LICHTEMITTIERENDES HALBLEITERBAUELEMENT MIT ABSORPTIONSSCHICHT Die vorliegende Anmeldung betrifft ein

Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement .

Für verschiedene Anwendungen sind Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente wie beispielsweise Leuchtdioden gewünscht, die im infraroten Spektralbereich Strahlung emittieren. Es hat sich gezeigt, dass bei Bauelementen, die im nahen Infrarot, beispielsweise bei einer

Emissionswellenlänge von 850 nm, Strahlung emittieren, kurzwellige Strahlungsanteile aufweisen können, die vom menschlichen Auge noch wahrnehmbar sind. Zur Vermeidung solcher Strahlungsanteile kann die Peak-Wellenlänge der abgestrahlten Strahlung zu größeren Wellenlängen hin

verschoben werden. Allerdings nimmt die Empfindlichkeit von konventionellen Silizium-Detektoren für Wellenlängen oberhalb von 850 nm ab, so dass die Detektion von Strahlung oberhalb dieser Wellenlänge erschwert ist.

Eine Aufgabe ist es, ein Halbleiterbauelement anzugeben, dessen emittierte Strahlung einfach detektierbar und zugleich vom menschlichen Auge nicht wahrnehmbar ist.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein

Halbleiterbauelement gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einer

Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, insbesondere zur Erzeugung von Strahlung mit einer Peak-Wellenlänge im nahen infraroten Spektralbereich. Unter dem nahen infraroten Spektralbereich wird im Zweifel ein Bereich mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 0,78 ym und einschließlich 1,5 ym verstanden. Vorzugsweise liegt die Peak-Wellenlänge zwischen einschließlich 830 nm und einschließlich 920 nm, besonders bevorzugt zwischen

einschließlich 830 nm und einschließlich 860 nm.

In einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der

Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers verlaufenden vertikalen Richtung erstreckt sich der Halbleiterkörper beispielsweise zwischen einer Strahlungsaustrittsfläche und einer der Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden

Rückseite. Beispielsweise weist das Strahlungsemittierende Halbleiterbauelement einen Träger auf, auf dem der

Halbleiterkörper angeordnet ist.

Beispielsweise weist der Halbleiterkörper einen ersten

Halbleiterbereich auf, der sich zwischen der

Strahlungsaustrittsfläche und dem aktiven Bereich erstreckt. Weiterhin weist der Halbleiterkörper beispielsweise einen zweiten Halbleiterbereich auf, der sich zwischen dem aktiven Bereich und der Rückseite erstreckt. Der erste

Halbleiterbereich und der zweite Halbleiterbereich sind zweckmäßigerweise zumindest in dem an den aktiven Bereich angrenzenden Bereich bezüglich des Leitungstyps voneinander verschieden, sodass sich der aktive Bereich in einem pn- Übergang befindet. Beispielsweise ist der erste Halbleiterbereich zumindest bereichsweise n-leitend und der zweite Halbleiterbereich zumindest bereichsweise p-leitend oder umgekehrt. Der erste Halbleiterbereich und der zweite Halbleiterbereich sind insbesondere frei von einem aktiven Bereich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist der

Halbleiterkörper einen Absorptionsbereich auf. Der

Absorptionsbereich ist also Teil des Halbleiterkörpers.

Insbesondere befindet sich zwischen dem Absorptionsbereich und dem aktiven Bereich ausschließlich Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers. Der Absorptionsbereich ist insbesondere dafür vorgesehen, einen kurzwelligen Strahlungsanteil mit einer Grenzwellenlänge, die kleiner ist als die Peak-

Wellenlänge der vom aktiven Bereich emittierten Strahlung, zumindest teilweise zu absorbieren.

Strahlung mit einer Wellenlänge, die kleiner oder gleich der Grenzwellenlänge ist, wird also zumindest teilweise

absorbiert. Der Absorptionsbereich ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass der Absorptionskoeffizient für

Strahlung mit der Peak-Wellenlänge höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 20 %, am meisten bevorzugt 10 %, des

Absorptionskoeffizienten für Strahlung mit der

Grenzwellenlänge beträgt.

