Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur

Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.

Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen

optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der eine hohe Lichtauskoppeleffizienz aufweist .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst dieser eine Halbleiterschichtenfolge mit mindestens einer aktiven Schicht zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung. Die Halbleiterschichtenfolge weist eine Lichtaustrittsseite auf. Die Lichtaustrittsseite ist insbesondere durch eine ebene Grenzfläche der

Halbleiterschichtenfolge gebildet, die sich an einer einem Träger abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge

befindet und die bevorzugt senkrecht zu einer

Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge orientiert ist .

Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III- V-Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m N oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m P oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m As, wobei jeweils 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n + m ^ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also AI, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können .

Die Halbleiterschichtenfolge umfasst zumindest eine aktive Schicht, die zur Erzeugung einer elektromagnetischen

Strahlung eingerichtet ist. Die aktive Schicht beinhaltet insbesondere wenigstens einen pn-Übergang und/oder mindestens eine Quantentopfstruktur . Eine von der aktiven Schicht im Betrieb erzeugte Strahlung liegt insbesondere im

Spektralbereich zwischen einschließlich 400 nm und 1050 nm oder zwischen einschließlich 430 nm und 650 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Halbleiterchip eine Lichtauskoppelschicht auf. Die

Lichtauskoppelschicht ist mittelbar oder, bevorzugt,

unmittelbar an der Lichtaustrittsseite der

Halbleiterschichtenfolge angebracht. Die

Lichtauskoppelschicht ist dazu eingerichtet, eine

Auskoppeleffizienz von in der aktiven Schicht im Betrieb des Halbleiterchips erzeugter Strahlung aus der

Halbleiterschichtenfolge sowie aus dem Halbleiterchip heraus zu erhöhen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips umfasst die Lichtauskoppelschicht Nano-Kristalle oder besteht aus Nano-Kristallen . Die Lichtauskoppelschicht und/oder die Nano-Kristalle sind aus einem Material geformt oder bestehen aus einem solchen Material, das für die in der aktiven

Schicht erzeugte Strahlung einen Brechungsindex von mindestens 1,5 oder von mindestens 2,0 oder von mindestens 2,5 aufweist. Mit anderen Worten sind die

Lichtauskoppelschicht und/oder die Nano-Kristalle aus einem optisch hoch brechenden Material gebildet.

In der Druckschrift US 2011/0215295 AI sind Nano-Kristalle angegeben. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird durch Rückbezug aufgenommen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weicht der

Brechungsindex des Materials der Lichtauskoppelschicht und/oder der Nano-Kristalle von einem mittleren

Brechungsindex der Halbleiterschichtenfolge um höchstens 1,5 oder um höchstens 0,5 oder um höchstens 0,25 ab. Mit anderen Worten sind dann die Brechungsindizes des Materials der

Lichtauskoppelschicht und/oder der Nano-Kristalle sowie der Halbleiterschichtenfolge ähnlich zueinander.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Nano-Kristalle strahlungsinaktiv. Mit anderen Worten sind die Nano-Kristalle dann nicht dazu eingerichtet, im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips

elektromagnetische Strahlung zu erzeugen oder eine in der aktiven Schicht erzeugte Strahlung in eine Strahlung einer anderen Wellenlänge umzuwandeln. Insbesondere sind die Nano- Kristalle frei von einem aktiven Bereich zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung und/oder frei von einem

Konversionsmittel zur Wellenlängenkonversion. In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen

Halbleiterchips umfasst dieser eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht zur Erzeugung einer

elektromagnetischen Strahlung. Die Halbleiterschichtenfolge weist eine Lichtaustrittsseite auf, an der eine

Lichtauskoppelschicht angebracht ist. Die

Lichtauskoppelschicht umfasst strahlungsinaktive Nano- Kristalle aus einem für die erzeugte Strahlung durchlässigen Material oder besteht hieraus. Ein Brechungsindex des

Materials der Lichtauskoppelschicht und/oder der Nano- Kristalle beträgt für die in der aktiven Schicht erzeugte Strahlung mindestens 1,5 oder mindestens 2,0 oder mindestens 2,2.

