegeben .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Zersetzungsstoppschicht mehrere erste Teilschichten auf. Die ersten Teilschichten sind aus AlGaN gebildet. Es ist möglich, dass in allen ersten Teilschichten ein gleicher

Aluminiumgehalt vorliegt oder dass unterschiedliche erste Teilschichten voneinander abweichende Aluminiumgehalte aufweisen. Die ersten Teilschichten sind bevorzugt dotiert, können aber auch undotiert sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die

Zersetzungsstoppschicht mehrere zweite Teilschichten. Die zweiten Teilschichten sind bevorzugt aus GaN hergestellt und sind bevorzugt p-dotiert. Die ersten Teilschichten und die zweiten Teilschichten sind einander abwechselnd in der

Zersetzungsstoppschicht angeordnet. Dabei folgen die ersten und die zweiten Teilschichten bevorzugt direkt aufeinander.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Aluminiumgehalt innerhalb von jeder der ersten Teilschichten konstant. Das heißt, innerhalb der ersten Teilschichten erfolgt keine

Variation des Aluminiumgehalts.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Aluminiumgehalt innerhalb der ersten Teilschichten variiert. Das heißt, innerhalb jeder der ersten Teilschichten oder innerhalb von zumindest einigen der ersten Teilschichten ändert sich der Aluminiumgehalt gezielt. Insbesondere nimmt der

Aluminiumgehalt bereichsweise oder über die gesamte

entsprechende erste Teilschicht hinweg in Richtung hin zur

Kontaktschicht zu, insbesondere streng monoton oder monoton.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform nimmt der

Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht über mehrere erste Teilschichten hinweg gesehen in Richtung hin zur

Kontaktschicht zu. Dies geht insbesondere damit einher, dass die betreffenden ersten Teilschichten unterschiedliche

Aluminiumgehalte oder mittlere Aluminiumgehalte aufweisen. Innerhalb der jeweiligen ersten Teilschicht kann dabei der Aluminiumgehalt konstant sein oder auch zusätzlich noch variiert sein. Damit ist es möglich, dass eine doppelte

Variation des Aluminiumgehalts vorliegt, einerseits innerhalb der jeweiligen ersten Teilschicht und andererseits über mehrere der ersten Teilschichten hinweg gesehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind alle ersten

Teilschichten gleich gestaltet, im Rahmen der

Herstellungstoleranzen. Dies gilt bevorzugt auch für die zweiten Teilschichten aus p-GaN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mindestens drei oder vier und/oder höchstens zwölf oder acht oder sechs der ersten Teilschichten vorhanden. Mit anderen Worten liegt eine vergleichsweise geringe Anzahl der ersten Teilschichten vor. Es wird insbesondere kein Übergitter, englisch super lattice, gebildet. Die Anzahl der zweiten Teilschichten entspricht bevorzugt der Anzahl der ersten Teilschichten oder ist um eins gegenüber der Anzahl der ersten Teilschichten

erniedrigt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform nimmt der

Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht in Richtung hin zur Kontaktschicht monoton oder streng monoton zu. Mit anderen Worten nimmt dann der Aluminiumgehalt in Richtung hin zur Kontaktschicht an keiner Stelle ab. Beispielsweise verläuft der Aluminiumgehalt rampenförmig und/oder linear ansteigend hin zur Kontaktschicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Aluminiumgehalt in der Zersetzungsstoppschicht in einem Übergangsbereich in Richtung hin zur Kontaktschicht stellenweise abnehmend gestaltet. Insbesondere kann eine graduelle, also stetige und/oder kontinuierliche Abnahme oder auch eine stufenförmige Abnahme des Aluminiumgehalts vorliegen. Dabei grenzt der Übergangsbereich bevorzugt direkt an die Kontaktschicht. Sind mehrere der ersten Teilschichten in der

Zersetzungsstoppschicht vorhanden, so ist es möglich, dass jede der ersten Teilschichten oder mehrere der ersten

