HALBLEITERSCHICHTENFOLGE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER

HALBLEITERSCHICHTENFOLGE

Es wird eine Halbleiterschichtenfolge sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Nitrid-basierte Halbleiterschichtenfolge anzugeben, die im Betrieb eine hohe Quanteneffizienz aufweist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleiterschichtenfolge anzugeben . Diese Aufgaben werden unter anderem durch den Gegenstand und das Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind

Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die

Halbleiterschichtenfolge eine erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht, eine Zwischenschicht, eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht und eine aktive Schicht, die in dieser Reihenfolge übereinander und nacheinander gewachsen sind und direkt aneinander angrenzen. "Direkt aneinander angrenzen" heißt insbesondere, dass zwischen den genannten Schichten keine weiteren Schichten angeordnet sind. Die Zwischenschicht ist also zwischen der ersten und der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht angeordnet und steht mit diesen in direktem Kontakt. Die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht ist zwischen der Zwischenschicht und der aktiven Schicht angeordnet und steht mit diesen in direktem Kontakt.

Die genannten Schichten können selbst eine Mehrzahl von unterschiedlichen Einzelschichten umfassen oder daraus bestehen .

Neben den nitridischen Verbindungshalbleiterschichten umfassen die Zwischenschicht und/oder die aktive Schicht bevorzugt ebenfalls ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial oder bestehen aus einem solchen. Unter einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wird vorliegend ein

Halbleitermaterial verstanden, das Al _n In _m Ga _] __ _n _ _m N aufweist, oder aus diesem besteht, wobei 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n + m ^ 1 ist. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters, also AI, Ga, In und N, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.

Bevorzugt erzeugt die aktive Schicht im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich und/oder im sichtbaren blauen Spektralbereich.

Die Schichten sind während eines Aufwachsprozess bevorzugt epitaktisch auf ein Aufwachssubstrat gewachsen. Für das epitaktische Aufwachsen kommt beispielsweise chemische

Gasphasenabscheidung (CVD) , wie MOCVD oder PECVD, oder physikalische Gasphasenabscheidung, beispielsweise

Molekularstrahlepitaxie (MBE) , in Frage. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Zwischenschicht eine AlGaN-Schicht mit einem Al-Gehalt von mindestens 2 % oder mindestens 5 % oder mindestens 10 % oder mindestens 15 % oder mindestens 20 % oder mindestens 25 % oder mindestens 30 % auf oder besteht aus einer solchen. Das heißt, die Zwischenschicht kann ein oder mehrere

Teilschichten aus AlGaN umfassen oder vollständig aus AlGaN gebildet sein. Unter AlGaN versteht man vorliegend, dass dieses Material im Rahmen der Herstellungstoleranz frei von In ist. Die

idealisierte stöchiometrische Zusammensetzung ist dann also Al _n In _m Gai_ _n _ _m N mit 0 n < 1, m = 0. Ein Al-Gehalt von mindestens 5 % bedeutet insbesondere, dass n > 0,05. Ein Al- Gehalt von mindestens 10 % bedeutet insbesondere, dass n > 0,1 und so weiter.

Die Zwischenschicht weist bevorzugt eine Gesamtdicke von mindestens 1 nm oder 10 nm oder 50 nm oder 100 nm oder 200 nm auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Gesamtdicke der

Zwischenschicht höchstens 1000 nm oder höchstens 700 nm oder höchstens 500 nm. Die Gesamtdicke der Zwischenschicht entspricht dem Abstand zwischen der ersten und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht .

Die Zwischenschicht ist zum Beispiel zumindest teilweise, beispielsweise zum wesentlichen Teil oder vollständig

relaxiert. In diesem Fall entspricht die Gitterkonstante im Wesentlichen der Gitterkonstante des unverspannten

Zwischenschichtmaterials. Das heißt, die Gitterkonstante der Zwischenschicht ist bevorzugt kleiner als die Gitterkonstante der ersten und insbesondere der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht einen geringeren Anteil an AI als die AlGaN-Schicht der Zwischenschicht oder als die gesamte Zwischenschicht auf, sodass sich die

relaxierten Gitterkonstanten der AlGaN-Schicht und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht

unterscheiden. Die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht kann im Rahmen der

Herstellungstoleranz frei von AI und/oder In sein.

Beispielsweise besteht die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht aus GaN. Alternativ ist der Al- Gehalt in der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht höchstens 2 % oder höchstens 1 %. Bevorzugt ist der Al-Gehalt in der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht aber höchstens 50 % oder

höchstens 30 % oder höchstens 10 % des Al-Gehalts der AlGaN- Schicht der Zwischenschicht.

Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht hat beispielsweise eine Gesamtdicke von zumindest 2 nm oder zumindest 10 nm oder zumindest 20 nm oder zumindest 50 nm oder zumindest 100 nm oder zumindest 500 nm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Gesamtdicke der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht höchstens 5000 nm oder 2500 nm oder 1500 nm oder 1000 nm. Die Gesamtdicke der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht entspricht dem Abstand zwischen der aktiven Schicht und der Zwischenschicht.

Für die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht können dieselbe Materialzusammensetzung und/oder Gesamtdicke gewählt werden, wie sie für die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht spezifiziert sind. Unter den relaxierten Gitterkonstanten versteht man

vorliegend die Gitterkonstanten im relaxierten Zustand, das heißt in einem Zustand, in dem keine Verspannungen im

Kristallgitter auftreten. Die Gitterkonstanten würden in diesem Zustand ihren Grundzustand einnehmen, in dem die Gitterenergie minimiert ist. Für eine Reihe von Nitrid- Verbindungshalbleitermaterialien sind die relaxierten, also unverspannten Gitterkonstanten (a; c) in nachfolgender Tabelle angegeben, wobei a und c jeweils in Angström (Ä) angegeben sind.