Ein Abstand zwischen der Grenzwellenlänge und der Peak- Wellenlänge beträgt beispielsweise mindestens 20 nm und höchstens 100 nm.

In mindestens einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einer

Halbleiterschichtenfolge auf, wobei die

Halbleiterschichtenfolge einen zur Erzeugung von Strahlung mit einer Peak-Wellenlänge im nahen infraroten

Spektralbereich vorgesehenen aktiven Bereich und einen

Absorptionsbereich aufweist, wobei der Absorptionsbereich einen kurzwelligen Strahlungsanteil mit einer

Grenzwellenlänge, die kleiner ist als die Peak-Wellenlänge, zumindest teilweise absorbiert.

Das Strahlungsemittierende Halbleiterbauelement weist also einen in den Halbleiterkörper integrierten Absorptionsbereich auf, der einen kurzwelligen, insbesondere für das menschliche Auge sichtbaren Strahlungsanteil zumindest teilweise

absorbiert. Ein unerwünschter Strahlungsanteil im sichtbaren Spektralbereich wird also mittels des Absorptionsbereichs zumindest so weit unterdrückt, dass dieser vom menschlichen Auge nicht mehr wahrnehmbar ist. Mittels eines derartigen Absorptionsbereichs kann auch bei einer Peak-Wellenlänge, die vergleichsweise nahe an der Wahrnehmungsgrenze des

menschlichen Auges liegt, beispielsweise eine Peak- Wellenlänge von 850 nm, vermieden werden, dass das

menschliche Auge kurzwellige Strahlungsanteile wahrnehmen kann. Das Strahlungsemittierende Halbleiterbauelement kann also vergleichsweise einfach detektierbare Strahlung, beispielsweise mittels eines konventionellen Silizium- Detektors detektierbare Strahlung zur Verfügung stellen, ohne dass störende Strahlungsanteile im sichtbaren Spektralbereich auftreten. Auf außerhalb des Halbleiterkörpers aufgebrachte Filterelemente oder Filterschichten zur Unterdrückung solcher sichtbarer Spektralanteile kann verzichtet werden.

Insbesondere kann der Absorptionsbereich bereits bei der beispielsweise epitaktischen Abscheidung der

Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers ausgebildet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist der Absorptionsbereich für

Strahlung mit der Grenzwellenlänge einen

Absorptionskoeffizienten von mindestens 5.000/cm auf,

bevorzugt von mindestens 10.000/cm. Bei einem

Absorptionskoeffizienten von 10.000/cm bewirkt beispielsweise eine Schicht mit einer Dicke von 100 nm bei einer einfachen senkrechten Durchquerung eine Auslöschung von 10 % der auftreffenden Strahlung. Aufgrund des vergleichsweise hohen Brechungsindizes von Halbleitermaterial durchläuft die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung typischerweise mehrfach den Halbleiterkörper und damit auch den Absorptionsbereich, bevor die Strahlung aus dem Halbleiterkörper austritt. Durch einen in den Halbleiterkörper integrierten Absorptionsbereich kann also bereits bei einer sehr geringen Dicke von

beispielsweise 100 nm eine effiziente Absorption des

unerwünschten Strahlungsanteils im sichtbaren Spektralbereich erfolgen, ohne dass hierbei die Strahlung mit der Peak- Wellenlänge signifikant beeinträchtigt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist die Grenzwellenlänge kleiner oder gleich 820 nm. Je größer die Grenzwellenlänge ist, desto geringer ist die Gefahr, dass das menschliche Auge

kurzwellige Strahlungsanteile der vom aktiven Bereich

emittierten Strahlung wahrnehmen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist der

Absorptionsbereich zumindest eine Schicht auf, deren Dotierkonzentration höchstens halb so hoch ist wie eine

Dotierkonzentration eines zwischen dem Absorptionsbereich und dem aktiven Bereich angeordneten Halbleitermaterials. Je niedriger die Dotierkonzentration, desto steiler kann die Absorptionskante, also der Übergang zwischen dem