Teilschichten mit einem solchen Übergangsbereich versehen sind. Besonders bevorzugt ist ein solcher Übergangsbereich jedoch nur an der der Kontaktschicht nächstgelegenen ersten Teilschicht vorhanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen der Elektronenbarriereschicht und der Zersetzungsstoppschicht ein Zwischenbereich. Bei dem Zwischenbereich handelt es sich bevorzugt um p-dotiertes GaN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Zersetzungsstoppschicht eine Dicke von mindestens 2 nm oder 5 nm oder 15 nm oder 30 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dicke der Zersetzungsstoppschicht bei höchstens 70 nm oder 60 nm oder 30 nm oder 15 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Zwischenbereich frei von Aluminium. Bei der Zersetzungsstoppschicht handelt es sich somit insbesondere um einen Bereich, in dem von der Elektronenbarriereschicht ausgehend in Richtung hin zur

Kontaktschicht erstmalig Aluminium vorliegt, wobei die

Zersetzungsstoppschicht bis dahin reicht, wo letztmalig vor der Kontaktschicht noch Aluminium vorhanden ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Dicke der Zersetzungsstoppschicht insgesamt und/oder eine Dicke der Zersetzungsstoppschicht zusammen mit dem Zwischenbereich bei mindestens 30 nm oder 50 nm. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Dicke bei höchstens 150 nm oder 120 nm oder 90 nm.

Durch eine solche Dicke ist es möglich, dass die aktive Zone in Resonanz mit der Kontaktmetallisierung betreibbar ist, bevorzugt unter Ausnutzung des Purcell-Effekts .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Kontaktmetallisierung zu einem geringen Anteil

Verunreinigungen, etwa metallische Verunreinigungen wie Gold, auf. Beispielsweise liegt ein Gewichtsanteil der

Verunreinigungen, speziell von Metallen und insbesondere von Gold, an der Kontaktmetallisierung bei mindestens 10-^ oder lO-^ oder 10 ^~ . Bevorzugt liegt der Gewichtsanteil der Verunreinigungen, insbesondere von Gold, an der

Kontaktmetallisierung bei höchstens 10 ^~ 3 oder lO-^.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Kontaktmetallisierung eines oder mehrere der nachfolgend genannten Materialien auf oder besteht aus einem oder

mehreren dieser Materialien, unter Vernachlässigung von

Verunreinigungen: Ag, AI, ITO, Pt, Rh, Ti, ZnO. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Kontaktschicht um eine GaN-Schicht, die hoch dotiert ist. Eine Dotierstoffkonzentration, insbesondere mit Magnesium oder Beryllium, liegt bevorzugt bei mindestens 1 x ₁₀ 20 !/ und/oder bei höchstens 1 x 10^1 l/cm .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Dicke der Kontaktschicht bei mindestens 3 nm oder 5 nm oder 7 nm.

Alternativ oder zusätzlich weist die Kontaktschicht eine Dicke von höchstens 40 nm oder 25 nm oder 15 nm auf. Die Kontaktschicht ist bevorzugt aus keinen Teilschichten

zusammengesetzt, sondern bestimmungsgemäß durch eine einzige Schicht gebildet. Zusätzlich zu Gallium und Stickstoff ist es möglich, dass die Kontaktschicht geringe Mengen von

Sauerstoff enthält. Anstelle einer GaN-Kontaktschicht kann auch eine InGaN-Kontaktschicht oder eine InN-Kontaktschicht verwendet werden.