Die in der Tabelle genannten Werte sind zumindest teilweise extrapoliert, können also von den tatsächlichen relaxierten Gitterkonstanten abweichen. Die tatsächlichen

Gitterkonstanten hängen auch von der Defektdichte und der Fremdstoffkonzentration ab. Die Tabelle soll vor allem illustrieren, dass mit steigendem Al-Gehalt die relaxierten Gitterkonstanten reduziert werden. Ein steigender Ga-Gehalt und/oder ein steigender In-Gehalt erhöhen die relaxierten Gitterkonstanten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht und die aktive

Schicht auf der Zwischenschicht gitterangepasst , das heißt pseudomorph, aufgewachsen, wodurch zumindest in der

Zwischenschicht oder der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht eine Verspannung auftritt. Das heißt, dass beim Aufwachsprozess die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht im Rahmen der

Herstellungstoleranz basierend auf der Gitterkonstante der Zwischenschicht aufwächst. Die aktive Schicht wächst im

Rahmen der Herstellungstoleranz basierend auf der

Gitterkonstante der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht auf. Auch in der aktiven Schicht können also Verspannungen auftreten.

Vorliegend und im Weiteren wird unter „gitterangepasst" oder „pseudomorph" sowohl verstanden, dass das Kristallgitter vollständig gitterangepasst ist, als auch, dass das

Kristallgitter nur teilweise gitterangepasst ist. Teilweise gitterangepasst bedeutet zum Beispiel, dass ein gewisser Teil des Kristallgitters, z.B. zumindest 50 % oder zumindest 70 % oder zumindest 90 % des Raumvolumens des Kristallgitters, vollständig gitterangepasst ist. Insbesondere kann das

Kristallgitter nach dem pseudomorphen oder gitterangepassten Aufwachsen geringfügig oder teilweise relaxiert sein. Das pseudomorph gewachsene Kristallgitter kann also einen Zustand zwischen relaxiert und vollverspannt einnehmen.

Bei dem gitterangepassten oder pseudomorphen Aufwachsen wird eine Ausdehnung der Gitterkonstante in lateraler Richtung, das heißt parallel zu den Haupterstreckungsrichtungen der Schichten, beibehalten. Eine Ausdehnung der Gitterkonstante senkrecht zu der lateralen Richtung kann sich insbesondere aufgrund der Atomverbindungen im Kristall und den daraus resultierenden Kräften ändern, wobei die Poissonzahl obige Ausdehnung beschreiben kann. Das gitterangepasste oder pseudomorphe Aufwachsen kann insbesondere durch Prozessparameter während des

Aufwachsprozesses auf der Zwischenschicht gesteuert,

beeinflusst und/oder geregelt werden. Dadurch, dass sich die Gitterkonstanten innerhalb der verschiedenen Schichten im relaxierten Zustand voneinander unterscheiden, aber

gitterangepasst aufeinander aufgewachsen sind, muss es in einer oder mehreren der Schichten zu Verspannungen,

insbesondere zu Verspannungen in lateraler Richtung, kommen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die aktive Schicht eine oder mehrere Schichten aus AlInGaN oder besteht daraus. Der In-Gehalt in jeder dieser Schichten aus AlInGaN beträgt höchstens 12 % oder höchstens 10 % oder höchstens 7 % oder höchstens 5 % oder höchstens 3 % oder höchstens 1 %. Die AlInGaN-Schichten sind beispielsweise im Rahmen der

Herstellungstoleranz frei von AI. In diesem Fall handelt es sich um InGaN-Schichten . Die idealisierte stöchiometrische Zusammensetzung der InGaN-Schichten in der aktiven Schicht ist bevorzugt Al _n In _m Ga _] __ _n _ _m N mit n = 0, 0 -S m < 1, wobei je nach In-Gehalt m < 0,12 oder m < 0,1 oder m < 0,07 oder m < 0,05 und so weiter.

Bevorzugt beträgt der In-Gehalt in den AlInGaN-Schichten der aktiven Schicht aber mindestens 0,1 % oder mindestens 0,5 %.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst die

Halbleiterschichtenfolge eine erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht, eine Zwischenschicht, eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht und eine aktive Schicht, die in dieser Reihenfolge übereinander und nacheinander gewachsen sind und direkt aneinander angrenzen, wobei die Zwischenschicht eine AlGaN-Schicht mit einem AI- Gehalt von mindestens 5 % aufweist oder daraus besteht. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht weist einen geringeren Anteil an AI als die AlGaN-Schicht auf, sodass sich die relaxierten Gitterkonstanten der AlGaN-Schicht und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht

unterscheiden. Die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht und die aktive Schicht sind auf der Zwischenschicht gitterangepasst aufgewachsen, wodurch zumindest in der Zwischenschicht oder der zweiten

nitridischen Verbindungshalbleiterschicht eine Verspannung des Kristallgitters auftritt. Die aktive Schicht weist eine oder mehrere Schichten aus AlInGaN auf und in jeder dieser Schichten aus AlInGaN beträgt der In-Gehalt höchstens 12 %. Die vorliegende Erfindung basiert unter anderem auf der

Erkenntnis, dass die interne Quanteneffizienz von

optoelektronischen Halbleiterchips mit AlInGaN-basierten aktiven Schichten ein Maximum aufweist, wenn der In-Gehalt zirka zwischen einschließlich 8 % und 12 % liegt. Grund dafür ist, dass sich beim pseudomorphen Aufwachsen der aktiven

AlInGaN-Schicht auf dem darunterliegenden Halbleitermaterial, was meistens aus GaN gebildet ist, Verspannungen in der

AlInGaN-Schicht bilden müssen. Dies liegt an den

unterschiedlichen relaxierten Gitterkonstanten. Dies wiederum führt aber dazu, dass sich beim Aufwachsen der AlInGaN-

Schichten verstärkt Legierungsunordnungen bilden und Bereiche entstehen, in denen sich In anhäuft. Die Konsequenz aus diesen In-Anhäufungen sind laterale Potentialfluktuationen und Potentialfelder innerhalb der aktiven Schicht.