Halbleitermaterialien etwa für Leuchtdioden wie AlInGaN oder InGaAlP weisen vergleichsweise hohe Brechungsindizes auf. Hierdurch wird Licht an einer Grenzfläche der

Halbleiterschichtenfolge zu einem großen Anteil aufgrund von Totalreflexion zurück in Richtung in die

Halbleiterschichtenfolge hinein reflektiert. Hierdurch kann eine Effizienz deutlich reduziert sein, da

Absorptionsverluste in der Halbleiterschichtenfolge und/oder an elektrischen Kontakten auftreten können.

Eine Möglichkeit, eine Lichtauskoppeleffizienz zu steigern, besteht darin, eine Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge zu strukturieren, insbesondere mit einer Aufrauung zu

versehen. Solche Aufrauungen können nasschemisch erzeugt werden und/oder photolithographisch durch eine

Maskierungstechnik und durch anschließendes Ätzen. Durch das Erzeugen der Aufrauung ist jedoch eine dickere

Halbleiterschichtenfolge erforderlich, was Wachstumszeiten für die Halbleiterschichtenfolge erhöht. Durch das Aufbringen der Nano-Kristalle der Lichtauskoppelschicht ist eine hohe Lichtauskoppeleffizienz erzielbar, bei einer gleichzeitig vergleichsweise dünnen zu wachsenden

Halbleiterschichtenfolge . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist das Material der Lichtauskoppelschicht und/oder der Nano- Kristalle von einem Material der Halbleiterschichtenfolge verschieden. Insbesondere basieren die Lichtauskoppelschicht sowie die Halbleiterschichtenfolge auf unterschiedlichen Materialsystemen. Es können wesentliche Materialbestandteile der Halbleiterschichtenfolge und der Lichtauskoppelschicht voneinander verschieden sein. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Material der Nano-Kristalle nicht um ein

Halbleitermaterial wie GaN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist mindestens ein Teil der Nano-Kristalle oder sind alle Nano- Kristalle nadeiförmig ausgebildet. Das kann bedeuten, dass die Nano-Kristalle eine langgestreckte Form aufweisen. Die Nano-Kristalle können zylinderähnliche Gebilde sein, wobei zylinderähnlich jedoch nicht ausschließt, dass ein

Querschnitt der Nano-Kristalle von einer runden Form oder von einer Kreisform abweicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Halbleiterschichtenfolge liegt ein Bedeckungsgrad der Nano- Kristalle, bezogen auf eine Fläche der Lichtaustrittsseite, bei mindestens 40 % oder bei mindestens 55 % oder bei mindestens 60 %. Alternativ oder zusätzlich liegt der

Bedeckungsgrad bei höchstens 90 % oder bei höchstens 80 % oder bei höchstens 75 %. Der Bedeckungsgrad ist hierbei zu bestimmen an einem der Lichtaustrittsseite nächstgelegenen Bereich der Lichtauskoppelschicht und/oder der Nano- Kristalle. Mit anderen Worten bezeichnet der Bedeckungsgrad insbesondere einen Flächenanteil der Lichtaustrittsseite, der von den Nano-Kristallen unmittelbar bewachsen ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist mindestens ein Teil der Nano-Kristalle oder sind alle Nano- Kristalle pyramidenförmig ausgebildet. Pyramidenförmig schließt hierbei kegelförmig mit ein. Insbesondere weisen die Nano-Kristalle dann eine Spitze auf, die in Richtung weg von der Lichtaustrittsseite weist. Es ist möglich, dass die

Spitze der Nano-Kristalle atomar spitz ist. Bevorzugt beträgt eine Fläche an der Spitze, die auch abgeplattet und parallel zur Lichtaustrittsseite orientiert sein kann, höchstens

400 nm^ oder höchstens 5000 nm^ oder höchstens 40000 nm^ .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der

