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1. (WO2019038202) RADIATION-EMITTING SEMICONDUCTOR BODY, AND METHOD FOR PRODUCING SAME
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Beschreibung

S RAHLUNGSEMI IERENDER HALBLEITERKÖRPER UND VERFAHREN ZU

DESSEN HERSTELLUNG

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 119 369.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bei strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Leuchtdioden im sichtbaren Spektralbereich können Leckströme deren Effizienz beeinträchtigen. Eine der Ursachen hierfür ist, dass positive Ladungsträger (Löcher) am Übergang zwischen dem zur Erzeugung von Strahlung

vorgesehenen aktiven Bereich und dem n-leitenden Bereich aufgrund einer zu geringen Potentialbarriere in den n-leitenden Bereich gelangen und dort nicht-strahlend

rekombinieren. Dieser Effekt verstärkt sich mit zunehmender Betriebstemperatur .

Durch Verwendung von Halbleitermaterial, welches im Vergleich zum Material des aktiven Bereichs eine große Bandlücke aufweist, kann nur ein Teil der Löcher vom Eindringen in den n-leitenden Bereich abgehalten werden. Zudem ist es bei Materialsystemen wie beispielsweise AlInGaP oftmals nicht mehr möglich, durch eine Anpassung der Anteile der Gruppe-III-Elemente für den n-leitenden Bereich eine noch höhere Bandlücke und damit eine ausreichend hohe Potentialbarriere zu erzielen.

Eine Aufgabe ist es, einen Halbleiterkörper anzugeben, der sich durch eine hohe Effizienz auszeichnet. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem der Halbleiterkörper hergestellt werden kann.

Diese Aufgaben werden unter anderem durch einen

Halbleiterkörper beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen

Patentansprüche .

Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge angegeben. Die

Halbleiterschichtenfolge ist insbesondere epitaktisch

abgeschieden, beispielsweise mittels MOCVD.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die

Halbleiterschichtenfolge einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, eine n-leitende

Halbleiterschicht und eine p-leitende Halbleiterschicht auf. Der aktive Bereich ist insbesondere zwischen der n-leitenden Halbleiterschicht und der p-leitenden Halbleiterschicht angeordnet. Der aktive Bereich, die n-leitende

Halbleiterschicht und die p-leitende Halbleiterschicht können jeweils einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Beispielsweise weist der aktive Bereich eine Quantenstruktur 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 (quantum wells) , Quantendrähte (quantum wires) , Quantenstäbchen (quantum rods) und Quantenpunkte (quantum dots) und jede Kombination dieser Strukturen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die n-leitende Halbleiterschicht einen ersten Dotierbereich auf. Der erste Dotierbereich ist insbesondere mit einem n-Dotierstoff dotiert. Eine Dicke des ersten Dotierbereichs, also eine Ausdehnung des ersten Dotierbereichs in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der

Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge

erstreckenden Richtung, ist insbesondere klein gegenüber der Gesamtdicke der n-leitenden Halbleiterschicht. Beispielsweise beträgt die Dicke des ersten Dotierbereichs höchstens 5 % der Dicke der n-leitenden Halbleiterschicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die n-leitende Halbleiterschicht einen zweiten Dotierbereich auf. Der zweite Dotierbereich ist insbesondere mit einem n-Dotierstoff dotiert, wobei der zweite Dotierbereich den gleichen n-Dotierstoff wie der erste Dotierbereich oder einen anderen n-Dotierstoff aufweisen kann.

Der erste Dotierbereich weist eine höhere

Dotierstoffkonzentration als der zweite Dotierbereich auf. Insbesondere bildet der erste Dotierbereich einen Bereich der n-leitenden Halbleiterschicht, in dem die Dotierung hoch, beispielsweise mindestens doppelt so hoch, ist, wie in einem zumindest an einer Seite des ersten Dotierbereichs

angrenzenden Halbleitermaterial des zweiten Dotierbereichs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist der erste Dotierbereich eine Dicke von höchstens 5 nm, vorzugsweise von höchstens 2 nm, auf. Beispielsweise weist der erste

Dotierbereich eine Dicke zwischen einschließlich einer

Monolage und fünf Atomlagen auf. Die Dicke des zweiten

Dotierbereichs ist zum Beispiel groß gegenüber der Dicke des ersten Dotierbereichs. Beispielsweise ist der zweite

Dotierbereich mindestens fünfmal so dick oder mindestens zehnmal so dick wie der erste Dotierbereich.