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 Schnittdarstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen

optoelektronischen Halbleiterchips , Figur 7 schematische Schnittdarstellungen von

Übergangsbereichen zwischen hier beschriebenen

Zersetzungsstoppschichten und Kontaktschichten,

Figuren 8 und 10 schematische Schnittdarstellungen von

Abwandlungen von Halbleiterchips, und

Figur 9 eine FIB-Abbildung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips. In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines

optoelektronischen Halbleiterchips 1 gezeigt. Der

Halbleiterchip 1 weist eine Halbleiterschichtenfolge auf, die einen n-leitenden n-Bereich 2, einen p-leitenden p-Bereich 5 und eine dazwischenliegende aktive Zone 4 beinhaltet. Bei der aktiven Zone 4 handelt es sich bevorzugt um eine Multi-

Quantentopfstruktur . Die Halbleiterschichtenfolge 2, 4, 5 befindet sich insbesondere an einem Träger 7, bei dem es sich um ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge handeln kann.

Entlang einer Wachstumsrichtung G der

Halbleiterschichtenfolge 2, 4, 5 ist an einer der aktiven Zone 4 abgewandten Seite des p-Bereichs 5 eine Kontaktmetallisierung 8 angebracht. Die Kontaktmetallisierung 8 kann aus einer TCO-Schicht 82 direkt an dem p-Bereich 5 und aus einer Metallschicht 81 oder einem Metallschichtenstapel zusammengesetzt sein. Hierbei ist die TCO-Schicht 82

optional. Bevorzugt ist die Kontaktmetallisierung 8 als

Spiegel für im Betrieb in der aktiven Zone 4 erzeugte

Strahlung gestaltet. Eine Auskopplung von Strahlung erfolgt bevorzugt durch den optionalen Träger 7 hindurch. Eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 1 erfolgt über zwei Anschlussflächen 9 an dem n-Bereich 2 sowie an der

Kontaktmetallisierung 8.

In den Figuren 2 bis 7 ist die Halbleiterschichtenfolge näher erläutert, insbesondere der p-Bereich 5, der sich direkt zwischen der aktiven Zone 4 und der Kontaktmetallisierung 8 befindet. Nachfolgend ist die Kontaktmetallisierung 8

lediglich einschichtig gezeichnet, kann aber jeweils wie in Figur 1 illustriert aufgebaut sein. Gemäß Figur 2 weist der p-Bereich 5 entlang der

Wachstumsrichtung G eine Abstandsschicht 55, eine

Elektronenbarriereschicht 56, einen Zwischenbereich 59, eine Zersetzungsstoppschicht 50 und eine Kontaktschicht 58 auf. Die genannten Schichten folgen bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge unmittelbar aufeinander. Die

Elektronenbarriereschicht 56 ist, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, optional.

Bei der Abstandsschicht 55 handelt es sich bevorzugt um eine GaN-Schicht, zum Beispiel mit einer Dicke von 5 nm bis 10 nm, insbesondere ungefähr 7 nm. Die Elektronenbarriereschicht 56 ist bevorzugt aus AlGaN gebildet mit einem Aluminiumanteil beispielsweise zwischen 20 % und 30 %, optional kann die Elektronenbarriereschicht 56 auch Indium enthalten und somit aus AlInGaN sein, bevorzugt dann mit einem Indium-Anteil von höchstens 2 %. Eine Dicke der Elektronenbarriereschicht 56 liegt bevorzugt bei mindestens 2 nm oder 5 nm und/oder bei höchstens 14 nm oder 10 nm. Anders als dargestellt, kann die Elektronenbarriereschicht 56 auch aus mehreren, insbesondere aus drei Teilschichten zusammengesetzt sein. Die

Elektronenbarriereschicht 56 ist bevorzugt in Gänze oder zumindest bereichsweise p-dotiert, kann insbesondere in

Richtung aktiver Zone undotiert beginnen und/oder in Richtung hin zur p-Kontaktschicht 58 zunehmend dotiert sein.

Alternativ ist die Elektronenbarriereschicht 56 undotiert.