Bedeckungsgrad der Lichtaustrittsseite mit den Nano- Kristallen bei mindestens 70 % oder bei mindestens 80 % oder bei mindestens 85 %. Bevorzugt liegt der Bedeckungsgrad bei mindestens 90 % oder bei mindestens 95 %. Besonders bevorzugt ist die gesamt Lichtaustrittsseite von den Nano-Kristallen bedeckt. Dies gilt insbesondere, falls die Nano-Kristalle pyramidenförmig gewachsen sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die Nano-Kristalle einen mittleren Durchmesser von mindestens 50 nm oder von mindestens 100 nm oder von

mindestens 150 nm oder von mindestens 200 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt der mittlere Durchmesser bei höchstens 1 μιη oder bei höchstens 500 nm oder bei höchstens 300 nm. Eine Standardabweichung des mittleren Durchmessers beträgt bevorzugt höchstens 30 nm oder höchstens 15 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Nano- Kristalle eine durchschnittliche Länge von mindestens 300 nm oder von mindestens 500 nm oder von mindestens 1 μιη auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die durchschnittliche Länge höchstens 4 μιη oder höchstens 2 μιη oder höchstens 1,5 μιη. Eine Standardabweichung der durchschnittlichen Länge liegt zum Beispiel bei höchstens 100 nm oder bei höchstens 50 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Nano-Kristalle stellenweise oder über die gesamte Lichtaustrittsseite hinweg unmittelbar auf der

Halbleiterschichtenfolge angebracht. Mit anderen Worten steht dann ein Material der Nano-Kristalle wenigstens stellenweise in unmittelbarem, physischem Kontakt mit einem Material der Halbleiterschichtenfolge .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist auf der Lichtaustrittsseite stellenweise oder ganzflächig eine Keimschicht angebracht. Die Keimschicht ist dazu

eingerichtet, dass darauf die Nano-Kristalle insbesondere in einer regelmäßigen, dichten Anordnung anwachsen. Bevorzugt befindet sich die Keimschicht unmittelbar auf der

Lichtaustrittsseite und somit in physischem Kontakt mit der Halbleiterschichtenfolge. Die Nano-Kristalle befinden sich weiterhin bevorzugt unmittelbar an einer der

Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Keimschicht und stehen in physischem Kontakt mit dieser.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weist die Keimschicht eine Dicke von höchstens 200 nm oder von höchstens 50 nm oder von höchstens 20 nm oder von

höchstens 10 nm oder von höchstens 5 nm auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke der Keimschicht mindestens zwei Monolagen oder mindestens 1 nm oder mindestens 2 nm oder mindestens 5 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist die Keimschicht eine metallische Schicht. Beispielsweise ist die Keimschicht durch eine dünne Goldschicht oder durch eine dünne Schicht aus einer Goldlegierung gebildet. Die

Keimschicht ist durchlässig für eine in der aktiven Schicht erzeugte Strahlung und absorbiert und/oder reflektiert diese Strahlung bevorzugt zu höchstens 10 % oder zu höchstens 5 %.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist die Keimschicht durch eine Schicht eines Metalloxids

gebildet, bevorzugt ZnO oder auch 1O2 · Die Keimschicht weist dann insbesondere eine Dicke zwischen einschließlich 30 nm und 200 nm auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Keimschicht durch voneinander separierte, nicht zusammenhängende

Materialinseln gebildet. Die Inseln weisen bevorzugt einen mittleren Durchmesser auf, den auch die darauf zu wachsenden Nano-Kristalle aufzeigen. Solche Inseln können zum Beispiel gebildet sein aus Gold, ZnO, InGaN oder AlGaN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind Längsachsen der Nano-Kristalle senkrecht oder im

Wesentlichen senkrecht zur Lichtaustrittsseite orientiert. Das heißt, mindestens ein Teil der Nano-Kristalle oder im Wesentlichen alle Nano-Kristalle weisen in eine Richtung weg von der Lichtaustrittsseite. Eine Standardabweichung eines Winkels der Längsachsen der Nano-Kristalle zur