Der erste Dotierbereich mit der höheren

Dotierstoffkonzentration als der zweite Dotierbereich und der geringen Dicke von weniger als 5 nm wirkt bei dem

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper vorteilhaft als Ladungsträgerbarriere für Löcher. Durch den vergleichsweise dünnen n-dotierten ersten Dotierbereich wird vorteilhaft eine Potentialbarriere für Löcher im Valenzband erzeugt, die

Löcher daran hindert, den aktiven Bereich zu verlassen. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Ladungsträger im aktiven Bereich unter Emission von Strahlung rekombinieren und so die Effizienz des Halbleiterkörpers vorteilhaft erhöht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ist der erste

Dotierbereich mit Tellur dotiert. In diesem Fall ist der Dotierstoff Tellur auf Gruppe-V-Gitterplätzen eingebaut und ersetzt an diesen Stellen beispielsweise Phosphor-Atome. Tellur fungiert hierbei als n-Dotierstoff .

Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform des

strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ist der erste

Dotierbereich mit Silizium dotiert. In diesem Fall ist der Dotierstoff Silizium auf Gruppe-III-Gitterplätzen eingebaut und ersetzt an diesen Stellen beispielsweise Aluminium-Atome oder Indium-Atome. Silizium fungiert hierbei als n-Dotierstoff.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers basiert die

Halbleiterschichtenfolge auf einem Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial oder Arsenid-Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial . Insbesondere basiert die Halbleiterschichtenfolge auf dem

VerbindungshalbleitermaterialSystem AlxInyGai-x-yPzAsi-z basiert. Hierbei gelten O ^ x ^ l, O ^ y ^ l, x + y < 1 und 0 -S z < 1. Vorzugsweise ist z > 0,9 oder z = 1. Dieses

Materialsystem ist für die Erzeugung von Strahlung mit einer Wellenlänge vom roten über den gelben bis in den grünen Spektralbereich besonders geeignet. „Basierend" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass mindestens eine Schicht des

Halbleiterkörpers, beispielsweise alle Schichten des

Halbleiterkörpers, ein solches Material aufweisen oder aus einem solchen Material bestehen. 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 (AI, Ga, In, As, P) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.

Die Dotierstoffkonzentration in dem ersten Dotierbereich beträgt vorzugsweise 5 x 1019 cm-3 oder mehr.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ist der erste

Dotierbereich zwischen dem aktiven Bereich und dem zweiten Dotierbereich angeordnet. Mittels des ersten Dotierbereichs kann im Betrieb des Halbleiterkörpers ein Eindringen von Löchern in den zweiten Dotierbereich unterdrückt oder zumindest verringert werden. Beispielsweise grenzt der erste Dotierbereich unmittelbar an den aktiven Bereich an. Bei einem aktiven Bereich mit einer oder mehreren

Quantenschichten kann der erste Dotierbereich unmittelbar an die nächstgelegene Quantenschicht angrenzen oder von der nächstgelegenen Quantenschicht beabstandet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers grenzen der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich unmittelbar aneinander an. Insbesondere sind der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich in vertikaler Richtung übereinander angeordnet.

Zum Beispiel weisen der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung bezüglich der Gruppe-III-Elemente und/oder der Gruppe-V-Elemente auf. Mit anderen Worten unterscheiden sich der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich im Wesentlichen durch den in den jeweiligen Bereich eingebrachten

Dotierstoff. Beispielsweise unterscheiden sich die

prozentualen Anteile der Gruppe-III-Elemente, beispielsweise AI, Ga, In, im ersten Dotierbereich um jeweils höchstens 5 Prozentpunkte von den jeweiligen Anteilen im zweiten

Dotierbereich. Für den Al-Gehalt bedeutet dies exemplarisch X1-X2 ^ 0,05, wobei der Al-Gehalt im ersten Dotierbereich und X2 der Al-Gehalt im zweiten Dotierbereich ist. Dies gilt analog für die übrigen Gruppe-III-Elemente, insbesondere den In-Gehalt y.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers bildet der erste Dotierbereich eine Ladungsträgerbarriere für Löcher. Es hat sich gezeigt, dass durch die räumlich in vertikaler Richtung begrenzte und gleichzeitig hohe Dotierkonzentration im ersten Dotierbereich eine effiziente Ladungsträgerbarriere erzielt werden kann. Insbesondere wird diese Ladungsträgerbarriere im Unterschied zu konventionellen Ladungsträgerbarrieren nicht durch eine Variation der Gruppe-III-Elemente des