Wellenlängenbereich, in dem Strahlung absorbiert wird, und dem Wellenlängenbereich, in dem Strahlung transmittiert wird, sein . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements ist der

Absorptionsbereich nominell undotiert. Ein derartiger

Absorptionsbereich kann sich durch eine besonders steile Absorptionskante auszeichnen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist das

Halbleiterbauelement einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt zur externen elektrischen Kontaktierung des

Halbleiterbauelements auf. Beispielsweise ist der erste

Kontakt zur elektrischen Kontaktierung des ersten

Halbleiterbereichs und der zweite Kontakt zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Halbleiterbereichs vorgesehen, sodass Ladungsträger durch den ersten Halbleiterbereich beziehungsweise den zweiten Halbleiterbereich von

unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren können . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements ist der Absorptionsbereich außerhalb eines durch den aktiven Bereich verlaufenden Strompfads zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt angeordnet. Mit anderen Worten erfolgt die

Ladungsträgerinjektion unter Umgehung des

Absorptionsbereichs. Der Absorptionsbereich selbst kann deshalb auch eine vergleichsweise geringe elektrische

Leitfähigkeit aufweisen und beispielsweise nominell undotiert sein .

Beispielsweise weist der Absorptionsbereich zumindest eine Aussparung auf, in der eine zwischen dem Absorptionsbereich und dem aktiven Bereich angeordnete Halbleiterschicht an den ersten Kontakt oder den zweiten Kontakt angrenzt. Der

Absorptionsbereich bedeckt also die zwischen dem aktiven Bereich und dem Absorptionsbereich angeordnete

Halbleiterschicht nur bereichsweise. Beispielsweise kann die Aussparung den Absorptionsbereich rahmenartig umlaufen.

Alternativ oder ergänzend kann der Absorptionsbereich eine Aussparung aufweisen, die in lateraler Richtung entlang des gesamten Umfangs der Aussparung vom Material des

Absorptionsbereichs umgeben ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements ist der

Absorptionsbereich in einem durch den aktiven Bereich

verlaufenden Strompfad zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt angeordnet. Zumindest ein Ladungsträgertyp wird also im Betrieb durch den Absorptionsbereich hindurch in den aktiven Bereich injiziert. In diesem Fall ist der

Absorptionsbereich zweckmäßigerweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Insbesondere weist der Absorptionsbereich denselben Leitungstyp auf wie das an den Absorptionsbereich angrenzende Halbleitermaterial. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements basiert der Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich, auf einem arsenidischen Verbindungs-Halbleitermaterial .

„Auf arsenidischem Verbindungs-Halbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die aktive

Epitaxie-Schichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein Arsen- I I I /V-Verbindungs-Halbleitermaterial , vorzugsweise Al _n Ga _m Ini- _n - _m As umfasst, wobei 0 < n < 1, 0 < m < 1 und

n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die

charakteristischen physikalischen Eigenschaften des Al _n Ga _m Ini_ _n - _m As-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, As) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.

Mit diesem Materialsystem kann Strahlung mit einer Peak- Wellenlänge im nahen infraroten Spektralbereich auf einfache und zuverlässige Weise mit einer hohen Quanteneffizienz erzeugt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements basiert der Absorptionsbereich auf arsenidischem Verbindungs-Halbleitermaterial. Beispielsweise enthält der Absorptionsbereich Al _x Gai- _x As mit 0,01 -S x -S 0,1. Je größer der Aluminium-Gehalt, desto größer ist die

Bandlücke und desto kleiner ist folglich die der Bandlücke entsprechende Grenzwellenlänge der absorbierten Strahlung. Insbesondere enthält der Absorptionsbereich einen Al-Gehalt zwischen einschließlich 0,03 und einschließlich 0,07. Bei einem Aluminium-Gehalt von 0,07 beträgt die Bandlücke etwa 1,51 eV, was einer Grenzwellenlänge von 820 nm entspricht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements weist der

Absorptionsbereich eine Quantenstruktur mit zumindest einer Quantenschicht auf.

Die Bezeichnung Quantenstruktur umfasst im Rahmen der

Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der

Ladungsträger durch Einschluss ( "confinement " ) eine

Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können.

Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantenstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentöpfe, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen. Im Absorptionsbereich durch Strahlungsabsorption generierte

Ladungsträgerpaare können von der Quantenstruktur eingefangen werden und in der Quantenschicht Strahlung emittieren, deren Peak-Wellenlänge kleiner ist als die Wellenlänge der

absorbierten Strahlung. Dadurch wird die Gefahr vermindert, dass eine Rekombination von im aktiven Bereich durch

Strahlungsabsorption erzeugten Elektron-Lochpaaren eine

Emission von Strahlung im sichtbaren Spektralbereich bewirkt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements ist der

Absorptionsbereich zwischen dem aktiven Bereich und der

Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers angeordnet. Im aktiven Bereich erzeugte Strahlung muss also zumindest einmal den Absorptionsbereich durchqueren, bevor sie auf Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers auftreffen kann . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements ist das

Halbleiterbauelement als ein Dünnfilm-Halbleiterchip

ausgebildet, bei dem der Halbleiterkörper mittels einer Stoffschlüssigen Verbindung an einem Träger befestigt ist und ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge des

Halbleiterkörpers entfernt ist. Beispielsweise ist zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper eine insbesondere

metallische Spiegelschicht angeordnet. Die Spiegelschicht weist zweckmäßigerweise für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung eine hohe Reflektivität , beispielsweise eine

Reflektivität von mindestens 60 % für die Strahlung mit der Peak-Wellenlänge auf. Beispielsweise zeichnet sich Gold durch eine hohe Reflektivität im infraroten Spektralbereich aus. Bei einem Dünnfilm-Halbleiterchip ist insbesondere der seitlich austretende Strahlungsanteil zugunsten eines erhöhten durch die Strahlungsaustrittsfläche verlaufenden Strahlungsanteils verringert.

Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der

Ausführungsbeispiele in den Figuren.

Es zeigen: die Figuren 1 bis 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement in

schematischer Schnittansicht. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als

maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß

dargestellt sein.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für ein

Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement gezeigt. Das Halbleiterbauelement 1 umfasst einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge 2. Der Halbleiterkörper 2 erstreckt sich in einer senkrecht zu einer

Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten des

Halbleiterkörpers verlaufenden vertikalen Richtung zwischen einer Strahlungsaustrittsfläche 201 und einer der

Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden Rückseite 202. Zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und der Rückseite weist der Halbleiterkörper ausschließlich Halbleitermaterial, insbesondere epitaktisch abgeschiedenes Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge auf. Der Halbleiterkörper 2 umfasst weiterhin einen zur Erzeugung von Strahlung im nahen Infrarot vorgesehenen aktiven Bereich 20. Der aktive Bereich 20 ist vorzugsweise zur Erzeugung von Strahlung mit einer Peak-Wellenlänge zwischen einschließlich 830 nm und 920 nm, besonders bevorzugt zwischen

einschließlich 830 nm und 870 nm, beispielsweise 850 nm, vorgesehen. Beispielsweise enthält der aktive Bereich 20 eine Mehrfachquantentopfstruktur (multi quantum well, MQW) , die auf arsenidischem Verbindungs-Halbleitermaterial basiert. Zwischen dem aktiven Bereich 20 und der

Strahlungsaustrittsfläche 201 erstreckt sich ein erster

Halbleiterbereich 21. Zwischen dem aktiven Bereich 20 und der Rückseite 202 erstreckt sich ein zweiter Halbleiterbereich 22. Der erste Halbleiterbereich und der zweite

Halbleiterbereich sind bezüglich des Leitungstyps zumindest auf der an den aktiven Bereich 20 angrenzenden Seite

voneinander verschieden, sodass sich der aktive Bereich 20 in einem pn-Übergang befindet. Der Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge 2 umfasst weiterhin einen

Absorptionsbereich 3. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Absorptionsbereich 3 im ersten Halbleiterbereich 21 ausgebildet. Der Absorptionsbereich ist also zwischen der Vorderseite und dem aktiven Bereich 20 angeordnet.