Beim Betrieb der Halbleiterschichtenfolge resultieren diese Potentialfelder in Lokalisierungen der Ladungsträger und einer damit einhergehenden Abschirmung der Ladungsträger von Fehlstellen, Defekten und Verunreinigungen im Kristallgitter. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Anteil an nicht-strahlender Rekombination reduziert wird und somit die interne Quanteneffizienz steigt.

Wird der In-Gehalt in der aktiven Schicht weiter erhöht, also jenseits von 12 %, werden die Unterschiede in den relaxierten Gitterkonstanten der AlInGaN-Schichten und der

darunterliegenden GaN-Schichten irgendwann derart groß, dass beim gitterangepassten Aufwachsen Segregationen in der aktiven Schicht auftreten, die wiederum nicht-strahlende Rekombinationszentren bilden. Die interne Quanteneffizienz sinkt entsprechend. Wird der In-Anteil dagegen unter 10 % reduziert, um zum

Beispiel den Spektralbereich ins Ultraviolette zu

verschieben, sind die relaxierten Gitterkonstanten der aktiven Schicht und des darunterliegenden Halbleitermaterials bereits stark aneinander angeglichen, sodass die

Verspannungen in der aktiven Schicht abnehmen und die

Anhäufung von Indium und die damit einhergehenden lateralen Potentialfelder zurückgehen. Die Lokalisierung der

Ladungsträger und die Abschirmung von Defekten nehmen also ab, sodass die interne Quanteneffizienz sinkt.

Die vorliegende Erfindung macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, die Wahrscheinlichkeit von In-Anhäufungen beziehungsweise Legierungsunordnungen beim Aufwachsen der aktiven Schicht gezielt zu erhöhen. Dies wird dadurch

erreicht, dass in die an die aktive Schicht grenzende zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht gezielt

Materialfluktuationen oder Schichtdickenfluktuationen oder Kompositionsfluktuationen eingebracht werden. Insbesondere kann durch die Verwendung einer hier beschriebenen Zwischenschicht erreicht werden, dass die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht Verspannungen und/oder

Oberflächenstrukturen aufweist. Aufgrund dieser

Materialfluktuationen kommt es beim Aufwachsen der AlInGaN- basierten aktiven Schicht zu den gewünschten In-Anhäufungen und einer somit verstärkten Lokalisierung der Ladungsträger. Die nicht-strahlende Rekombination der Ladungsträger wird somit reduziert und die Quanteneffizienz gesteigert. Damit wird eine hohe interne Quanteneffizienz auch bei geringem InAnteil in der aktiven Schicht erreicht. Das ermöglicht hoch effiziente LEDs im nahen UV-Bereich beziehungsweise im blauen Spektralbereich . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Zwischenschicht zumindest eine erste Schicht aus Al _a InkGa]_- _a - mit O ^ a ^ l, 0 < b ^ 1 und a + b ^ 1 auf. Außerdem weist die Zwischenschicht eine zweite Schicht aus Al^n^Gai-c-d mit 0 < c ^ 1, O ^ d ^ l und c + d -S 1 auf. Dabei ist a < c und b > d gewählt. Mit anderen Worten umfasst die

Zwischenschicht eine erste Schicht und eine zweite Schicht, wobei in der ersten Schicht der Anteil an Indium größer ist, als in der zweiten Schicht. In der zweiten Schicht ist der Anteil an Aluminium größer als in der ersten Schicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die einzelnen Schichten der Zwischenschicht, also insbesondere die erste und zweite Schicht, zueinander gitterangepasst aufgewachsen, so dass die Schichten der Zwischenschicht zumindest teilweise verspannt sind. Durch die unterschiedlichen Anteile an

Aluminium und Indium in den beiden Schichten sind

insbesondere die lateralen Gitterkonstanten der beiden

Schichten im relaxierten Zustand unterschiedlich. Werden diese beiden Schichten nun gitterangepasst aufeinander aufgewachsen, so kommt es in zumindest einer der beiden

Schichten zu einer Verspannung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Zwischenschicht gitterangepasst auf die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht aufgewachsen. Die erste

nitridische Verbindungshalbleiterschicht kann zum Beispiel aus GaN gebildet sein.

Insbesondere folgen also die Gitterkonstanten, insbesondere die lateralen Gitterkonstanten, in der Zwischenschicht der Gitterkonstante in der ersten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht. Aufgrund der variierenden

Verspannungen innerhalb der Zwischenschicht kommt es beim Aufwachsen der Zwischenschicht zur Ausbildung einer

Oberflächenstruktur. Die Zwischenschicht ist also nach dem Aufwachsen insbesondere auf der der aktiven Schicht

zugewandten Oberfläche nicht eben, sondern weist eine

Oberflächenstruktur auf. Insbesondere bilden sich beim

Aufwachsen Hügel oder Täler beziehungsweise Erhebungen und Vertiefungen in der Zwischenschicht, die auch in der fertigen Halbleiterschichtenfolge verbleiben . Die Erhebungen und/oder Vertiefungen haben im Mittel zum

Beispiel eine laterale Ausdehnung von zumindest 10 nm oder 50 nm oder 100 nm oder 500 nm oder 1 ym. Alternativ oder

zusätzlich beträgt die mittlere laterale Ausdehnung der

Erhebungen und/oder Vertiefungen höchstens 5 ym oder

höchstens 2 ym oder höchstens 1 ym.