Lichtaustrittsseite, bezogen auf ein Lot, beträgt bevorzugt höchstens 25° oder höchstens 15° oder höchstens 5°. Mit anderen Worten sind dann nahezu alle Nano-Kristalle im

Wesentlichen senkrecht zur Lichtaustrittsseite orientiert. Die Längsachse kann parallel zu einer Hauptwachstumsrichtung der Nano-Kristalle orientiert sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips beträgt die Standardabweichung des Winkels zwischen den

Längsachsen und dem Lot der Lichtaustrittsseite mindestens 5° oder mindestens 10° oder mindestens 20°. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Standardabweichung höchstens 35° oder höchstens 25° oder höchstens 20°. Mit anderen Worten weisen die Nano-Kristalle dann, bezogen auf ihre Längsachsen, eine große Winkelverteilung auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Nano-Kristalle mit einem oder mehreren der

nachfolgend genannten Materialien geformt oder bestehen aus einem oder mehreren der nachfolgend genannten Materialien: ZnO, ZrC>2, 1O2, AI2O3, ZnS, ZnSe, TiO _x N]__ _x , a2Ü5, BN, A1N, Sn0 ₂ . Bei den genannten Materialien für die Nano-Kristalle 40 und/oder die Lichtauskoppelschicht 4 kann es sich um reine Materialien handeln. Ebenso ist es möglich, dass den

Materialien Dotierungen hinzugefügt sind. Bevorzugt jedoch sind die Nano-Kristalle und/oder die Lichtauskoppelschicht frei von Zusatzstoffen wie Dotierungen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Lichtauskoppelschicht und/oder die Nano-Kristalle aus einem elektrisch isolierenden Material geformt. Mit anderen Worten sind die Nano-Kristalle dann nicht dazu eingerichtet, elektrischen Strom zu leiten, weder in eine Richtung parallel noch in eine Richtung senkrecht zur

Lichtaustrittsseite der Halbleiterschichtenfolge. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips befindet sich an einer der Halbleiterschichtenfolge

abgewandten Seite der Lichtauskoppelschicht eine oder mehrere Passivierungsschichten . Die Passivierungsschicht ist

bevorzugt aus einem transparenten, für die in der aktiven Schicht erzeugte Strahlung durchlässigen Material geformt, beispielsweise aus einem Siliziumoxid, einem Siliziumnitrid oder einem Siliziumoxinitrid. Bei der Passivierungsschicht handelt es sich insbesondere um eine durchgehende,

geschlossene Schicht. Die Passivierungsschicht ist dazu eingerichtet, die Lichtauskoppelschicht und/oder die Nano- Kristalle sowie die Halbleiterschichtenfolge vor äußeren Einflüssen wie Luftfeuchtigkeit oder Luftsauerstoff zu schützen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt eine mittlere Dicke der Passivierungsschicht höchstens 150 nm oder

höchstens 100 nm oder höchstens 50 nm. Bevorzugt liegt die mittlere Dicke der Passivierungsschicht, bezogen auf die geometrische Dicke der Passivierungsschicht und auf eine Vakuum-Wellenlänge der Strahlung, bei l/4n der Wellenlänge der in der aktiven Schicht erzeugten Strahlung, mit einer Toleranz von höchstens 10 % oder von höchstens 5 %. Die

Wellenlänge bezeichnet hierbei insbesondere diejenige

Wellenlänge, bei der die höchste Intensität im von der

Halbleiterschichtenfolge emittierten Strahlungsspektrum vorliegt, englisch auch also Peak wavelength bezeichnet, n bezeichnet den Brechungsindex des Materials der

Passivierungsschicht für diese Wellenlänge.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips weisen die Nano-Kristalle, in einem Querschnitt gesehen, eine hexagonale Grundform oder eine runde Grundform auf.