Die Zwischenschicht 59 ist aus GaN gebildet und bevorzugt undotiert. Dabei kann die Zwischenschicht 59 höher dotiert sein als die Zersetzungsstoppschicht 50, etwa mit einer Dotierstoffkonzentration von ungefähr lO^ l/cm^ bis ₁₀ 20

1 /cm^ . Die Zersetzungsstoppschicht 50 ist aus AlGaN gebildet. In Richtung hin zur Kontaktmetallisierung 8 und somit entlang der Wachstumsrichtung G nimmt ein Aluminiumgehalt C, der in Figur 2 schematisch in Prozent gegenüber der

Wachstumsrichtung G aufgetragen ist, kontinuierlich zu. Der Aluminiumgehalt C ist somit in Form einer dreieckigen Rampe in der Zersetzungsstoppschicht 50 variiert. Beispielsweise kann der Aluminiumgehalt C von 0 % auf einen Endwert, zum Beispiel 10 %, über eine Strecke von mindestens 10 nm oder 20 nm oder 30 nm und/oder höchstens 55 nm oder 35 nm oder 15 nm ansteigen, insbesondere linear ansteigen.

Ein maximaler Aluminiumgehalt der Zersetzungsstoppschicht 50 liegt bevorzugt unter einem maximalen Aluminiumgehalt der Elektronenbarriereschicht 56, wie dies auch in allen anderen Ausführungsbeispielen der Fall sein kann.

Hin zur Kontaktschicht 58 geht der Aluminiumgehalt C der Zersetzungsstoppschicht 50 bevorzugt sprungartig und direkt auf Null zurück. Hin zur Kontaktschicht 58 erfolgt also eine schlagartige Reduzierung des Aluminiumgehalts C. In der

Darstellung der Figur 2 sind hierbei negative

Aluminiumgehalte C als Bereiche mit Indium interpretierbar.

Die Kontaktschicht 58 ist aus hoch p-dotiertem GaN gebildet, eine Dotierstoffkonzentration mit Magnesium liegt bevorzugt zwischen 1 x ₁₀ 20 !/cm ^J und 2 x ₁₀ 20 !/cm-3. Die

Kontaktschicht 58 weist eine relativ geringe Dicke von mindestens 5 nm bis höchstens 30 nm, insbesondere ungefähr 20 nm, auf.

Durch Wärmeentwicklung im Betrieb des Halbleiterchips 1, durch die in der aktiven Zone 4 erzeugte ultraviolette

Strahlung und durch die Einwirkung von Metallionen aus der

Kontaktmetallisierung 8 können in dem p-Bereich 5 Schäden 54 entstehen. Die Schäden 54 können sich über die Betriebsdauer des Halbleiterchips 1 hinweg in Richtung hin zur aktiven Zone 4 fortsetzen. Durch die Zersetzungsstoppschicht 50 ist erreicht, dass sich diese Schäden 54 nicht weiter in Richtung hin zur aktiven Zone 4 bewegen. Damit ist eine weitere

Schädigung und damit ein Ausfall des Halbleiterchips 1 durch die Zersetzungsstoppschicht 50 verhindert. Eine Gesamtdicke des p-Bereichs 5 liegt bevorzugt im Bereich um 90 nm. Hierdurch ist erzielbar, dass die aktive Zone unter Ausnutzung des Purcell-Effekts in einem Intensitätsmaximum der erzeugten Strahlung liegt. Die aktive Zone 4 ist dann also resonant zur Kontaktmetallisierung 8 angeordnet, eingestellt durch die Dicken insbesondere des

Zwischenbereichs 59 und der Zersetzungsstoppschicht 50. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die

Zersetzungsstoppschicht 50 aus ersten Teilschichten 51 aus AlGaN und aus zweiten Teilschichten 52 aus GaN

zusammengesetzt. Die ersten Teilschichten 51 sind bevorzugt undotiert, die zweiten Teilschichten 52 sind bevorzugt dotiert. Alternativ ist die Dotierung mindestens moduliert, sodass in den zweiten Teilschichten 52 eine geringere

Dotierstoffkonzentration vorliegt als in den ersten

Teilschichten 51, zum Beispiel im Mittel um mindestens einen Faktor 2 oder 5 kleiner.