Die anschließend pseudomorph aufgewachsene zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht folgt der Oberflächenstruktur der Zwischenschicht. Beim Aufwachsen der aktiven Schicht auf der strukturierten zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht kommt es aufgrund dieser

Struktur zu einem ungleichmäßigen Aufwachsen von In und somit zu den gewünschten In-Anhäufungen .

Im Fall, dass die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht aus GaN gebildet ist, weisen die darauffolgenden Schichten, insbesondere also auch die

Zwischenschicht und die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht, eine weitgehend an GaN

angepasste Gitterkonstante auf. Die aktive Schicht mit dem geringen In-Anteil weist eine relaxierte laterale

Gitterkonstante auf, die sich, abhängig vom In-Gehalt, nur wenig oder unwesentlich von der Gitterkonstante von GaN unterscheidet. Das heißt, die aktive Schicht kann mit nur geringen Verspannungen auf der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht aufwachsen. Die gewünschte

Anhäufung von In wird dank der Oberflächenstruktur der

Zwischenschicht und der daraus folgenden Oberflächenstruktur der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht

trotzdem erreicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht der Zwischenschicht eine dritte Schicht aus GaN angeordnet, die in direktem Kontakt mit der ersten Schicht und der zweiten Schicht steht. Die dritte Schicht weist im Rahmen der Herstellungstoleranz weder AI noch In auf. Die dritte Schicht ist bevorzugt ebenfalls gitterangepasst zu der ersten und zweiten Schicht

aufgewachsen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Zwischenschicht ein Übergitter mit alternierend angeordneten Schichten aus InGaN oder GaN und AlGaN oder besteht daraus. Die InGaN-Schichten oder GaN-Schichten umfassen im Rahmen der Herstellungstoleranz bevorzugt kein Aluminium, wohingegen die AlGaN-Schichten im Rahmen der Herstellungstoleranz bevorzugt kein Indium umfassen. Zwischen einer InGaN-Schicht und einer AlGaN-Schicht kann beispielsweise eine GaN-Schicht vorhanden sein, die im Rahmen der Herstellungstoleranz kein Indium und kein Aluminium umfasst.

Bevorzugt umfasst die Zwischenschicht eine Mehrzahl von direkt aufeinanderfolgenden GaN/AlGaN/GaN/InGaN- Schichtenfolgen . Zum Beispiel umfasst die Zwischenschicht zumindest fünf oder zumindest zehn oder zumindest 20 oder zumindest 40 von den genannten GaN/AlGaN/GaN/InGaN- Schichtenfolgen oder besteht daraus.

Die Dicke der InGaN-Schichten in der Zwischenschicht beträgt beispielsweise jeweils zwischen einschließlich 0,5 nm und

4 nm. Die Dicke der AlGaN-Schichten in der Zwischenschicht beträgt beispielsweise jeweils zwischen einschließlich 0,5 nm und 10 nm. Die Dicke der GaN-Schichten in der Zwischenschicht beträgt beispielsweise jeweils zwischen einschließlich 0,5 nm und 4 nm.

Besonders bevorzugt beträgt der Al-Gehalt in den AlGaN- Schichten der Zwischenschicht jeweils zwischen einschließlich

5 % und 80 %. Der In-Gehalt in den InGaN-Schichten der

Zwischenschicht beträgt bevorzugt zwischen einschließlich 0,1 % und 5 % . Durch ein solches Übergitter in der Zwischenschicht kann eine besonders ausgeprägte Oberflächenstruktur der der aktiven Schicht zugewandten Seite der Zwischenschicht realisiert werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Abstand

zwischen der Zwischenschicht und der aktiven Schicht,

insbesondere zwischen dem Übergitter und der aktiven Schicht, höchstens 500 nm oder höchstens 400 nm oder höchstens 200 nm oder höchstens 100 nm oder höchstens 50 nm oder höchstens 10 nm. Der Abstand zwischen der Zwischenschicht und der aktiven Schicht wird dabei bevorzugt ausschließlich von der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht aufgefüllt. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht kann

beispielweise aus GaN bestehen, das im Rahmen der

Herstellungstoleranz weder AI noch In enthält. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht eine Schicht aus InGaN und eine Schicht aus GaN oder eine Schicht aus AlGaN umfasst oder daraus besteht.

Die Wahl einer dünnen zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht sorgt dafür, dass die durch die Zwischenschicht geformten Oberflächenstrukturen auf die aktive Schicht übertragen werden. Eine dicke zweite

nitridische Verbindungshalbleiterschicht könnte dagegen die Oberflächenstrukturen der Zwischenschicht auswaschen.

Andererseits ist die Anordnung der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht zwischen der aktiven Schicht und der Zwischenschicht vorteilhaft, um nachteilige Einflüsse der Al-haltigen Zwischenschicht auf die aktive Schicht zu

reduzieren. Eine hoch Al-haltige Schicht im direkten Umfeld oder direktem Kontakt zur aktiven Schicht kann zum Beispiel die Verspannung in einem ersten Quantentopf der aktiven

Schicht deutlich erhöhen und somit die Emissionswellenlänge beziehungsweise die Qualität des ersten Quantentopfs negativ beeinflussen und die Injektion von Elektronen behindert.