Der Absorptionsbereich 3 ist dafür vorgesehen, einen

kurzwelligen Strahlungsanteil der vom aktiven Bereich

erzeugten Strahlung, also Strahlung, die eine kleinere

Wellenlänge aufweist als eine Grenzwellenlänge, zumindest teilweise zu absorbieren. Der Absorptionsbereich 3 bestimmt also die kurzwellige Flanke des Emissionsspektrums des

Halbleiterbauelements 1.

Die Grenzwellenlänge liegt vorzugsweise zwischen

einschließlich 800 nm und einschließlich 820 nm. Vorzugsweise ist die Grenzwellenlänge um mindestens 20 nm, besonders bevorzugt um mindestens 30 nm kleiner als die Peak- Wellenlänge der im aktiven Bereich 20 erzeugten Strahlung. Je größer der Unterschied zwischen der Grenzwellenlänge und der Peak-Wellenlänge ist, desto geringer ist die Gefahr, dass von dem Absorptionsbereich 3 auch ein an sich gewünschter

Strahlungsanteil absorbiert wird. Das Halbleiterbauelement umfasst weiterhin einen ersten

Kontakt 51 zur externen elektrischen Kontaktierung des ersten Halbleiterbereichs 21 und einen zweiten Kontakt zur externen elektrischen Kontaktierung des zweiten Halbleiterbereichs 22.

Der Absorptionsbereich 3 ist in dem gezeigten

Ausführungsbeispiel zwischen einer Anschlussschicht 210 des ersten Halbleiterbereichs 21 und einer Halbleiterschicht 211 des ersten Halbleiterbereichs angeordnet.

Die Anschlussschicht 210 ist stark dotiert, beispielsweise mit einer Dotierkonzentration von mindestens 1 x 10 ¹⁸ cm ^-3 . Die Herstellung eines ohmschen Kontakts zum ersten Kontakt 51 ist dadurch vereinfacht.

Der Absorptionsbereich 3 weist vorzugsweise eine geringere Dotierkonzentration auf als die Anschlussschicht 210 und als die Halbleiterschicht 211. Vorzugsweise ist die

Dotierkonzentration des Absorptionsbereichs höchstens halb so hoch wie die Dotierkonzentration der Anschlussschicht.

Besonders bevorzugt beträgt die Dotierkonzentration des

Absorptionsbereichs höchstens 20 %, am meisten bevorzugt höchstens 10 % der Dotierkonzentration der Anschlussschicht. Je geringer die Dotierkonzentration ist, desto steiler kann die Absorptionskante im Bereich der Grenzwellenlänge sein.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich der

Absorptionsbereich 3 in einem elektrischen Strompfad zwischen dem ersten Kontakt 51 und dem zweiten Kontakt 52, die jeweils zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements 1 vorgesehen sind. Ein sich im Strompfad befindlicher

Absorptionsbereich ist zweckmäßigerweise mit demselben

Ladungstyp dotiert wie das angrenzende Halbleitermaterial, beispielsweise das Halbleitermaterial des ersten Halbleiterbereichs 21. Die Dotierkonzentration des

Absorptionsbereichs 3 ist deshalb insbesondere so hoch, dass der elektrische Widerstand des Absorptionsbereichs die

Ladungsträgerinjektion in den aktiven Bereich 20 nicht behindert .

Das Halbleiterbauelement 1 ist als ein Halbleiterchip

ausgebildet, insbesondere als ein Dünnfilm-Halbleiterchip. Der Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge 2 ist auf einem von einem Aufwachssubstrat verschiedenen Träger 4 angeordnet und mittels einer Verbindungsschicht 42 mechanisch und insbesondere auch elektrisch leitend verbunden. Zwischen dem Halbleiterkörper mit der

Halbleiterschichtenfolge 2 und dem Träger 4 ist eine

Spiegelschicht 41 angeordnet, die dafür vorgesehen ist, vom aktiven Bereich in Richtung des Träger 4 abgestrahlte