Innerhalb der jeweiligen Teilschichten 51, 52 ist eine

Materialzusammensetzung konstant oder näherungsweise

konstant. Von erster Teilschicht 51 zu erster Teilschicht 51 hin nimmt in Richtung zur Kontaktschicht 58 der

Aluminiumgehalt C zu. Dabei können die ersten Teilschichten 51 jeweils eine gleiche Dicke aufweisen. Alternativ ist es möglich, dass zentral gelegene erste Teilschichten 51 eine größere Dicke aufweisen als randständige erste Teilschichten 51. Die zweiten Teilschichten 52 sind bevorzugt alle gleich dick. Somit ist durch die beispielsweise fünf ersten

Teilschichten 51 eine graduelle Zunahme des Aluminiumgehalts C realisiert.

Die ersten Teilschichten 51 weisen bevorzugt jeweils eine Dicke von mindestens 1,5 nm oder 2 nm oder 4 nm und/oder von höchstens 12 nm oder 8 nm oder 6 nm oder 5 nm auf. Eine Dicke der zweiten Teilschichten 52 liegt bevorzugt bei mindestens 2 nm oder 4 nm und/oder bei höchstens 8 nm oder 6 nm. Weiterhin bevorzugt liegt die Dicke des Zwischenbereichs 59 bei mindestens einer Dicke von Quantentöpfen in der aktiven Zone 4. Insbesondere weist der Zwischenbereich 59 eine Dicke von mindestens 3 nm oder 5 nm auf. Dies gilt bevorzugt auch für alle anderen Ausführungsbeispiele.

Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel der Figur 3 dem der Figur 2. Gemäß Figur 4 nimmt in jeder der ersten Teilschichten 51 der Aluminiumgehalt C in Richtung hin zur Kontaktschicht 58 zu. Innerhalb der ersten Teilschichten 51 liegt somit ein

Dreieckprofil hinsichtlich des Aluminiumgehalts C vor. Dabei fällt an einer der Kontaktschicht 58 zugewandten Seite der ersten Teilschichten 51 der Aluminiumgehalt C bevorzugt rapide ab, sodass der Aluminiumgehalt C in der Zeichnung senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur Wachstumsrichtung verläuft . Wie auch in Figur 3 nimmt der Aluminiumgehalt C über mehrere der ersten Teilschichten 51 hinweg gesehen in Richtung hin zur Kontaktschicht 58 zu. Im Übrigen gilt das zur Figur 2 Beschriebene bevorzugt entsprechend. Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 sind vier erste

Teilschichten 51 vorhanden. In jeder der ersten Teilschichten

51 liegt ein dreieckförmig gleichmäßig in Richtung hin zur Kontaktschicht 58 ansteigender Aluminiumgehalt C vor. Die ersten Teilschichten 51 sind je gleich gestaltet.

Anders als in den Figuren 3 bis 5 dargestellt, ist es alternativ möglich, dass eine Dicke der zweiten Teilschichten

52 verschwindet, sodass die zweiten Teilschichten 52 weggelassen werden können. Außerdem ist es abweichend von den Darstellungen insbesondere der Figuren 2, 4 und 5 möglich, dass die Variation des Aluminiumgehalts C nicht graduell, sondern stufenförmig erfolgt, beispielsweise in mindestens zwei oder vier oder sechs einzelnen Stufen.

Gemäß der Figuren 2 bis 5 weist der Zwischenbereich 59 eine relativ große Dicke auf. Beispielsweise beträgt die Dicke des Zwischenbereichs 59 in diesen Ausführungsbeispielen jeweils mindestens 40 % oder 60 % und/oder höchstens 70 % oder 50 % oder 30 % der Dicke der Zersetzungsstoppschicht 50.