Außerdem könnte das AI der Zwischenschicht dann als

Störstelle oder Surfactant (surface active agent, zu Deutsch „grenzflächenaktive Substanz") in dem Quantentopf wirken.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform formt die aktive

Schicht eine Oberflächenstruktur der der aktiven Schicht zugewandten Oberfläche der Zwischenschicht nach. Die mittlere Rauheit einer Oberfläche der aktiven Schicht beträgt dann beispielsweise zumindest 0,5 nm oder zumindest 1 nm oder zumindest 2 nm. Eine Oberfläche der aktiven Schicht kann entweder die an die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht grenzende Fläche der aktiven Schicht sein oder die gegenüberliegende, die aktive Schicht begrenzende Fläche. Die mittlere Rauheit R _a einer Oberfläche berechnet sich wie folgt:

Ra =

Dabei sind x,y die Koordinaten in lateraler Richtung und z(x,y) ist die Höhe beziehungsweise Tiefe, gemessen senkrecht zur lateralen Richtung an der Koordinate x,y.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bestehen die erste und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht aus GaN. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Zwischenschicht aus AlGaN gebildet. Der Al-Gehalt in der Zwischenschicht beträgt beispielsweise zumindest 5 % oder mindestens 10 % oder mindestens 15 % oder mindestens 20 % oder mindestens 25 % oder mindestens 30 %. Bevorzugt ist die Zwischenschicht dann im Rahmen der Herstellungstoleranz frei von In.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Zwischenschicht nicht-gitterangepasst oder nicht-pseudomorph auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht aufgewachsen. Das heißt, die Zwischenschicht passt beim Aufwachsen auf die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht ihre laterale Gitterkonstante nicht an die laterale Gitterkonstante der nitridischen Verbindungshalbleiterschicht an. Vielmehr relaxiert oder teilrelaxiert die Zwischenschicht beim

Aufwachsen auf die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht. Dies kann durch Einstellung der Prozessparameter beim Aufwachsen bewirkt werden.

Unter Prozessparametern versteht man im vorliegenden

Zusammenhang Prozessparameter, die vor, während oder nach einem Aufwachsen einer Halbleiterschicht geregelt, variiert und/oder gesteuert werden können. Beispielsweise sind Druck, Temperatur, Gasfluss der einzelnen Elemente der verwendeten Nitridverbindungshalbleitermaterialien,

Strömungsgeschwindigkeit und/oder Aufwachsrate

beziehungsweise Aufwachsgeschwindigkeit mögliche

Prozessparameter, die insbesondere das gitterangepasste oder das nicht-gitterangepasste Aufwachsen der hier beschriebenen Schichten beeinflussen können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Zwischenschicht einen Al-Gehalt auf, der größer als der Al- Gehalt der ersten und/oder der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht ist. Beispielsweise sind die erste und/oder die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht im Rahmen der Herstellungstoleranz frei von AI oder weisen einen Al-Gehalt auf, der höchstens 50 % oder höchstens 30 % oder höchstens 10 % des Al-Gehalts in der Zwischenschicht beträgt. Zum Beispiel bestehen die erste und/oder die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht aus GaN.

Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht ist nach ihrem Aufwachsen auf die Zwischenschicht bevorzugt kompressiv verspannt und bleibt auch in der fertigen

Halbleiterschichtenfolge kompressiv verspannt. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht weist aufgrund des geringeren Al-Gehalts eine größere laterale Gitterkonstante auf als die Zwischenschicht. Das gitterangepasste Aufwachsen auf der Zwischenschicht zwingt die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht und die aktive Schicht in eine kompressive Verspannung. Diese Verspannungen sorgen dafür, dass sich beim Aufwachsen der aktiven Schicht

Legierungsunordnungen bilden, also In-Anhäufungen entstehen. Je geringer allerdings der In-Gehalt in den AlInGaN-Schichten der aktiven Schicht ist, desto geringer ist auch die laterale relaxierte Gitterkonstante in diesen AlInGaN-Schichten. Um die Verspannungen in der aktiven Schicht trotzdem groß zu halten, ist es vorteilhaft, den Al-Gehalt in der

Zwischenschicht umso größer zu wählen, je geringer der InGehalt in der aktiven Schicht ist.

Bei einem In-Gehalt zwischen einschließlich 5 % und 7 % in den AlInGaN-Schichten der aktiven Schicht wird der Al-Gehalt in der Zwischenschicht bevorzugt so gewählt, dass die

Gitterkonstante der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht der Gitterkonstante eines AlGaN- Gitters mit einem Al-Gehalt zwischeneinschließlich 10 % und 20 % entspricht. Bei einem In-Gehalt in den AlInGaN-Schichten zwischen einschließlich 3 % und 5 % ist der Al-Gehalt in der Zwischenschicht bevorzugt so gewählt, dass die

Gitterkonstante der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht der Gitterkonstante eines AlGaN- Gitters mit einem Al-Gehalt zwischen einschließlich 20 % und 30 % entspricht. Bei einem In-Gehalt in den AlInGaN-Schichten zwischen einschließlich 1 % und 3 % ist der Al-Gehalt in der Zwischenschicht bevorzugt so gewählt, dass die

Gitterkonstante der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht der Gitterkonstante eines AlGaN- Gitters mit einem Al-Gehalt zwischen einschließlich 30 % und 40 % entspricht und bei einem In-Gehalt von weniger als 1 % in den AlInGaN-Schichten ist der Al-Gehalt in der

Zwischenschicht bevorzugt so gewählt, dass die

Gitterkonstante der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht der Gitterkonstante eines AlGaN Gitters mit einem Al-Gehalt von mindestens 40 % entspricht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Al-Gehalt in der Zwischenschicht so gewählt, dass die relative