Insbesondere weisen die Nano-Kristalle im Querschnitt die Form eines regelmäßigen Sechsecks auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Nano-Kristalle regelmäßig über die gesamte

Lichtaustrittsseite verteilt und/oder regelmäßig angeordnet. Mit anderen Worten sind dann Dichteschwankungen der Nano- Kristalle, bezogen auf eine Anzahl von Nano-Kristallen auf eine Flächeneinheit, über die Lichtaustrittsseite hinweg vernachlässigbar und/oder die Nano-Kristalle sind, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, alle gleich ausgeformt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Nano-Kristalle an der Lichtaustrittsseite an

Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters angeordnet. Diese regelmäßige Anordnung liegt bereichsweise oder über die gesamte Lichtaustrittsseite hinweg vor. Bei dem Gitter handelt es sich bevorzugt um ein hexagonales Gitter.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips ist ein oder sind mehrere Teilbereiche der Lichtaustrittsseite frei von den Nano-Kristallen. Ebenso ist es möglich, dass in dem einen oder in den mehreren Teilbereichen weniger und/oder kleinere Nano-Kristalle und/oder Nano-Kristalle mit einer anderen Winkelverteilung vorliegen als in verbleibenden

Bereichen der Lichtaustrittsseite.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Lichtaustrittsseite einen Zentralbereich sowie einen

Randbereich auf, wobei bevorzugt der Randbereich den

Teilbereich bildet. Der Randbereich kann den Zentralbereich ringsum umlaufen, in Draufsicht gesehen. Bevorzugt ist nur in dem Zentralbereich die Keimschicht angebracht. Beispielsweise weist der Randbereich eine Breite von höchstens 5 % oder von höchstens 10 % oder von höchstens 15 % einer mittleren

Kantenlänge der Lichtaustrittsseite, in Draufsicht gesehen, auf. Der Randbereich kann sich in konstanter oder in

variierender Breite um den Zentralbereich herum erstrecken, insbesondere in Eckbereichen kann eine abweichende Breite des Zentralbereichs vorliegen. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips angegeben. Insbesondere kann mit dem Verfahren ein Halbleiterchip hergestellt werden, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für den optoelektronischen Halbleiterchip

offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Nano-Kristalle direkt auf der Halbleiterschichtenfolge oder direkt auf der Keimschicht gewachsen, in eine Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge. Es ist möglich, dass die Wachstumsrichtungen der Halbleiterschichtenfolge und der Nano-Kristalle antiparallel zueinander orientiert sind. In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Halbleiterchips selbstorganisiert gewachsen. Mit anderen Worten ist es dann nicht notwendig, dass dann eine

Vorstrukturierung einer Fläche, auf der die Nano-Kristalle aufwachsen, stattfindet. Alternativ ist es ebenso möglich, dass die Nano-Kristalle strukturiert, etwa über eine

Maskierungstechnik in Verbindung mit einer strukturierten Keimschicht, aufgewachsen werden. In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Nano-Kristalle aus einer wässrigen Lösung heraus erzeugt. Zum Wachsen der Nano-Kristalle wird dann die

Halbleiterschichtenfolge beispielsweise in eine solche wässrige Lösung getaucht. Das Wachsen der Nano-Kristalle findet bevorzugt im Waferverbund statt, also bevor ein Wafer, auf den die Halbleiterschichtenfolge gewachsen ist, zu einzelnen Halbleiterchips vereinzelt ist.

Herstellungsverfahren für solche Nano-Kristalle sind zum Beispiel in dem Artikel Ronning et al . in Physik Unserer Zeit, 1/2006 (37), Seiten 34 bis 40, und in der Druckschrift DE 10 2009 030 476 AI beschrieben, deren Offenbarungsgehalt durch Rückbezug aufgenommen wird.

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, 2, 6, 7 und 8 schematische

Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen

Halbleiterchips, und

Figuren 3 bis 5 Darstellungen von Nano-Kristallen für

hier beschriebene optoelektronische

Halbleiterchips . In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines

optoelektronischen Halbleiterchips 1 gezeigt. Auf einem

Träger 6 ist eine Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer aktiven Schicht 20 und einer dem Träger 6 abgewandten

Lichtaustrittsseite 25 angebracht. Der Träger 6 ist bevorzugt von einem Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge 2 verschieden. Die Halbleiterschichtenfolge 2 basiert

insbesondere auf InGaAlP.