Halbleitermaterials erzielt, sondern ausschließlich oder zumindest überwiegend aufgrund der vergleichsweise hohen Dotierkonzentration.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers weist die n-leitende Halbleiterschicht einen weiteren ersten

Dotierbereich auf, der eine höhere Dotierstoffkonzentration als der zweite Dotierbereich aufweist und eine Dicke von höchstens 5 nm aufweist. Der weitere erste Dotierbereich kann insbesondere eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem ersten Dotierbereich genannten Merkmale aufweisen.

Beispielsweise weist der weitere erste Dotierbereich eine Dicke von höchstens 2 nm auf. In vertikaler Richtung sind der erste Dotierbereich und der weitere erste Dotierbereich voneinander beabstandet. Ein Abstand zwischen dem ersten Dotierbereich und dem weiteren ersten Dotierbereich beträgt vorzugsweise höchstens 5 nm. Die n-leitende Halbleiterschicht kann auch mehrere erste Dotierbereiche aufweisen.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des

Halbleiterkörpers angegeben. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Substrat bereitgestellt und eine

Halbleiterschichtenfolge, die einen zur Erzeugung von

Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, eine n-leitende

Halbleiterschicht und eine p-leitende Halbleiterschicht aufweist, wird aufgewachsen. Der aktive Bereich ist zwischen der n-leitenden Halbleiterschicht und der p-leitenden

Halbleiterschicht angeordnet. Die n-leitende

Halbleiterschicht weist einen ersten Dotierbereich und einen zweiten Dotierbereich auf, wobei der erste Dotierbereich eine höhere Dotierstoffkonzentration als der der zweite

Dotierbereich aufweist. Der erste Dotierbereich weist eine Dicke von höchstens 5 nm, vorzugsweise von höchstens 2 nm auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Dotierbereich bei eine geringeren Wachstumstemperatur abgeschieden als der zweite Dotierbereich. Durch die

geringere Wachstumstemperatur wird der Einbau des

Dotierstoffs in dem ersten Dotierbereich begünstigt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Dotierbereich bei einer Wachstumstemperatur von

höchstens 600 °C, insbesondere von höchstens 580 °C,

abgeschieden .

Für die Abscheidung des zweiten Dotierbereichs kann die

Wachstumstemperatur erhöht werden, beispielsweise auf

mindestens 650 °C.

Weiterhin kann auch die Abscheidung des aktiven Bereichs bei einer höheren Wachstumstemperatur erfolgen als die

Abscheidung des ersten Dotierbereichs, beispielsweise bei der Wachstumstemperatur des zweiten Bereichs. Zwischen der

Abscheidung des zweiten Dotierbereichs und des aktiven

Bereichs kann also zeitweise eine Absenkung der

Wachstumstemperatur für die Ausbildung des ersten

Dotierbereichs erfolgen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur Herstellung des ersten Dotierbereichs ausschließlich Gas mit dem n-Dotierstoff, beispielsweise Tellur, ohne Zuführung eines weiteren Gases für die Gruppe-I II-Atome und Gruppe-V-Atome zugeführt. Auf diese Weise können besonders hohe

Konzentrationen des n-Dotierstoffs im ersten Dotierbereich erzielt werden.

Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders zur

Herstellung des zuvor beschriebenen Halbleiterkörpers. In Zusammenhang mit dem Halbleiterkörper angeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .

Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in

Verbindung mit den Figuren.

Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterkörpers in schematischer Schnittansicht,

Figur 2 einen schematischen Bandkantenverlauf des

Leitungsbands Ec und des Valenzbands Ev entlang einer

Abscheiderichtung z bei einem Ausführungsbeispiel des

Halbleiterkörpers ,

Figur 3A Messergebnisse einer

Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS) -Messung einer

Tellurkonzentration und einer Aluminiumkonzentration jeweils als Funktion der Eindringtiefe d bei einem nicht

erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel,

Figur 3B Messergebnisse einer

Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS) -Messung einer

Tellurkonzentration und einer Aluminiumkonzentration jeweils als Funktion der Eindringtiefe d bei einem

Ausführungsbeispiel ,

Figur 4 Messergebnisse der relativen externen

Quanteneffizienz EQETest/EQERef in Abhängigkeit von der

Stromdichte J,

Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Halbleiterkörpers in schematischer Schnittansicht, und

Figuren 6A und 6B ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterkörpers anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können

vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere

Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein .

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines

Halbleiterkörpers 1 gezeigt. Der Halbleiterkörper 1 weist eine Halbleiterschichtenfolge 2 auf. Die

Halbleiterschichtenfolge ist auf einem Substrat 5 angeordnet, beispielsweise einem Aufwachssubstrat für eine epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge 2.

Die Halbleiterschichtenfolge 2 weist einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20 auf, der zwischen einer n-leitenden Halbleiterschicht 21 und einer p-leitenden Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Ein mittels des

Halbleiterkörpers 1 gebildetes Strahlungsemittierendes

Bauelement wie beispielsweise ein Leuchtdioden-Halbleiterchip weist zweckmäßigerweise zur elektrischen Kontaktierung der n-leitenden Halbleiterschicht 21 und der p-leitenden

Halbleiterschicht 22 jeweils einen extern zugänglichen elektrischen Kontakt auf, sodass durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung zwischen diesen Kontakten Ladungsträger von gegenüber liegenden Seiten in den aktiven Bereich 20 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren können. Diese Kontakte sind zur vereinfachten Darstellung nicht explizit gezeigt.

Der aktive Bereich 20 weist eine Quantenstruktur mit einer Mehrzahl von Quantenschichten 201 und dazwischen angeordneten Barriereschichten 202 auf. In der Figur sind lediglich exemplarisch drei Quantenschichten 201 gezeigt. Der aktive Bereich 20 kann jedoch auch nur eine oder zwei

Quantenschichten 202 oder mehr als drei Quantenschichten aufweisen .

Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist einen ersten

Dotierbereich 211 mit einem n-Dotierstoff auf. Beispielsweise ist der n-Dotierstoff Tellur oder Silizium. Tellur wirkt als Donator durch einen Einbau an Gruppe-V-Gitterplätzen und Silizium wirkt als Donator durch den Einbau an Gruppe-III-Gitterplätzen.

Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist weiterhin einen zweiten Dotierbereich 212 auf, wobei der zweite Dotierbereich eine geringere Dotierstoffkonzentration aufweist als der erste Dotierbereich. Der zweite Dotierbereich kann den gleichen oder einen anderen n-Dotierstoff aufweisen als der erste Dotierbereich.

Die nachfolgende Beschreibung erfolgt anhand einer

Halbleiterschichtenfolge, die auf dem

Verbindungshalbleitermaterialsystem AlxInyGai-x-yPzAsi-z

basiert. Hierbei gelten O ^ x ^ l, O ^ y ^ l, x + y < 1 und 0 ^ z < 1. Das Verfahren ist jedoch auch auf andere

Verbindungshalbleitermaterialsysteme anwendbar .

Als Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge eignet sich beispielsweise Galliumarsenid . Für den aktiven Bereich gilt insbesondere z > 0,9, beispielsweise z = 1. Alternativ kann jedoch auch ein anderes Halbleitermaterial, insbesondere ein anderes III-V-Verbindungshalbleitermaterial Anwendung finden .

Der erste Dotierbereich 211 weist im Vergleich zum zweiten Dotierbereich 212 eine vergleichsweise geringe Dicke auf. Beispielsweise ist der zweite Dotierbereich 212 mindestens fünfmal so dick oder mindestens zehnmal so dick wie der erste Dotierbereich 211.

Der erste Dotierbereich 211 ist zwischen dem zweiten

Dotierbereich 212 und dem aktiven Bereich 20 angeordnet.

Insbesondere grenzt der erste Dotierbereich 211 unmittelbar an den aktiven Bereich 20 an. In vertikaler Richtung, also parallel zur Abscheiderichtung z und senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der

Halbleiterschichtenfolge, ist der erste Dotierbereich 211 insbesondere die letzte n-leitende Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers 1 vor dem aktiven Bereich 20.

Es hat sich gezeigt, dass durch geeignete Wahl der

Abscheidebedingungen die Herstellung eines insbesondere mit Tellur oder Silizium dotierten ersten Dotierbereichs 211 erzielt werden kann, der sich durch eine hohe

zweidimensionale Flächendotierdichte auszeichnet und in vertikaler Richtung eine geringe Dicke aufweisen kann.