Gitterkonstanten-Fehlanpassung Δ der AlInGaN-Schichten der aktiven Schicht zwischen einschließlich -0,5 % und -2,5 %, bevorzugt zwischen einschließlich -0,8 % und -2,0 %,

besonders bevorzugt zwischen einschließlich -1,0 % und -1,3 %, liegt. Die relative Gitterkonstanten-Fehlanpassung Δ berechnet sich dabei wie folgt:

Dabei ist G _a die unverspannte, laterale Gitterkonstante der AlInGaN-Schichten der aktiven Schicht. G^ ist die unverspannte Gitterkonstante einer AlGaN-Schicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Abstand

zwischen der Zwischenschicht und der aktiven Schicht

höchstens 2,5 ym oder höchstens 2 ym oder höchstens 1 ym oder höchstens 0,5 ym. Alternativ oder zusätzlich ist der Abstand zumindest 10 nm oder zumindest 20 nm oder zumindest 50 nm oder zumindest 100 nm oder zumindest 500 nm Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein

Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge ein

Saphirsubstrat. Das Aufwachsen von nitridischen

Halbleiterschichten auf Saphir erfolgt überwiegend ohne

Verspannungen in der aktiven Schicht. Trotzdem werden bei der hier vorliegenden Erfindung durch die Zwischenschicht bewusst Verspannungen eingeführt, um die In-Anhäufungen in der aktiven Schicht bei niedrigem In-Gehalt zu erhöhen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein

Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge ein

vorstrukturiertes Substrat. Mit anderen Worten weist eine Aufwachsseite des Substrats, auf dem die

Halbleiterschichtenfolge gewachsen ist, eine gezielt und vorbestimmt eingestellte Strukturierung auf.

Das Aufwachsubstrat ist vorliegend nicht Teil der

Halbleiterschichtenfolge. Bei einer späteren Verarbeitung, zum Beispiel zu einem Halbleiterchip für eine LED, kann das Aufwachssubstrat auf der Halbleiterschichtenfolge verbleiben oder abgelöst werden. Welches Aufwachssubstrat verwendet wurde, kann aber auch nach dem Ablösen noch nachvollzogen werden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die aktive

Schicht ein oder mehrere Quantentöpfe aus AlInGaN auf mit einem In-Anteil von jeweils höchstens 12 %. Zwischen den Quantentöpfen können Barrieren gebildet sein, die AlGaN mit einem Al-Gehalt von mindestens 5 % umfassen. Mit anderen Worten ist die aktive Schicht dann als eine

Einquantentopfstruktur, Englisch Single quantum well, kurz SQW, oder als Multiquantentopfstruktur, Englisch multi quantum well, kurz MQW, ausgebildet. Die einzelnen Schichten der aktiven Schicht sind dabei bevorzugt ebenfalls

gitterangepasst oder pseudomorph aufeinander aufgewachsen.

Darüber hinaus wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben. Der Halbleiterchip umfasst beispielsweise eine hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge. Alle im

Zusammenhang mit der Halbleiterschichtenfolge offenbarten Merkmale sind daher auch für den optoelektronischen

Halbleiterchip offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

optoelektronische Halbleiterchip eine hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge. Bevorzugt erzeugt die aktive

Schicht des Halbleiterchips im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt das Maximum der Intensität der in der aktiven Schicht erzeugten Strahlung zwischen einschließlich 365 nm und 415 nm. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer

Halbleiterschichtenfolge angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung einer hier beschriebenen

Halbleiterschichtenfolge. Alle im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Halbleiterschichtenfolge offenbarten Merkmale sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A) , in dem ein Aufwachssubstrat bereitgestellt wird .

In einem Schritt B) wird eine erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht auf das Aufwachssubstrat aufgewachsen.

In einem Schritt C) wird eine Zwischenschicht auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der ersten nitridischen Verbindunghalbleiterschicht aufgewachsen, wobei die

Zwischenschicht eine AlGaN-Schicht mit einem Al-Gehalt von mindestens 5 % aufweist oder daraus besteht.

In einem Schritt D) wird eine zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht gitterangepasst auf eine dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Zwischenschicht aufgewachsen. Die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht weist einen geringeren Anteil an AI als die AlGaN-Schicht der Zwischenschicht auf, sodass sich die relaxierten Gitterkonstanten der AlGaN-Schicht und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht

unterscheiden .

In einem Schritt E) wird auf eine dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht eine aktive Schicht

gitterangepasst aufgewachsen. Die aktive Schicht umfasst eine oder mehrere Schichten aus AlInGaN und in jeder dieser

Schichten aus AlInGaN beträgt der In-Gehalt höchstens 12 %. Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A) bis E) hintereinander in der angegebenen Reihenfolge

durchgeführt . Nachfolgend wird eine hier beschriebene

Halbleiterschichtenfolge unter Bezugnahme auf Zeichnungen 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: Figur 1A ein Ausführungsbeispiel einer

Halbleiterschichtenfolge in Querschnittsansicht,

Figuren 1B, 2A und 2B AFM-Bilder von aktiven Schichten verschiedener HalbleiterschichtenfoIgen,

Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Halbleiterschichtenfolge in Querschnittsansicht,

Figuren 4A und 4B Messkurven zur Effizienz verschiedener Halbleiterschichtenfolgen und

Figuren 5 und 6 weitere Ausführungsbeispiele von

Halbleiterschichtenfolgen in Querschnittsansicht. Figur 1A zeigt eine Halbleiterschichtenfolge 100 in

Querschnittsansicht. Die Halbleiterschichtenfolge 100 ist auf einem Aufwachssubstrat 5, beispielsweise einem Saphirsubstrat oder einem Siliziumsubstrat oder einem strukturierten Substrat (zum Beispiel PSS) aufgewachsen. Bei der Halbleiterschichtenfolge 100 handelt es sich um eine GaN- basierte Halbleiterschichtenfolge . Die Halbleiterschichtenfolge 100 umfasst eine erste

nitridische Verbindungshalbleiterschicht 1. Auf einer dem Aufwachssubstrat 5 abgewandten Seite der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 ist eine Zwischenschicht 10 aufgewachsen. Der Zwischenschicht 10 ist eine zweite

nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 nachgeordnet. Der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 ist eine aktive Schicht 4 nachgeordnet. Der aktiven Schicht 4 wiederum ist eine dritte nitridische Verbindungshalbleiterschicht 3 nachgeordnet .