Unmittelbar auf der Lichtaustrittsseite 25 ist eine

Lichtauskoppelschicht 4 mit einer Vielzahl von Nano- Kristallen 40 aufgewachsen. Die Nano-Kristalle 40 stehen in unmittelbarem, physischem Kontakt mit der

Halbleiterschichtenfolge 2. Bevorzugt sind die Nano-Kristalle 40 aus undotiertem, reinem ZnO gewachsen.

Eine mittlere Länge L der Nano-Kristalle 40 beträgt zum

Beispiel ungefähr 400 nm. Ein mittlerer Durchmesser d der Nano-Kristalle 40 liegt beispielsweise bei zirka 250 nm.

Bezüglich der Länge L und dem Durchmesser d weisen die Nano- Kristalle 40 eine vergleichsweise kleine Standardabweichung auf. Ebenso sind alle Nano-Kristalle 40 mit einer

vergleichsweise kleinen Standardabweichung senkrecht zur Lichtaustrittsseite 25 orientiert. Ferner sind die Nano- Kristalle 40 über die gesamte Lichtaustrittsseite 25 hinweg im Rahmen der Herstellungstoleranzen gleich geformt und gleichmäßig verteilt. Die Nano-Kristalle 40 können nadelartig geformt sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterchips 1 ist in Figur 2 zu sehen. Abweichend von Figur 1 sind die Nano- Kristalle 40, aus denen die Lichtauskoppelschicht 4 besteht, in Form von Sechseckpyramiden auf der

Halbleiterschichtenfolge 2 aufgewachsen. Die Spitzen der Nano-Kristalle 40 weisen von der Halbleiterschichtenfolge 2 weg. Die Nano-Kristalle 40 bedecken die Lichtaustrittsseite 25, in Draufsicht gesehen, vollständig. Im Rahmen der

Herstellungstoleranzen sind alle Nano-Kristalle 40 gleich geformt .

Optional ist es möglich, wie auch in allen anderen

Ausführungsbeispielen, dass sich unmittelbar an der

Lichtaustrittsseite 25 eine Keimschicht 3 befindet, auf der die Nano-Kristalle 30 gewachsen sind. Bei der Keimschicht 3 handelt es sich zum Beispiel um eine Goldschicht mit einer Dicke von ungefähr 5 nm.

Ein Bedeckungsgrad der Lichtaustrittsseite 25 mit den Nano- Kristallen 40, unmittelbar an der Lichtaustrittsseite 25, beträgt beispielsweise ungefähr zwei Drittel. In Figur 3 sind schematisch mögliche Formen von Nano-

Kristallen 40 gezeigt. Gemäß Figur 3A handelt es sich bei den Nano-Kristallen 40 um Vollzylinder oder um vollzylinderartige Formen. Der Begriff zylinderartig kann polygone Querschnitte wie Sechsecke mit einschließen.

In Figur 3B sind Nano-Kristalle dargestellt, die eine Hülle in Form eines Hohlzylinders 40a und einen Kernbereich 40b aufweisen, wobei der Kernbereich 40b von dem Hohlzylinder 40a ringsum umschlossen ist. Abweichend von der Darstellung gemäß Figur 3B können auch im Querschnitt polygone Nano-Kristalle vorliegen. Der Kernbereich 40b ist bevorzugt mit einem

Material gefüllt. Bei dem Material in dem Kernbereich 40b kann es sich um ein anderes Material als für den Hohlzylinder 40a handeln. Zum Beispiel ist ein Brechungsindex des

Materials in dem Kernbereich 40b größer als in dem

Hohlzylinder 40a. Alternativ kann der Kernbereich 40b mit einem Gas gefüllt oder evakuiert sein.