Demgegenüber ist in Figur 6 kein Zwischenbereich vorhanden. Die Zersetzungsstoppschicht 50 beginnt direkt an der

Elektronenbarriereschicht 56 mit einem relativ geringen

Aluminiumgehalt C. Ausgehend von der

Elektronenbarriereschicht 56 steigt der Aluminiumgehalt C in der Zersetzungsstoppschicht 50 kontinuierlich oder, anders als dargestellt, auch stufenförmig langsam an. Jedoch wird bevorzugt der Aluminiumgehalt C der Elektronenbarriereschicht 56 in der Zersetzungsstoppschicht 50 nicht erreicht. Ein Anstieg des Aluminiumgehalts C beträgt zum Beispiel

mindestens 0,5 Prozentpunkte pro 10 nm und/oder höchstens 3 Prozentpunkte pro 10 nm.

In Figur 7 ist dargestellt, dass direkt zwischen der

Zersetzungsstoppschicht 50 und der Kontaktschicht 58 ein Übergangsbereich 53 vorhanden ist. In dem Übergangsbereich 53 nimmt der Aluminiumgehalt C graduell ab, wobei alternativ abweichend von der Darstellung auch eine stufenförmige

Abnahme möglich ist. Dabei erfolgt die Abnahme gemäß Figur 7A linear und gemäß Figur 7B sinusoidal. Ein solcher Übergangsbereich 53 kann auch bei den Zersetzungsstoppschichten 50 der Figuren 2 bis 6 vorhanden sein. Ist ein solcher Übergangsbereich 53 in den

Ausführungsbeispielen der Figuren 3 bis 5 vorhanden, so ist dies bevorzugt lediglich für die sich am nächsten an der

Kontaktschicht 58 befindlichen ersten Teilschicht 51 der Fall oder, weniger bevorzugt, auch bei allen ersten Teilschichten 51. Bei der Abwandlung 10 gemäß Figur 8 ist keine

Zersetzungsstoppschicht vorhanden. Damit können nicht

gezeichnete Schäden von der Kontaktmetallisierung 8 ausgehend bis hin zur Elektronenbarriereschicht 56 und aufgrund der geringen Dicke der Elektronenbarriereschicht 56 auch bis in die nahegelegene aktive Zone 4 propagieren. Somit besteht bei der Abwandlung 10 der Figur 8 ein erhöhtes Zerstörungsrisiko und/oder eine verkürzte Lebensdauer.

In Figur 9 ist eine FIB-Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels des Halbleiterchips 1 illustriert. FIB steht hierbei für Focused Ion Beam oder Fokussierter

Ionenstrahl .

In der rechten Bildhälfte der Figur 9 ist zu sehen, dass ausgehend von der Kontaktmetallisierung 8 ein Schaden 54 hin zur aktiven Zone 4 propagiert. Dieser Schaden 54 tritt zufällig lokal an der Kontaktmetallisierung 8 auf. Wie in Figur 9 zu erkennen ist, endet eine Propagation des Schadens 54 an der Zersetzungsstoppschicht 50.

Bei der alternativen Gestaltung der Figur 10 ist zwischen der Elektronenbarriereschicht 56 und der Kontaktschicht 58 ein breiter Bereich mit einem relativ geringen, konstanten

Aluminiumgehalt C von höchstens ₁₀ 20 !/cm ^J vorhanden.

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 2016 113 274.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 Optoelektronischer Halbierterchip

2 n-leitender n-Bereich

4 aktive Zone

5 p-leitender p-Bereich

50 Zersetzungsstoppschicht

51 erste Teilschichten aus AlGaN

52 zweite Teilschichten aus GaN

53 Übergangsbereich

54 Schaden

55 Abstandsschicht

56 Elektronenbarriereschicht

58 Kontaktschicht

59 Zwischenbereich

7 Träger

8 Kontaktmetallisierung

81 Metallschicht

82 TCO-Schicht

9 Anschlussfläche

10 Abwandlung

C Aluminiumgehalt in Prozent

G Wachstumsrichtung