Die erste 1, zweite 2 und dritte 3 nitridische

Verbindungshalbleiterschicht sind beispielsweise aus GaN gebildet und weisen im Rahmen der Herstellungstoleranz weder Indium noch Aluminium auf. Die zweite nitridische

Verbindungshalbleiterschicht 2 ist beispielsweise n-dotiert, die dritte nitridische Verbindungshalbleiterschicht 3 ist beispielsweise p-dotiert.

Die Zwischenschicht 10 besteht in Figur 1A aus einem

Übergitter aus mehreren Einzelschichten. Eine erste Schicht 11 des Übergitters besteht aus InGaN. Dieser ist eine dritte Schicht 13 bestehend aus GaN nachgeordnet. Der dritten

Schicht 13 wiederum ist eine zweite Schicht 12 aus AlGaN nachgeordnet. Daran anschließend ist wiederum eine dritte Schicht 13 aus GaN angeordnet. Die Schichten 11, 12, 13 grenzen direkt aneinander. Jede dieser Einzelschichten weist beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 5 nm und 50 nm auf. Die InGaN/GaN/AlGaN/GaN-Schichtenfolge ist in der Zwischenschicht 10 mehrfach, beispielsweise zumindest

zehnfach oder zumindest 20-fach, wiederholt. Auf diese Weise ist ein InGaN/GaN/AlGaN/GaN-Übergitter gebildet, das die Zwischenschicht 10 bildet. Jede der Einzelschichten aus der Zwischenschicht 10 ist dabei auf die vorherige Einzelschicht gitterangepasst oder pseudomorph aufgewachsen.

Die Zwischenschicht 10 ist auf die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht 1 gitterangepasst aufgewachsen. Das heißt, die lateralen Gitterkonstanten in der

Zwischenschicht 10 sind an die lateralen Gitterkonstanten der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 angepasst. Da die Materialzusammensetzungen der einzelnen Schichten der Zwischenschicht 10 aber teilweise von der

Materialzusammensetzung der ersten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht 1 abweichen, kommt es innerhalb der Zwischenschicht 10 zu Verspannungen . Diese Verspannungen führen dazu, dass beim Aufwachsen der Zwischenschicht 10 Strukturen mit Erhebungen und Vertiefungen entstehen. Eine der aktiven Schicht 4 zugewandte Oberfläche der

Zwischenschicht 10 weist also nach dem Aufwachsen eine

Oberflächenstruktur auf.

Die der Zwischenschicht 10 nachgeordnete zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 ist beispielsweise höchstens 500 nm dick und formt die Oberflächenstruktur der

Zwischenschicht 10 nach. Ebenso bildet dann die aktive

Schicht 4, die der zweiten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht 2 nachgeordnet und auf diese gitterangepasst aufgewachsen ist, die Oberflächenstruktur der Zwischenschicht 10 nach. Die aktive Schicht 4 besteht in Figur 1A aus einer Mehrfachquantentopfstruktur, wobei die einzelnen Quantentöpfe 41 aus InGaN bestehen. Die Barrieren 42 zwischen den InGaN- Quantentöpfen 41 können AlGaN-Barrieren sein. In den InGaN- Quantentöpfen 41 beträgt der In-Gehalt höchstens 12 %.

Aufgrund der Oberflächenstruktur der Zwischenschicht 10 und der damit einhergehenden Struktur der aktiven Schicht 4 kommt es beim Aufwachsen der Quantentöpfe 41 der aktiven Schicht 4 zu In-Anhäufungen in bestimmten Bereichen. Die damit

einhergehenden Potentialfluktuationen sorgen für eine

Lokalisierung von Ladungsträgern und einer Abschirmung von Defekten innerhalb der aktiven Schicht 4. Dies reduziert den Anteil an strahlungsloser Rekombination innerhalb der aktiven Schicht 4.

In Figur 1B ist eine AFM (atomic force microscope) -Aufnahme der aktiven Schicht 4 gezeigt. Die Aufnahme zeigt die

Oberfläche der aktiven Schicht 4, die durch einen Schnitt entlang der gestrichelten Linie der Figur 1A freigelegt wird. Zu erkennen ist eine ausgeprägte Struktur der Oberfläche der aktiven Schicht 4 mit einer Mehrzahl von Erhebungen und

Vertiefungen. Die mittlere Rauheit R _a der dargestellten

Oberfläche beträgt vorliegend beispielsweise zumindest 0,5 nm.

In den Figuren 2A und 2B sind zwei weitere AFM-Aufnahmen einer aktiven Schicht einer Halbleiterschichtenfolge gezeigt. In der Figur 2A ist eine Halbleiterschichtenfolge gezeigt, in der auf eine Zwischenschicht 10 mit einem Übergitter, wie beispielsweise in Zusammenhang mit Figur 1A beschrieben, verzichtet ist. Zu erkennen ist hierbei, dass die aufgenommene Oberfläche nur eine geringe Strukturierung aufweist .