In Figur 4 ist eine Aufnahme von regelmäßig gewachsenen Nano- Kristallen 40 dargestellt. Die Nano-Kristalle 40 sind

gleichmäßig verteilt, im Wesentlichen senkrecht zu einer Wachstumsfläche orientiert und, im Rahmen der

Herstellungstoleranzen, gleich geformt. Beispielsweise kann es sich bei den Nano-Kristallen 40 gemäß Figur 4 um solche handeln, wie in Figur 1 schematisch gezeichnet.

Die Nano-Kristalle 40, wie in Figur 5 dargestellt, weisen eine vergleichsweise große Winkelverteilung auf, anders als in Figur 4. Eine Anordnung der Nano-Kristalle gemäß Figur 5 ist vergleichsweise unregelmäßig.

Beim Ausführungsbeispiel des Halbleiterchips 1 gemäß Figur 6 weist die Lichtaustrittsseite 25 einen Zentralbereich 8 sowie einen Randbereich 7 auf. Der Randbereich 7 kann den

Zentralbereich 8 ringsum umlaufen, in Draufsicht gesehen. In dem Zentralbereich 8 ist die Keimschicht 3 angebracht, auf der die Nano-Kristalle 40 regelmäßig und vergleichsweise dicht gewachsen sind. In dem Randbereich 7 fehlt die

Keimschicht 3 und die Nano-Kristalle 40 sind mit einer reduzierten Dichte und/oder vergleichsweise unregelmäßig gewachsen. Durch eine solche Aufteilung der

Lichtaustrittsseite 25 in den Randbereich und in den

Zentralbereich 8 lässt sich eine Abstrahlcharakteristik des Halbleiterchips 1 einstellen. Beispielsweise weist der

Zentralbereich 8, bezogen auf eine Kantenlänge der

Halbleiterschichtenfolge 2, einen Anteil zwischen einschließlich 50 % und 90 % oder zwischen einschließlich 60 % und 85 % auf.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 sind nur in dem

Zentralbereich 8 die Nano-Kristalle 40 angebracht.

Beispielsweise sind die Nano-Kristalle 40 nach einem Wachsen aus dem Randbereich 7 entfernt. Mit anderen Worten wurden die Nano-Kristalle 40 ursprünglich über der gesamten

Lichtaustrittsseite 25 erzeugt und anschließend bereichsweise entfernt.

Es ist möglich, dass hinsichtlich der Keimschicht 3 und der Dichte und/oder Besetzung mit Nano-Kristallen 40 der

Zentralbereich 8 sowie der Randbereich 7 vertauscht sind. Dann sind beispielsweise nur in dem Randbereich 7 die Nano- Kristalle 40 angebracht und der Zentralbereich 8 ist dann beispielsweise frei von den Nano-Kristallen 40.

Beim Ausführungsbeispiel des Halbleiterchips 1 gemäß Figur 8 befindet sich an einer der Lichtaustrittsseite 25 abgewandten Seite der Nano-Kristalle 40 der Lichtauskoppelschicht 4 eine Passivierungsschicht 5. Durch die Passivierungsschicht 5 sind die Nano-Kristalle 40, die zum Beispiel aus ZnO gewachsen sind, vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Sauerstoff geschützt. Eine Dicke t der Passivierungsschicht 5 beträgt beispielsweise ungefähr 70 nm. Bei der Passivierungsschicht 5 handelt es sich um eine geschlossene Schicht, beispielsweise aus Si02- Solche Passivierungsschichten 5 können auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein.

Die Passivierungsschicht 5 kann aus einem Material gebildet sein, das einen vergleichsweise geringen Brechungsindex aufweist. Durch die geringe Dicke der Passivierungsschicht 5, die deutlich unterhalb einer Wellenlänge der in der

Halbleiterschichtenfolge 2 erzeugten Strahlung liegt, wirkt sich die Passivierungsschicht 5 jedoch auf eine

Lichtauskoppeleffizienz nicht oder nicht signifikant aus.

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 diese Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 117 381.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.