Beispielsweise beträgt die Dicke des ersten Dotierbereichs 211 zwischen einschließlich einer Monolage und einschließlich 2 nm. Eine solche Dotierung in einem sehr kleinen

Dickenbereich kann als δ-Dotierung (engl, δ-doping)

bezeichnet werden.

Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist also zwei

Dotierbereiche 211, 212 auf, in denen jeweils eine n-

Dotierung erfolgt, wobei der erste Dotierbereich 211 eine geringere Dicke und gleichzeitige eine höhere

Dotierstoffkonzentration aufweist als der zweite

Dotierbereich 212.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Kontaktschicht 223 auf der p-leitenden Halbleiterschicht 22 angeordnet, die den Halbleiterkörper 1 in vertikaler Richtung begrenzt. Für diese Kontaktschicht 223 kann ein Halbleitermaterial mit einem niedrigen Phosphor-Gehalt, beispielsweise z < 0,1 oder z = 0 Anwendung finden, etwa eine AlGaAs-Halbleiterschicht . Die Kontaktschicht 223 dient insbesondere einer verbesserten elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 1 über einen auf dem Halbleiterkörper aufgebrachten Kontakt (nicht

explizit dargestellt) .

Wie der in Figur 2 dargestellte Bandkantenverlauf für das Leitungsband Ec und das Valenzband Ev zeigt, wird mittels des ersten Dotierbereichs 211 im Valenzband eine

Ladungsträgerbarriere gebildet, die Löcher von einem

Übertritt vom aktiven Bereich 20 in die n-leitende

Halbleiterschicht 21 hindert. Dadurch wird die

Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Ladungsträger im aktiven Bereich 20 strahlend rekombinieren. Bezüglich der Gruppe-III-Anteile müssen sich der erste Dotierbereich 211 und das an den ersten Dotierbereich 211 angrenzende Material des zweiten Dotierbereichs 212 hierfür nicht unterscheiden.

In der Figur 3A sind Messergebnisse von SIMS-Messungen für den Tellur-Gehalt cTe (Kurve 31) und den Aluminium-Gehalt cAi (Kurve 32) bei einem nicht erfindungsgemäßen

Vergleichsbeispiel gezeigt. Anhand des Aluminium-Gehalts ist die räumliche Position des aktiven Bereichs 20 deutlich zu erkennen, da dieser einen vergleichsweise geringen Al-Gehalt aufweist. Weiterhin sind in der Figur 3B Messergebnisse von SIMS-Messungen für den Tellur-Gehalt cTe (Kurve 33) und den Aluminium-Gehalt cAi (Kurve 34) bei einem Ausführungsbeispiel Halbleiterkörpers gezeigt. Die Kurve 33 zeigt, dass der n-Dotierstoff Tellur in dem ersten Dotierbereich 211 mit einer hohen Konzentration und einer geringen vertikalen Ausdehnung entlang der Eindringtiefe d vorliegt. Insbesondere erfolgt der Einbau in ein Halbleitermaterial mit einem hohen

Phosphor-Anteil, etwa einem Phosphor-Anteil von z > 0,9, etwa z = 1. Der erste Dotierbereich kann insbesondere AllnP aufweisen. Eine Dotierstoffkonzentration im ersten

Dotierbereich beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 5 x 1019 cm-3 und einschließlich 2 x 1021 cm-3.

Die Figur 4 zeigt die relative externe Quanteneffizienz EQETest/EQERef für ein Ausführungsbeispiel des

Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers in Abhängigkeit von der Betriebsstromdichte J. Die externe Quanteneffizienz eines Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpers ohne den ersten Dotierbereich wurde als Referenzkurve (EQERef) herangezogen ist deshalb auf 100% normiert worden. Es zeigt sich, dass der Strahlungsemittierende Halbleiterkörper gemäß dem

Ausführungsbeispiel von sehr kleinen bis zu sehr großen

Stromdichten eine höhere externe Quanteneffizienz als das Referenzbeispiel aufweist. Die Steigerung der externen

Quanteneffizienz ist insbesondere dann signifikant, wenn die Betriebsstromdichte vergleichsweise niedrig ist. Bei dem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine besonders hohe

Quanteneffizienz, wenn die Betriebsstromdichte nicht mehr als etwa 0,2 A/cm2 oder bevorzugt nicht mehr als 0,1 A/cm2 beträgt .

Das in Figur 5 gezeigte Ausführungsbeispiel für einen

Halbleiterkörper entspricht im Wesentlichen dem im

Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen

Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist die n-leitende Halbleiterschicht 21 zusätzlich zum ersten

Dotierbereich 211 und zweiten Dotierbereich 212 einen

weiteren ersten Dotierbereich 213 auf. Der weitere erste Dotierbereich 213 kann insbesondere wie im Zusammenhang mit dem ersten Dotierbereich 211 beschrieben ausgebildet sein. Die n-leitende Halbleiterschicht 21 weist also zwei

Dotierbereiche 211, 213 mit dem n-Dotierstoff auf, wobei zwischen diesen beiden Dotierbereichen ein Teilbereich des zweiten Dotierbereichs 212 angeordnet ist.

Ein Abstand zwischen dem ersten Dotierbereich 211 und dem weiteren ersten Dotierbereich 213 beträgt vorzugsweise höchstens 5 nm. Ein solcher weiterer erster Dotierbereich 213 kann zu einer Verstärkung des Effekts der

Ladungsträgerbarriere führen.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterkörpers ist in den Figuren 6A und 6B gezeigt. Ein Substrat 5, insbesondere in Form eines Auswachssubstrats wird bereitgestellt. Beispielsweise eignet sich GaAs .

Auf dem Substrat 5 wird eine Halbleiterschichtenfolge 2 aufgewachsen, die einen zur Erzeugung von Strahlung

vorgesehenen aktiven Bereich 20 aufweist, welcher zwischen einer n-leitenden Halbleiterschicht 21 und einer p-leitenden Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Die n-leitende

Halbleiterschicht 21 weist einen ersten Dotierbereich 211 und einen zweiten Dotierbereich 212 auf, wobei der erste

Dotierbereich 211 eine höhere Dotierstoffkonzentration

aufweist. Die Abscheideparameter bei der Herstellung des ersten Dotierbereichs 211 sind so gewählt, dass ein

effizienter Einbau des n-Dotierstoffs erfolgt.

Es hat sich gezeigt, dass sich durch vergleichsweise geringe Wachstumstemperaturen von höchstens 600 °C ein effizienter Einbau von Tellur auf Gruppe-V-Gitterplätzen oder Silizium auf Gruppe-III-Gitterplätzen ergibt. Bei üblichen

Wachstumstemperaturen von 650 °C oder mehr für das

Halbleitermaterialsystem AlInGaAsP ist der Einbau der

Dotierstoffe dagegen weniger effizient. Der zweite

Halbleiterbereich 212 und der aktive Bereich 20 werden beispielsweise bei einer Wachstumstemperatur von mindestens 650 °C abgeschieden.

Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Lumineszenzdioden-Halbleiterchips kann die

Halbleiterschichtenfolge nachfolgend zu einzelnen

Halbleiterkörpern weiterverarbeitet werden.

Beispielsweise weisen die n-leitende Halbleiterschicht 21 und die p-leitende Halbleiterschicht 22 jeweils AllnP auf, wobei diese Schichten zweckmäßigerweise bezüglich des

Aufwachssubstrats , etwa GaAs, gitterangepasst oder zumindest nahezu gitterangepasst sind, etwa mit einer maximalen

relativen Abweichung der Gitterkonstante von 2 %. In diesem Fall beträgt der Phosphor-Gehalt z = 1. Es kann jedoch auch ein geringerer Phosphor-Gehalt Anwendung finden,

beispielsweise z ^ 0,9.

Die Effizienz verringernde Leckströme werden bei dem

Halbleiterkörper mittels des ersten Dotierbereichs 211

effektiv unterdrückt, wodurch sich eine höhere Effizienz der Strahlungserzeugung ergibt.

Die beschriebene Ausgestaltung einer Ladungsträgerbarriere mittels eines Dotierbereichs mit einer besonders hohen

Dotierkonzentration eignet sich insbesondere für

Halbleiterschichten, deren Bandlücke durch Variation der Zusammensetzung der Gruppe-I II-Atome nicht mehr ohne Weiteres gesteigert werden kann.

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 .

Bezugs zeichenliste

1 Halbleiterkörper

2 Halbleiterschichtenfolge

20 aktiver Bereich

201 Quantenschicht

202 BarriereSchicht

21 n-leitende Halbleiterschicht

211 erster Dotierbereich

212 zweiter Dotierbereich

213 weiterer erster Dotierbereich

22 p-leitende Halbleiterschicht

223 Kontaktschicht

31 Kurve

32 Kurve

33 Kurve

34 Kurve

5 Substrat