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1. (WO2017097597) METHOD FOR PRODUCING OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIPS, AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen

Halbleiterchips (1) mit den Schritten:

A) Bereitstellen einer Aufwachsfläche (20),

B) Wachsen einer Vielzahl von separaten

Halbleitersäulen (3) auf der Aufwachsfläche (20), wobei die Halbleitersäulen (3) quer zur

Aufwachsfläche (20) orientierte Seitenflächen (32) und der Aufwachsfläche (20) abgewandte Oberseiten (33) aufweisen,

C) Wachsen von Halbleiterumhüllungen (4) an den

Halbleitersäulen (3) , sodass die

Halbleiterumhüllungen (4) die Seitenflächen (32) zumindest zum Teil überwachsen, mindestens

bereichsweise als Pyramiden geformt werden und eineindeutig den Halbleitersäulen (3) zugeordnet sind,

D) Wachsen einer zur Strahlungserzeugung eingerichteten aktiven Zone (5) und nachfolgend einer dotierten Halbleiterschicht (6) auf die Halbleiterumhüllungen (4), sodass die aktive Zone (5) und die dotierte Halbleiterschicht (6) eine Oberseite (40) der

Halbleiterumhüllungen (4) nachbilden, und

E) Aufbringen einer lichtdurchlässigen, elektrisch

leitfähigen Elektrodenschicht (7) auf die dotierte Halbleiterschicht (6).

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,

bei dem der optoelektronische Halbleiterchip (1) auf dem Materialsystem AlInGaN basiert,

wobei die Seitenflächen (32) der Halbleitersäulen (3) unpolare Facetten und die der Aufwachsfläche (20) abgewandten Oberseiten (40) der Halbleiterumhüllungen (4) semi-polare Facetten sind, und

wobei ein mittlerer Winkel (a) der Oberseiten (40) zu einem Lot (L) zur Aufwachsfläche (20) zwischen

einschließlich 3° und 23° liegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Halbleiterumhüllungen (4) ganz als

hexagonale Pyramiden geformt werden,

wobei die Pyramiden an ihren Spitzen (44) flacher sind als an der Aufwachsfläche (20) zugewandten Fußbereichen (42) .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

bei dem die Halbleiterumhüllungen (4) an ihren Spitzen (44) als hexagonale Pyramiden und an der Aufwachsfläche (20) zugewandten Fußbereichen (42) als hexagonale

Prismen gewachsen werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Aufwachsfläche (20) teilweise von einer Maskenschicht (23) bedeckt ist,

wobei in der Maskenschicht (23) vor dem Schritt B) in einer regelmäßigen Anordnung Öffnungen erzeugt werden und die Halbleitersäulen (3) im Schritt B) aus den Öffnungen heraus wachsen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Halbleiterumhüllungen (4) im Schritt C) bis an die Aufwachsfläche (20) oder bis an die

Maskenschicht (23) wachsen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt C) die Halbleiterumhüllungen (4) an einer der Aufwachsfläche (20) zugewandten Seite

zusammenwachsen, sodass im Schritt D) eine

durchgehende, zusammenhängende aktive Zone (5) auf den Halbleiterumhüllungen (4) aufgewachsen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

bei dem das Wachsen der Halbleiterumhüllungen (4) im Schritt C) bei einer Temperatur zwischen 850 °C und 1100 °C erfolgt, wobei als Trägergas H2 oder 2 oder eine Mischung aus 2 und H2 verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Halbleiterumhüllungen (4) aus n-dotiertem GaN gewachsen werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Halbleiterumhüllungen (4) derart gewachsen werden, sodass ein Quotient aus einer

Strahlungserzeugenden Fläche der fertigen aktiven Zone (5) und der Aufwachsfläche (20) zwischen einschließlich 3 und 20 beträgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Halbleitersäule (3) im Schritt B) in einem Raster mit einem mittleren Rastermaß (P) zwischen einschließlich 1 ym und 4 ym gewachsen werden,

wobei nach dem Schritt B) ein mittlerer Durchmesser (D) der Halbleitersäulen (3) zwischen einschließlich 0,6 ym und 1 ym liegt und eine mittlere Höhe (H) der

Halbleitersäulen (3) zwischen einschließlich 3 ym und 15 ym beträgt, und

wobei eine Differenz aus dem mittleren Rastermaß (P) und dem mittleren Durchmesser (D) mindestens 0,2 ym und höchstens 3,4 ym ist.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im oder nach dem Schritt D) an der

Aufwachsfläche (20) zugewandten Fußbereichen (42) und/oder an der Aufwachsfläche (20) abgewandten Spitzen (44) der Halbleiterumhüllungen (4) jeweils elektrische Isoliergebiete (8) erzeugt werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem vor oder im Schritt C) auf die Seitenflächen (32) der Halbleitersäulen (3) zumindest stellenweise eine elektrische Isolierschicht (83) aufgebracht wird.

Optoelektronischer Halbleiterchip (1), der mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, aufweisend:

- eine Kontaktfläche (20),

- eine Vielzahl von separaten Halbleitersäulen (3) auf der Kontaktfläche (20), wobei die Halbleitersäulen (3) quer zur Kontaktfläche (20) orientierte

Seitenflächen (32) und der Kontaktfläche (20) abgewandte Oberseiten (33) aufweisen,

- den Halbleitersäulen (3) eineindeutig zugeordneten Halbleiterumhüllungen (4), die die Seitenflächen (32) zumindest zum Teil bedecken und die mindestens bereichsweise als Pyramiden geformt sind,

- zumindest einer zur Strahlungserzeugung

eingerichteten aktiven Zone (5) auf den

Halbleiterumhüllungen (4) und einer auf der aktiven Zone (5) angebrachten dotierten Halbleiterschicht (6), wobei die aktive Zone (5) und die dotierte Halbleiterschicht (6) die Halbleiterumhüllungen (4) nachbilden, und

- einer lichtdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Elektrodenschicht (7) auf der dotierten

Halbleiterschicht (6),

wobei ein Quotient aus einer Strahlungserzeugenden Fläche der aktiven Zone (5) und der Kontaktfläche (20) mindestens 3 beträgt.