Hingegen ist in der Figur 2B nochmals die Oberfläche einer aktiven Schicht 4 dargestellt, bei der eine Zwischenschicht 10 mit einem Übergitter verwendet ist. Die Strukturen

innerhalb der aktiven Schicht sind wesentlich stärker

ausprägt als in der Figur 2A. In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Halbleiterschichtenfolge 100 dargestellt. Im Unterschied zur Figur 1A ist in Figur 3 die Zwischenschicht 10 nicht als Übergitter aus einer Mehrzahl von Einzelschichten gebildet. Vielmehr ist in der Figur 3 die Zwischenschicht 10 aus AlGaN gebildet. Der Al-Gehalt in der Zwischenschicht 10 ist

beispielsweise zumindest 5 %.

Die Zwischenschicht 10 in der Figur 3 ist beispielsweise nicht gitterangepasst auf die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht 1 aufgewachsen. Das heißt, beim Aufwachsen der Zwischenschicht 10 relaxiert die

Zwischenschicht 10 teilweise oder vollständig in ihren unverspannten Grundzustand, sodass die laterale

Gitterkonstante innerhalb der Zwischenschicht 10 sich von der lateralen Gitterkonstante innerhalb der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 unterscheidet.

Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 ist wiederum gitterangepasst auf die Zwischenschicht 10

aufgewachsen. Da sich die Gitterkonstanten in der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 und der

Zwischenschicht 10 im relaxierten Zustand unterscheiden, ist die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 lateral verspannt. Ebenso ist die aktive Schicht 4 gitterangepasst aufgewachsen und dadurch verspannt. Diese Verspannungen führen dazu, dass es in der aktiven Schicht 4 in manchen Bereichen zu In-Anhäufungen kommt, die eine Lokalisierung der Ladungsträger zur Folge haben und ein Diffundieren der

Ladungsträger zu den Defekten innerhalb der aktiven Schicht 4 verhindern .

Auch mit der in der Figur 3 dargestellten Zwischenschicht 10 kann es zu einer Verbesserung der Quanteneffizienz der

Halbleiterschichtenfolge 100 kommen.

In den Figuren 4A und 4B sind Effizienzmessungen von hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolgen 100 dargestellt. In der Figur 4A ist auf der y-Achse das Verhältnis der

Lichtleistung einer Halbleiterschichtenfolge 100 bei 120 °C zur Lichtleistung derselben Halbleiterschichtenfolge bei 25 °C gezeigt. Auf der x-Achse ist die Wellenlänge am

Intensitätsmaximum (λρ _θ3 ^) des von der aktiven Schicht 4 emittierten Lichts dargestellt. Die oberen Messpunkte, durch die die obere Ausgleichsgerade gezogen ist, zeigen die

Messergebnisse bei einer erfindungsgemäßen

Halbleiterschichtfolge 100 mit einer erfindungsgemäßen

Zwischenschicht. Die unteren Messpunkte mit der

entsprechenden Ausgleichsgeraden zeigen die Messpunkte für eine Halbleiterschichtenfolge, bei der auf eine

erfindungsgemäße Zwischenschicht verzichtet ist.

Klar zu erkennen ist, dass die Zwischenschicht 10 die

Temperaturstabilität der Halbleiterschichtenfolge erhöht.

In der Figur 4B ist auf der y-Achse die externe

Quanteneffizienz (EQE) bei 120 °C dargestellt. Auf der x- Achse ist der Strom durch die Halbleiterschichtenfolge 100 in logarithmischer Darstellung in mA angegeben. Die obere

Messpunktkurve zeigt wiederum das Ergebnis der Messung für eine erfindungsgemäße Halbleiterschichtenfolge 100 mit einer erfindungsgemäßen Zwischenschicht 10. Die untere Messkurve zeigt das Ergebnis, wenn auf die Zwischenschicht 10

verzichtet ist. Wiederum ersichtlich ist, dass durch die Zwischenschicht die Effizienz, insbesondere bei kleinen

Strömen, deutlich erhöht werden kann.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 5 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Figur 1A durch den Aufbau der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1. Im Unterschied zur Figur 1A ist in Figur 5 die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht 1 auf eine Nukleationsschicht 21 beispielsweise basierend auf AlGaN aufgewachsen. Die

Nukleationsschicht 21 wiederum ist direkt auf das Substrat 5 aufgewachsen. Ferner umfasst die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht 1 eine Maskierungsschicht 20, die beispielsweise aus Siliziumnitrid gebildet ist. Die

Maskierungsschicht 20 und die Nukleationsschicht 21

reduzieren beim Aufwachsen der ersten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht 1 Verspannungen innerhalb der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist die

Halbleiterschichtenfolge 100 beispielsweise auf die (111)- Oberfläche eines Siliziumsubstrats 5 aufgewachsen. Dem

Siliziumsubstrat 5 ist eine Bufferschicht 21 mit einer

AIN/AlGaN-Schichtenfolge nachgeordnet. Auf diese

Bufferschicht 21 ist die erste nitridische

Verbindungshalbleiterschicht 1 wiederum mit der

Maskierungsschicht 20 aufgewachsen. Auch hier sorgen die Maskierungsschicht 20 und die Bufferschicht 21 dafür, dass Verspannungen beim Aufwachsen der ersten nitridischen

Verbindungshalbleiterschicht 1 reduziert werden. 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 aus 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 Patentanmeldungen 10 2016 120 335.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht

2 zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht

3 dritte nitridische Verbindungshalbleiterschicht

4 aktive Schicht

5 Substrat

10 Zwischenschicht

11 erste Schicht der Zwischenschicht 10

12 zweite Schicht der Zwischenschicht 10

13 dritte Schicht der Zwischenschicht 10

41 Quantentopf der aktiven Schicht 4

42 Barriere der aktiven Schicht 4

100 Halbleiterschichtenfolge