Strahlung in Richtung der Strahlungsaustrittsfläche 201 umzulenken. Bei einem Dünnfilm-Halbleiterchip bildet die dem Träger abgewandte Strahlungsaustrittsfläche eine Haupt- Strahlungsaustrittsfläche, durch die mindestens 50 % der im Betrieb erzeugten Strahlung austritt. Der Absorptionsbereich 3 befindet sich zwischen der Strahlungsaustrittsfläche 201 und dem aktiven Bereich 20, sodass die Strahlung mindestens einmal durch den Absorptionsbereich 3 hindurchtreten muss, bevor diese aus der Strahlungsaustrittsfläche 201 austreten kann . Aufgrund des vergleichsweise großen Brechungsindizes von arsenidischem Verbindungs-Halbleitermaterial ist der

Brechungsindexsprung an der Strahlungsaustrittsfläche 201 zur Umgebung, beispielsweise Luft oder ein angrenzendes Verkapselungsmaterial , so groß, dass ein erheblicher

Strahlungsanteil an der Strahlungsaustrittsfläche 201 totalreflektiert wird und folglich mehrfach den

Absorptionsbereich 3 durchquert, bevor die Strahlung aus dem Halbleiterbauelement 1 austritt. Dadurch wird bereits bei einem vergleichsweise dünnen Absorptionsbereich 3 insgesamt eine starke Schwächung des kurzwelligen Strahlungsanteils erzielt. Beispielsweise weist AlGaAs für Strahlung, deren Wellenlänge der Bandlücke entspricht, einen

Absorptionskoeffizienten von etwa 10.000/cm auf. Folglich wird bereits bei einer Dicke von 100 nm des

Absorptionsbereichs bei senkrechtem Strahlungsdurchtritt mindestens 10 % der auf den Absorptionsbereich auftreffenden Strahlung absorbiert. Selbstverständlich kann die Dicke des Absorptionsbereichs auch von 100 nm abweichen. Beispielsweise beträgt die Dicke des Absorptionsbereichs zwischen

einschließlich 50 nm und einschließlich 500 nm.

Der Absorptionsbereich 3 enthält ein III-Verbindungs- Halbleitermaterial, insbesondere arsenidisches Verbindungs- Halbleitermaterial , das bezüglich der Bandlücke so

ausgebildet ist, dass die Grenzwellenlänge der Bandlücke entspricht. Beispielsweise weist Alo, cnGao, ₉₃ AS eine Bandlücke auf, die einer Wellenlänge von 820 nm entspricht. Strahlung mit einer Wellenlänge von kleiner als 820 nm wird also effizient absorbiert, während Strahlung mit einer größeren Wellenlänge transmittiert wird.

Vorzugsweise beträgt der Aluminium-Gehalt zumindest in einer Schicht des Absorptionsbereichs zwischen einschließlich 0,03 und einschließlich 0,07. Mit dem in den Halbleiterkörper integrierten

Absorptionsbereich kann also bereits bei der epitaktischen Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge für den

Halbleiterkörper erzielt werden, dass auch ein

Halbleiterbauelement mit einer vergleichsweise kurzen

Wellenlänge im nahen Infrarot, beispielsweise mit einer

Wellenlänge von 850 nm, keine Strahlung oder zumindest nur einen erheblich reduzierten Strahlungsanteil im sichtbaren Spektralbereich emittiert.

Auf zusätzliche, dem Halbleiterbauelement nachgeordnete

Filterelemente zur Unterdrückung dieses kurzwelligen

Strahlungsanteils kann verzichtet werden. Weiterhin muss die Peak-Wellenlänge nicht zu größeren Wellenlängen,

beispielsweise Wellenlängen über 900 nm, hin verschoben werden, sodass die Strahlung mit der Peak-Wellenlänge

effizient mit konventionellen Silizium-Detektoren empfangen werden kann. Selbstverständlich eignet sich ein in den Halbleiterchip, insbesondere in den Halbleiterkörper, integrierter

Absorptionsbereich 3 auch für Halbleiterchips, die nicht als Dünnfilm-Halbleiterchips ausgebildet sind. In diesem Fall kann der Träger 4 das Aufwachssubstrat sein. Eine

Verbindungsschicht zwischen dem Träger und dem

Halbleiterkörper mit der Halbleiterschichtenfolge 2 ist in diesem Fall nicht erforderlich. Die Spiegelschicht 41 kann weggelassen werden oder mittels eines in den Halbleiterkörper 2 integrierten Bragg-Spiegels gebildet sein.

Auch die Anordnung des ersten Kontakts 51 und des zweiten Kontakts 52 ist in weiten Grenzen wählbar, solange durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen diesen Kontakten Ladungsträger von unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich 20 injiziert werden und dort unter Emission von

Strahlung rekombinieren können. Das in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen ersten

Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der

Absorptionsbereich 3 außerhalb eines Strompfads angeordnet, der zwischen dem ersten Kontakt 51 und dem zweiten Kontakt 52 durch den aktiven Bereich 20 verläuft. In diesem Fall kann der Absorptionsbereich 3 also unabhängig von seinen

elektrischen Eigenschaften ausgebildet werden und

insbesondere auch nominell undotiert oder zumindest nur schwach dotiert, beispielsweise mit einer Dotierkonzentration von höchstens 1 x 10 ¹⁶ cm ^-3 , ausgebildet sein. Eine besonders steile Absorptionskante im Bereich der Grenzwellenlänge kann so vereinfacht erzielt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der

Absorptionsbereich 3 die Strahlungsaustrittsfläche 201.

Zwischen dem Absorptionsbereich 3 und dem aktiven Bereich 20 ist der erste Halbleiterbereich 21 angeordnet. Der erste Halbleiterbereich 21 ist mittels einer Aussparung 35 im

Absorptionsbereich 3 für den ersten Kontakt 51 zugänglich. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aussparung eine rahmenförmig oder ringförmig um den Absorptionsbereich 3 verlaufende Aussparung. Davon abweichend kann die Aussparung aber auch in lateraler Richtung entlang des gesamten Umfangs von Material des Absorptionsbereichs 3 umgeben und

beispielsweise in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 mittig angeordnet sein. Die Ausgestaltung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel erfordert gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel zwar einen zusätzlichen Herstellungsschritt, um den ersten

Halbleiterbereich 21 bereichsweise freizulegen, etwa mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens. Da der

Absorptionsbereich 3 jedoch außerhalb des Strompfads liegt, kann dieser auch mit undotiertem oder zumindest nur niedrig dotiertem Halbleitermaterial und/mit einer vergleichsweise großen Dicke ausgebildet sein, ohne die elektrischen

Eigenschaften des Halbleiterbauelements zu beeinträchtigen. Durch einen solchen schwach dotierten Absorptionsbereich 3 kann eine besonders steile Absorptionskante ausgebildet werden, sodass einerseits Strahlung mit der Peak-Wellenlänge nicht absorbiert und Strahlung, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden könnte, mit einer hohen Effizienz

absorbiert wird.

Das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist der Absorptionsbereich 3 eine Quantenstruktur 30 auf. Die Quantenstruktur weist exemplarisch zwei

Quantenschichten 31 auf, die zwischen Barriereschichten 32 angeordnet sind. Die Anzahl der Quantenschichten ist jedoch in weiten Grenzen variierbar und kann beispielsweise zwischen einschließlich 1 und einschließlich 30 betragen. Durch

Absorption der vom aktiven Bereich 20 im Betrieb erzeugten Strahlung im Absorptionsbereich 3 generierte Elektron-Loch- Paare können in den Quantenschichten 31 eingefangen werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Die so re-emittierte Strahlung weist eine größere Wellenlänge auf als die im Absorptionsbereich 3, insbesondere in den

Barriereschichten 32 des Absorptionsbereichs 3, absorbierte Strahlung, sodass dieser Strahlungsanteil für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist und folglich nicht störend wirkt, selbst wenn er aus dem Halbleiterbauelement 1 austritt. Eine solche Quantenstruktur 30 kann selbstverständlich auch in dem im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen ersten

Ausführungsbeispiel im Absorptionsbereich 3 Anwendung finden.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 112 740.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist.