WO2007076796A1 - Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers - Google Patents

Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers Download PDF

Info

Publication number
WO2007076796A1
WO2007076796A1 PCT/DE2006/002228 DE2006002228W WO2007076796A1 WO 2007076796 A1 WO2007076796 A1 WO 2007076796A1 DE 2006002228 W DE2006002228 W DE 2006002228W WO 2007076796 A1 WO2007076796 A1 WO 2007076796A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor body
led semiconductor
body according
layer
radiation
Prior art date
Application number
PCT/DE2006/002228
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Windisch
Günther GRÖNNINGER
Peter Heidborn
Christian Jung
Walter Wegleiter
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to KR1020087017976A priority Critical patent/KR101356271B1/ko
Priority to US12/087,293 priority patent/US7932526B2/en
Priority to CN200680050021.8A priority patent/CN101351900B/zh
Priority to JP2008547845A priority patent/JP2009522755A/ja
Priority to EP06840869.9A priority patent/EP1966836B1/de
Publication of WO2007076796A1 publication Critical patent/WO2007076796A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
    • H01L33/0016—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions having at least two p-n junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0756—Stacked arrangements of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector

Definitions

  • LED semiconductor bodies generally have a layer structure with a pn junction. In the area of this pn junction is the active layer of the LED, in which the generation of radiation takes place during operation. The amount of radiation generated depends on the current intensity with which the LED semiconductor body is operated.
  • the current density in the active layer should not exceed a maximum current density depending on the particular material system used, since otherwise there is the danger that excessive aging effects disadvantageously shorten the life of the LED semiconductor body.
  • a further object of the present invention is to specify uses of an LED semiconductor body with an increased radiation density.
  • An inventive LED semiconductor body has a first radiation-generating active layer and a second radiation-generating active layer, wherein the first active layer and the second active layer are arranged one above the other in the vertical direction.
  • an active layer is to be understood as meaning a radiation-generating pn junction.
  • this pn junction can be formed by means of a p-type and an n-type semiconductor layer, which adjoin one another directly.
  • the actual radiation-generating layer for example in the form of a doped or undoped quantum layer, is preferably formed between the p-type and the n-type active layer.
  • the quantum layer can be formed as single quantum well structure (SQW, single quantum well) or multiple quantum well structure (MQW, multiple quantum well) or else as quantum wire or quantum dot structure.
  • an LED semiconductor body with active layers arranged one above the other two or even more active layers are simultaneously available in comparison with conventional LED semiconductor bodies of the type mentioned at the outset Radiation generation available, so that the total amount of radiation generated or the radiation density is advantageously increased.
  • an LED semiconductor body with stacked pn junctions Compared with another possibility for increasing the amount of radiation, namely the enlargement of the cross-sectional area of the semiconductor body in the lateral direction, an LED semiconductor body with stacked pn junctions characterized by an advantageously reduced manufacturing costs and thus by lower manufacturing costs per LED semiconductor body. In contrast, an increase in the cross-sectional area of the semiconductor body can lead to significantly higher costs per LED semiconductor body.
  • an LED semiconductor body with vertically superimposed active layers can be simplified to a predetermined supply voltage such as 12 V or 24 V adapted.
  • a predetermined supply voltage such as 12 V or 24 V adapted.
  • the first and second active layers are monolithically integrated into the semiconductor body. This eliminates the manufacturing step of connecting the first layer stack to the second layer stack, for example by means of bonding.
  • an LED semiconductor body is a semiconductor body for a light-emitting diode, that is to say an incoherent one
  • the first and second active layers each generate incoherent radiation.
  • the first and second active layers emit radiation of the same wavelength.
  • the amount of radiation and in particular the radiation density for a given wavelength is advantageously increased compared to conventional LED semiconductor bodies.
  • the first and second active layers generate radiation of different wavelengths.
  • This variant has the advantage that the emission spectrum of the LED semiconductor body is generally widespread. This is particularly advantageous for producing mixed-color light, preferably white light.
  • a tunnel junction is formed between the first active layer and the second active layer.
  • This tunnel junction serves as an electrical connection between the first and second active layers.
  • a tunnel junction may be formed by means of a highly doped layer of a first conductivity type and a highly doped layer of a second conductivity type.
  • the semiconductor layers need not necessarily be homogeneously doped, since even a high doping at the interface with the respective other semiconductor layer may be sufficient to form a tunnel junction.
  • the first and the second active layer are arranged in the same direction, so that their pn junctions form a pn-pn or np-np structure, wherein the pn junctions are electrically connected in series by means of the intermediate tunnel junction ,
  • three or more active layers in an LED semiconductor body may be arranged vertically above one another, which are connected in a corresponding manner by a tunnel junction formed between two adjacent active layers in each case.
  • the tunnel junction is formed of a first conductive layer of the first conductivity type and a second conductive layer of a second conductivity type, wherein between the first layer and the second layer, an intermediate layer is arranged, the undoped or with the first or second conductivity type can be low doped.
  • two intermediate layers are arranged between the first layer and the second layer, wherein the intermediate layer adjacent to the first layer has the same conductivity type as the first layer, and the intermediate layer adjacent to the second layer has the same conductivity type as the second Owns layer.
  • a connecting layer of a first conductivity type is arranged between the first and the second active layer, and a layer of a second conductivity type is disposed on the side of the first and the second active layer facing away from the connecting layer.
  • the pn junctions of the first and the second active layer are formed in opposite directions to each other, so that thus a pn-np or np-pn structure is formed, wherein the two pn junctions by means of an n-type or p - Conductive connection layer can be connected.
  • the forward voltage remains unchanged by means of a parallel connection compared to a conventional LED.
  • connection layer is arranged and formed such that it can be electrically connected by means of a contact.
  • the outer layers of the second conductivity type can be electrically connected by means of a preferably external, that is arranged outside the semiconductor body contacting.
  • the LED semiconductor body is arranged on a carrier element.
  • an electrically conductive carrier element is preferably used. This allows the formation of a vertically conductive component in which the current flow is substantially in the vertical direction. Such components are characterized by a comparatively homogeneous current distribution within the LED semiconductor body.
  • a rear-side contact is expediently arranged on a side of the conductive carrier element facing away from the LED semiconductor body.
  • the carrier element can be transmissive to the generated radiation, so that radiation extraction through the substrate is possible.
  • the LED semiconductor body may be grown epitaxially on the carrier element.
  • the growth substrate then serves as a carrier element at the same time.
  • the known and established epitaxial techniques for example for the AlGaAs or InAlGaAS material system, can be used.
  • the LED semiconductor body is mounted on a support element different from the growth substrate, wherein preferably the growth substrate has been removed from the semiconductor body. Then, the semiconductor body may also be referred to as a thin-film semiconductor body.
  • a thin-film semiconductor body is characterized in particular by at least one of the following characteristic features: on a first main surface of a radiation-generating epitaxial layer sequence facing a carrier element, a reflective layer is deposited or formed which reflects at least a portion of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence back into it ; the epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 ⁇ m or less, in particular in the range of 10 ⁇ m; and the epitaxial layer sequence comprises at least one semiconductor layer having at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, results in an approximately ergodic distribution of the light in the epitaxial epitaxial layer sequence, ie it has a possible ergodisch stochastic scattering behavior.
  • a thin-film light-emitting diode chip is to a good approximation a Lambertian surface radiator and is particularly suitable for use in a headlight.
  • the intensity of coupled-out radiation is advantageously increased.
  • Thin-film semiconductor bodies are characterized by an advantageous low forward voltage and a high efficiency in the generation of radiation. Furthermore, with regard to the selection of the carrier element, thin-film semiconductor bodies are not limited by the boundary conditions necessary for the epitaxy, so that the carrier elements can be optimized, for example, with respect to their thermal conductivity or their cost. Thin-film semiconductor bodies of the type mentioned above are particularly suitable for the InGaAlP or InGaAlN material system.
  • Suitable semiconductor materials for the LED semiconductor body and optionally for a carrier element, on which the semiconductor body is arranged for example, InAlGaAs (AlnGamlnx-n- ⁇ As m with O ⁇ n ⁇ l, O ⁇ m ⁇ l and n + ⁇ 1), and InGaAlP (Al n Ga 1 n In 1 -H I11 P with O ⁇ n ⁇ l, O ⁇ m ⁇ l and n + m ⁇ 1) and / or InGaAlN (Al n Ga 1 n In 1 _ n _ ra N m O ⁇ n ⁇ l, O ⁇ m ⁇ l and n + ⁇ 1), including the respective binary and ternary compounds such as GaAs, AlGaAs, GaP, InP, GaAlP, GaN or InGaN.
  • the respective material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may include one or more dopants as well as additional ingredients that do not substantially alter the physical properties of the material.
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, P), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
  • the LED semiconductor body preferably emits radiation in the vertical direction, wherein the radiation emitted by the first and second active layers is typically mixed.
  • An LED semiconductor body with superimposed active layers can be used for general lighting. Due to the increased radiation density, such a semiconductor body is particularly suitable for this purpose.
  • Backlight for example, of displays, can be used.
  • the LED semiconductor body is used for projection applications.
  • Figure 1 is a sche ⁇ iatician sectional view of a first
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a second
  • FIG. 4 shows a graph representing current / power characteristics of two LED semiconductor bodies radiating in the infrared range according to the invention.
  • the LED semiconductor body 1 of a first embodiment shown in FIG. 1 has a first radiation-generating active layer 2 and a second one Radiation generating active layer 3, wherein the active layers are arranged in the vertical direction, that is perpendicular to a main extension direction of the active layers on top of each other.
  • a tunnel junction 4 is formed, which is formed by means of a first semiconductor layer 5 of a first conductivity type, for example an n-type semiconductor layer, and a second semiconductor layer 6 of a second conductivity type, for example a p-type semiconductor layer.
  • these two semiconductor layers 5, 6 are highly doped, so that an efficient tunnel junction with a low electrical contact resistance arises during operation.
  • the semiconductor body 1 is arranged on a carrier element 7.
  • a surface of the semiconductor body 1 facing the carrier element 7 is preferably provided with a reflective layer 15.
  • both the reflective layer 15 and the carrier element 7 are electrically conductive.
  • the carrier element 7 is provided on a side facing away from the semiconductor body 1 with a rear side contact 8. Accordingly, on a side opposite to the carrier element 7 side of the LED semiconductor body 1, a front-side contact 9 is formed.
  • a vertically conductive component is formed, which is characterized by a comparatively homogeneous current distribution within the LED semiconductor body.
  • the LED semiconductor body 1 is grown on a separate growth substrate and subsequently mounted on the carrier element, for example by means of soldering, bonding or gluing, wherein preferably the growth substrate is detached from the LED semiconductor body.
  • the reflective layer 15 may be formed, for example, as a Bragg mirror, a metallic layer, a TCO (Transparent Conductive Oxide) layer such as an ITO or ZnO layer or a composite of a metallic layer and a TCO layer. Radiation components which are emitted in the direction of the carrier element 7 can thus be reflected back in the direction of the radiation outcoupling side.
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • the LED semiconductor body may be provided with a roughening, a surface structuring, for example in the form of microprisms, or another means for reducing (total) reflection losses at the radiation decoupling surface to increase the radiation yield.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2 shows an LED semiconductor body 1 which, like the exemplary embodiment according to FIG. 1, has a first radiation-generating active layer 2 and a second radiation-generating active layer 3 and is arranged on a carrier element 7 which is provided with a rear-side contact 8.
  • a connection layer 12 of a first conductivity type for example a p-conducting semiconductor layer
  • a semiconductor layer 13, 14 of a second conductivity type for example an n-conducting semiconductor layer, is formed in each case.
  • the pn junctions of the active layers 2 and 3 are thus arranged in opposite directions in the LED semiconductor body according to FIG. 2, so that an np-pn structure is formed.
  • connection layer 12 is n-conducting and the outer layers 13, 14 are p-conducting and thus a pn-np structure results.
  • a recess is formed in the top-side semiconductor layer 13 of the second conductivity type, for example, the n-type semiconductor layer, which extends to the connection layer 12.
  • a front side contact 9 is arranged, via which the connection layer 12 is electrically connectable.
  • an insulating layer 11 is provided between the external connection 10 and the semiconductor body 1. This can prevent the external connection 10 from electrically shorting the active layers 2 and 3.
  • the semiconductor body 1 is grown on the carrier element 7.
  • the LED semiconductor body can again be provided with a roughening, a surface structuring, for example in the form of microprisms, or another means for reducing (total) reflection losses at the radiation decoupling surface in order to increase the radiation yield.
  • FIG. 3 shows characteristic curves I, II and III of a first, second and third LED semiconductor body.
  • the semiconductor bodies differ in the number of active layers from each other.
  • the characteristic curve I having first semiconductor body comprises an active layer.
  • the second semiconductor body having the characteristic II comprises two active layers, between which a tunnel junction is arranged.
  • the characteristic curve III having third semiconductor body comprises three active layers, wherein between two active layers in each case a tunnel junction is arranged.
  • the radiation power P of the semiconductor bodies increases with increasing current intensity If of the current passed. Furthermore, it can be seen that the third semiconductor body, at least in the range If> 10 mA, has a greater radiant power at the same current intensity than the first and the second semiconductor body. Since the semiconductor bodies have an approximately identical size, the radiation density is thus greatest in the third semiconductor body. Furthermore, the radiation density of the second semiconductor body is greater than the radiation density of the first semiconductor body, which serves as a reference. ⁇
  • FIG. 4 shows characteristic curves IV, V and VI of a first, second and third LED semiconductor body.
  • the semiconductor bodies differ in the number of active layers from each other.
  • the characteristic curve IV having the first semiconductor body comprises an active layer.
  • the second semiconductor body having the characteristic curve V comprises two active layers, between which a tunnel junction is arranged.
  • the third semiconductor body having the characteristic curve VI comprises five active layers, wherein in each case a tunnel junction is arranged between two active layers.
  • the active layer preferably comprises a GaAs / AlGaAs heterojunction.
  • the semiconductor bodies are particularly preferably designed as thin-film semiconductor bodies. Furthermore, the semiconductor bodies are high-current semiconductor bodies.
  • the radiation power P of the semiconductor bodies increases with increasing current intensity If of the supplied current. Furthermore, it can be seen that the third semiconductor body, at least in the range If> 50 mA, has a greater radiant power at the same current intensity than the first and the second semiconductor body. Since the semiconductor bodies have an approximately identical size, the radiation density is thus greatest in the third semiconductor body. Furthermore, the radiation density of the second semiconductor body is greater than the radiation density of the first semiconductor body.
  • Radiation-generating layers but also three, four or more radiation-generating layers to be arranged vertically one above the other, which are preferably connected to each other electrically by means of a tunnel junction or a connecting layer.
  • the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, in particular any combination of features in the patent claims, even if these features or this combination of features themselves are not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Abstract

Beschrieben ist ein LED-Halbleiterkörper mit einer ersten Strahlungserzeugenden aktiven Schicht und einer zweiten Strahlungserzeugenden aktiven Schicht, wobei die erste und die zweite aktive Schicht in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind.

Description

Beschreibung
LED-Halbleiterkörper und Verwendung eines LED- • ■ Halbleiterkörpers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen LED-Halbleiterkörper sowie Verwendungen eines LED-Halbleiterkörpers .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102005063105.3 sowie der deutschen Patentanmeldung 102006039369.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Herkömmliche LED-Halbleiterkörper weisen in der Regel eine Schichtstruktur mit einem pn-Übergang auf. Im Bereich dieses pn-Übergangs befindet sich die aktive Schicht der LED, in der im Betrieb die Strahlungserzeugung stattfindet. Die erzeugte Strahlungsmenge hängt von der Stromstärke ab, mit der der LED-Halbleiterkörper betrieben wird.
Allerdings sollte die Stromdichte in der aktiven Schicht eine vom jeweils verwendeten Materialsystem abhängige maximale Stromdichte nicht überschreiten, da anderenfalls die Gefahr besteht, dass übermäßige Alterungseffekte die Lebensdauer des LED-Halbleiterkörpers nachteilig verkürzen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen LED- Halbleiterkörper mit einer erhöhten Strahlungsdichte anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen LED-Halbleiterkörper gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verwendungen eines LED-Halbleiterkörpers mit einer erhöhten Strahlungsdichte anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch Verwendungen gemäß den Patentansprüchen 20 bis 22 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Ein erfindungsgemäßer LED-Halbleiterkörper weist eine erste Strahlungserzeugende aktive Schicht und eine zweite Strahlungserzeugende aktive Schicht auf, wobei die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind.
Unter einer aktiven Schicht ist vorliegend ein strahlungserzeugender pn-Übergang zu verstehen. Dieser pn- Übergang kann im einfachsten Fall mittels einer p-leitenden und einer n-leitenden Halbleiterschicht gebildet sein, die unmittelbar aneinandergrenzen. Bevorzugt ist zwischen der p- leitenden und der n-leitenden aktiven Schicht die eigentliche Strahlungserzeugende Schicht, etwa in Form einer dotierten oder undotierten Quantenschicht, ausgebildet. Die Quantenschicht kann als Einfachquantentopfstuktur (SQW, Single Quantum Well) oder MehrfachquantentopfStruktur (MQW, Multiple Quantum Well) oder auch als Quantendraht oder Quantenpunktstruktur ausgeformt sein.
Vorteilhafterweise stehen bei einem LED-Halbleiterkörper mit übereinander angeordneten aktiven Schichten im Vergleich zu herkömmlichen LED-Halbleiterkörpern der eingangs genannten Art zwei oder auch mehr aktive Schichten gleichzeitig zur Strahlungserzeugung zur Verfügung, so dass die erzeugte Strahlungsmenge insgesamt bzw. die Strahlungsdichte vorteilhaft erhöht ist.
Gegenüber einer anderen Möglichkeit zur Erhöhung der Strahlungsmenge, nämlich der Vergrößerung der Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers in lateraler Richtung, zeichnet sich ein LED-Halbleiterkörper mit übereinander gestapelten pn-Übergängen durch einen vorteilhaft verringerten Herstellungsaufwand und damit auch durch geringere Herstellungskosten pro LED-Halbleiterkörper aus. Eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers kann demgegenüber zu deutlich höheren Kosten pro LED-Halbleiterkörper führen.
Weiterhin kann ein LED-Halbleiterkörper mit vertikal übereinander angeordneten aktiven Schichten vereinfacht an eine vorgegebene VersorgungsSpannung wie beispielsweise 12 V oder 24 V angepasst werden. Bei gleichsinniger Aneinanderreihung der pn-Übergänge der aktiven Schichten addieren sich im Betrieb die Spannungsabfälle an den aktiven Schichten, so dass durch die Anzahl der aktiven Schichten der LED-Halbleiterkörper an eine vorgegebene VersorgungsSpannung, beispielsweise 12 V oder 24 V, anpassbar ist.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite aktive Schicht monolithisch in den Halbleiterkörper integriert. Dadurch entfällt der Herstellungsschritt des Verbindens des ersten Schichtstapels mit dem zweiten Schichtstapel, beispielsweise mittels Bonden.
Unter einem LED-Halbleiterkörper ist vorliegend ein Halbleiterkörper für eine Leuchtdiode, also ein inkohärente Strahlung emittierendes Halbleiterbauelement gemeint, wobei insbesondere die erste und die zweite aktive Schicht jeweils inkohärente Strahlung erzeugen.
Bei einer ersten Variante des LED-Halbleiterkörpers emittieren die erste und die zweite aktive Schicht Strahlung gleicher Wellenlänge. Vorteilhafterweise wird so gegenüber herkömmlichen LED-Halbleiterkörpern die Strahlungsmenge und insbesondere die Strahlungsdichte für eine vorgegebene Wellenlänge vorteilhaft erhöht.
Bei einer zweiten Variante des LED-Halbleiterkörpers erzeugen die erste und die zweite aktive Schicht Strahlung verschiedener Wellenlänge. Diese Variante weist den Vorteil auf, dass das Emissionsspektrum des LED-Halbleiterkörpers insgesamt verbreitet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft zur Erzeugung mischfarbigen Lichts, bevorzugt weißen Lichts.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des LED- Halbleiterkörpers ist zwischen der ersten aktiven Schicht und der zweiten aktiven Schicht ein Tunnelübergang ausgebildet. Dieser Tunnelübergang dient als elektrische Verbindung zwischen der ersten und zweiten aktiven Schicht. Beispielsweise kann ein solcher Tunnelübergang mittels einer hochdotierten Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer hochdotierten Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet sein. Es sei angemerkt, dass die Halbleiterschichten nicht notwendigerweise homogen dotiert sein müssen, da bereits eine hohe Dotierung an der Grenzfläche zu der jeweils anderen Halbleiterschicht zur Ausbildung eines Tunnelübergangs ausreichen kann. Vorzugsweise sind bei dieser Weiterbildung die erste und die zweite aktive Schicht gleichsinnig angeordnet, so dass also deren pn-Übergänge eine pn-pn- bzw. np-np-Strukur bilden, wobei die pn-Übergänge mittels des dazwischenliegenden Tunnelübergangs elektrisch in Serie geschaltet sind. Es können im Rahmen der vorliegenden Erfindung in ähnlicher Weise auch drei oder mehr aktive Schichten in einem LED- Halbleiterkörper vertikal übereinander angeordnet sein, die in entsprechender Weise durch jeweils einen zwischen zwei benachbarten aktiven Schichten gebildeten Tunnelübergang verbunden sind.
Ferner ist es möglich, dass der Tunnelübergang aus einer ersten leitfähigen Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten leitfähigen Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, wobei zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, die undotiert oder mit dem ersten oder zweiten Leitfähigkeitstyp niedrig dotiert sein kann.
Außerdem ist es denkbar, dass zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht zwei Zwischenschichten angeordnet sind, wobei die an die erste Schicht angrenzende Zwischenschicht den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die erste Schicht besitzt, und die an die zweite Schicht angrenzende Zwischenschicht den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die zweite Schicht besitzt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des LED-Halbleiterkörpers ist zwischen der ersten und der zweiten aktiven Schicht eine Verbindungsschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps und auf der der VerbindungsSchicht abgewandten Seite der ersten und der zweiten aktiven Schicht jeweils eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet . Bei dieser Variante sind die pn-Übergänge der ersten und der zweiten aktiven Schicht gegensinnig zueinander ausgebildet, so dass also eine pn-np- bzw. np-pn-Struktur entsteht, wobei die beiden pn-Übergänge mittels einer n-leitenden bzw. p- leitenden Verbindungsschicht verbunden sein können. Vorteilhafterweise bleibt mittels einer Parallelschaltung die VorwärtsSpannung gegenüber einer herkömmlichen LED unverändert .
Vorzugsweise ist die Verbindungsschicht derart angeordnet und ausgebildet, dass sie mittels eines Kontakts elektrisch anschließbar ist. Zur elektrischen Parallelschaltung der ersten und der zweiten aktiven Schicht können die außenliegenden Schichten des zweiten Leitfähigkeitstyps mittels einer vorzugsweise externen, das heißt außerhalb des Halbleiterkörpers angeordneten Kontaktierung elektrisch verbunden sein.
Zweckmäßigerweise ist der LED-Halbleiterkörper auf einem Trägerelement angeordnet. Bevorzugt wird hierzu ein elektrisch leitfähiges Trägerelement verwendet. Dies ermöglicht die Ausbildung eines vertikal leitfähigen Bauelements, bei dem der Stromfluss im Wesentlichen in vertikaler Richtung verläuft. Derartige Bauelemente zeichnen sich durch eine vergleichsweise homogene Stromverteilung innerhalb des LED-Halbleiterkörpers aus . Zur Kontaktierung ist zweckmäßigerweise auf einer dem LED-Halbleiterkörper abgewandten Seite des leitfähigen Trägerelements ein Rückseitenkontakt angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann das Trägerelement für die erzeugte Strahlung durchlässig sein, so dass eine Strahlungsauskopplung durch das Substrat möglich ist.
Der LED-Halbleiterkörper kann auf dem Trägerelement epitaktisch aufgewachsen sein. Das AufwachsSubstrat dient dann zugleich als Trägerelement. Für das epitaktische Aufwachsen können die bekannten und etablierten Epitaxie- Techniken, beispielsweise für das AlGaAs- oder InAlGaAS- Materialsystem, herangezogen werden.
Alternativ ist der LED-Halbleiterkörper auf einem von dem AufwachsSubstrat verschiedenen Trägerelement montiert, wobei bevorzugt das AufwachsSubstrat von dem Halbleiterkörper entfernt worden ist. Dann kann der Halbleiterkörper auch als Dünnfilm-Halbleiterkörper bezeichnet werden.
Ein Dünnfilm-Halbleiterkörper zeichnet sich insbesondere durch mindestens eines der folgenden charakteristischen Merkmale aus : an einer zu einem Trägerelement hin gewandten ersten Hauptfläche einer Strahlungserzeugenden Epitaxieschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert; die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm auf; und die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der epitaktischen Epitaxieschichtenfolge führt, d.h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf .
Ein Grundprinzip eines Dünnschicht-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in I. Schnitzer et al . , Appl. Phys . Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174 - 2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ist in guter Näherung ein Lambert "scher Oberflächenstrahler und eignet sich insbesondere für die Anwendung in einem Scheinwerfer.
Bei dem als Dünnfilm-Halbleiterkörper ausgebildeten LED- Halbleiterkörper ist die Intensität ausgekoppelter Strahlung vorteilhaft erhöht.
Je nach Materialsystem kann die Entfernung des Aufwachssubstrats mechanisch, thermisch oder mittels eines Laserabhebeverfahrens erfolgen. Dünnfilm-Halbleiterkörper zeichnen sich durch eine vorteilhafte geringe Vorwärtsspannung und eine hohe Effizienz bei der Strahlungserzeugung aus. Weiterhin sind Dünnfilm- Halbleiterkörper hinsichtlich der Auswahl des Trägerelements nicht durch die für die Epitaxie notwendigen Randbedingungen limitiert, so dass die Trägerelemente beispielsweise hinsichtlich ihrer thermischen Leitfähigkeit oder auch ihrer Kosten optimiert sein können. Dünnfilm-Halbleiterkörper der oben genannten Art eignen sich insbesondere für das InGaAlP- oder InGaAlN-Materialsystem.
Als Halbleitermaterial eignen sich für den LED- Halbleiterkörper und gegebenenfalls für ein Trägerelement, auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist, beispielsweise InAlGaAs (AlnGamlnx-n-πAs mit O ≤ n ≤ l, O ≤ m ≤ l und n+m < 1) , InGaAlP (AlnGa1nIn1-H-I11P mit O ≤ n ≤ l, O ≤ m ≤ l und n+m ≤ 1) und/oder InGaAlN (AlnGa1nIn1_n_raN mit O ≤ n ≤ l, O ≤ m ≤ l und n+m ≤ 1) , wobei die jeweiligen binären und ternären Verbindungen wie zum Beispiel GaAs, AlGaAs, GaP, InP, GaAlP, GaN oder InGaN eingeschlossen sind.
Dabei muss das jeweilige Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Eigenschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, P) ,, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Vorzugsweise emittiert der LED-Halbleiterkörper im Betrieb Strahlung in vertikaler Richtung, wobei die von der ersten und zweiten aktiven Schicht emittierte Strahlung typischerweise durchmischt ist.
Ein LED-Halbleiterkörper mit übereinander angeordneten aktiven Schichten kann zur Allgemeinbeleuchtung verwendet werden. Durch die erhöhte Strahlungsdichte ist ein derartiger Halbleiterkörper dafür besonders geeignet.
Desweiteren kann der LED-Halbleiterkörper zur
Hinterleuchtung, beispielsweise von Displays, verwendet werden. Vorzugsweise wird der LED-Halbleiterkörper für Proj ektionsanwendungen verwendet .
Weitere Merkmale, Vorzüge und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus den in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
Figur 1 eine scheπiatische Schnittansicht eines ersten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED- Halbleiterkörpers,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LED- Halbleiterkörpers ,
Figur 3 ein Schaubild darstellend Strom/Leistungs- Kennlinien zweier im sichtbaren Bereich abstrahlender LED-Halbleiterkörper gemäß der Erfindung,
Figur 4 ein Schaubild darstellend Strom/Leistungs- Kennlinien zweier im infraroten Bereich abstrahlender LED-Halbleiterkörper gemäß der Erfindung.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.
Der in Figur 1 dargestellte LED-Halbleiterkörper 1 eines ersten Ausführungsbeispiels weist eine erste Strahlungserzeugende aktive Schicht 2 und eine, zweite Strahlungserzeugende aktive Schicht 3 auf, wobei die aktiven Schichten in vertikaler Richtung, das heißt senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schichten übereinander angeordnet sind. Zwischen den aktiven Schichten 2, 3 ist ein Tunnelübergang 4 ausgebildet, der mittels einer ersten Halbleiterschicht 5 eines ersten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise einer n-leitenden Halbleiterschicht, und einer zweiten Halbleiterschicht 6 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise einer p-leitenden Halbleiterschicht gebildet ist. Vorzugsweise sind diese beiden Halbleiterschichten 5, 6 hochdotiert ausgeführt, so dass im Betrieb ein effizienter Tunnelübergang mit einem geringen elektrischen Übergangswiderstand entsteht.
Durch die Anordnung zweier aktiver Schichten in" einem LED- Halbleiterkörper wird vorteilhafterweise die insgesamt erzeugte Strahlungsmenge erhöht. Da sich die Abmessungen des LED-Halbleiterkörpers gegenüber einem LED-Halbleiterkörper mit nur einer einzigen aktiven Schicht nur unmaßgeblich ändern und insbesondere der Querschnitt des LED- Halbleiterkörpers von der Zahl der aktiven Schichten unabhängig ist, wird weitergehend auch die Strahlungsdichte vorteilhaft erhöht.
Der Halbleiterkörper 1 ist auf einem Trägerelement 7 angeordnet. Eine dem Trägerelement 7 zugewandte Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 ist bevorzugter Weise mit einer reflektierenden Schicht 15 versehen. Besonders bevorzugt sind sowohl die reflektierende Schicht 15 als auch das Trägerelement 7 elektrisch leitend. Weitergehend ist das Trägerelement 7 auf einer dem Halbleiterkörper 1 abgewandten Seite mit einem Rückseitenkontakt 8 versehen. Entsprechend ist auf einer dem Trägerelement 7 gegenüberliegenden Seite des LED-Halbleiterkörpers 1 ein Vorderseitenkontakt 9 ausgebildet. Somit wird ein vertikal leitfähiges Bauelement gebildet, das sich durch eine vergleichsweise homogene Stromverteilung innerhalb des LED-Halbleiterkörpers auszeichnet.
Der LED-Halbleiterkörper 1 wird auf einem gesonderten Aufwachssubstrat aufgewachsen und nachfolgend auf das Trägerelement montiert, bespielsweise mittels Löten, Bonden oder Kleben, wobei vorzugsweise das Aufwachssubstrat von dem LED-Halbleiterkörper abgelöst ist. Die reflektierende Schicht 15 kann beispielsweise als ein Bragg-Spiegel, eine metallische Schicht, eine TCO-Schicht (Transparent Conductive Oxide) wie beispielsweise eine ITO- oder ZnO-schicht oder ein Verbund einer metallischen Schicht und einer TCO-Schicht ausgebildet sein. Strahlungsanteile, die in Richtung des Trägerelements 7 emittiert werden, können somit in Richtung der Strahlungsauskoppelseite zurück reflektiert werden.
Auf der Strahlungsauskopplungsseite kann der LED- Halbleiterkörper zur Erhöhung der Strahlungsausbeute mit einer Aufrauhung, einer Oberflächenstrukturierung, etwa in Form von Mikroprismen, oder einem anderen Mittel zur Reduzierung von (Total-) reflexionsverlusten an der Strahlungsauskoppelfläche versehen sein.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen LED-Halbleiterkörper 1, der wie das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 eine erste strahlungserzeugende aktive Schicht 2 und eine zweite strahlungserzeugende aktive Schicht 3 aufweist und auf einem Trägerelement 7 angeordnet ist, welches mit einem Rückseitenkontakt 8 versehen ist . Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist zwischen der ersten aktiven Schicht 2 und der zweiten aktiven 3 Schicht eine Verbindungsschicht 12 eines ersten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise eine p-leitende Halbleiterschicht angeordnet. Die Ausbildung eines Tunnelübergangs ist hierbei nicht zwingend erforderlich. Auf der dieser VerbindungsSchicht 12 abgewandten Seite der ersten aktiven Schicht 2 und der zweiten aktiven Schicht 3 ist jeweils eine Halbleiterschicht 13, 14 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise eine n-leitende Halbleiterschicht gebildet. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind bei dem LED- Halbleiterkörper gemäß Figur 2 somit die pn-Übergänge der aktiven Schichten 2 und 3 gegensinnig angeordnet, so dass eine np-pn-Struktur entsteht.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung sämtliche Leitfähigkeitstypen miteinander vertauscht werden, so dass beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 die Verbindungsschicht 12 n- leitend und die außenliegenden Schichten 13, 14 p-leitend sind und somit eine pn-np-Struktur entsteht .
Zur Kontaktierung ist in der oberseitigen Halbleiterschicht 13 des zweiten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise der n- leitenden Halbleiterschicht, eine Ausnehmung gebildet, die bis zur Verbindungsschicht 12 reicht. Innerhalb dieser Ausnehmung ist ein Vorderseitenkontakt 9 angeordnet, über den die Verbindungsschicht 12 elektrisch anschließbar ist.
Die hinsichtlich der Verbindungsschicht 12 außenliegenden Halbleiterschichten 13, 14 des zweiten Leitfähigkeitstyps sind über eine externe Verbindung 10, beispielsweise eine Metallisierung oder eine elektrisch leitfähige TCO- Beschichtung, und das Trägerelement 7 elektrisch leitend miteinander und mit dem Rückseitenkontakt 8 verbunden.
Zwischen der externen Verbindung 10 und dem Halbleiterkörper 1 ist eine Isolierschicht 11 vorgesehen. Hiermit kann verhindert werden, dass die externe Verbindung 10 die aktive Schichten 2 und 3 elektrisch kurzschließt.
Der Halbleiterkörper 1 ist auf das Trägerelement 7 aufgewachsen.
Auf der Strahlungsauskopplungsseite kann der LED- Halbleiterkörper wiederum zur Erhöhung der Strahlungsausbeute mit einer Aufrauhung, einer Oberflächenstrukturierung, etwa in Form von Mikroprismen, oder einem anderen Mittel zur Reduzierung von (Total- ) reflexionsverlusten an der Strahlungsauskoppelfläche versehen sein.
In Figur 3 sind Kennlinien I, II und III eines ersten, zweiten und dritten LED-Halbleiterkörpers dargestellt. Die Halbleiterkörper unterscheiden sich in der Anzahl der aktiven Schichten voneinander. Der die Kennlinie I aufweisende erste Halbleiterkörper umfasst eine aktive Schicht. Der die Kennlinie II aufweisende zweite Halbleiterkörper umfasst zwei aktive Schichten, zwischen denen ein Tunnelübergang angeordnet ist . Der die Kennlinie III aufweisende dritte Halbleiterkörper umfasst drei aktive Schichten, wobei zwischen zwei aktiven Schichten jeweils ein Tunnelübergang angeordnet ist. Die Halbleiterkörper enthalten InGaAlP und emittieren Strahlung im sichtbaren Bereich, vorzugsweise mit einer Wellenlänge λ = 630 nm.
Aus dem Schaubild geht hervor, dass die Strahlungsleistung P der Halbleiterkörper mit zunehmender Stromstärke If des sugeführten Stroms ansteigt. Ferner ist zu sehen, dass der dritte Halbleiterkörper, zumindest im Bereich If > 10 mA, bei gleicher Stromstärke eine größere Strahlungsleistung aufweist als der erste und der zweite Halbleiterkörper. Da die Halbleiterkörper eine etwa identische Größe aufweisen, ist somit die Strahlungsdichte beim dritten Halbleiterkörper am größten. Weiterhin ist die Strahlungsdichte des zweiten Halbleiterkörpers größer als die Strahlungsdichte des ersten Halbleiterkörpers, der als Referenz dient. ~
In Figur 4 sind Kennlinien IV, V und VI eines ersten, zweiten und dritten LED-Halbleiterkörpers dargestellt. Die Halbleiterkörper unterscheiden sich in der Anzahl der aktiven Schichten voneinander. Der die Kennlinie IV aufweisende erste Halbleiterkörper umfasst eine aktive Schicht. Der die Kennlinie V aufweisende zweite Halbleiterkörper umfasst zwei aktive Schichten, zwischen denen ein Tunnelübergang angeordnet ist. Der die Kennlinie VI aufweisende dritte Halbleiterkörper umfasst fünf aktive Schichten, wobei zwischen zwei aktiven Schichten jeweils ein Tunnelübergang angeordnet ist.
Die Halbleiterkörper emittieren Strahlung im infraroten Bereich, insbesondere mit einer Wellenlänge λ = 950 nm. Bevorzugter Weise umfasst die aktive Schicht einen GaAs/AlGaAs-HeteroÜbergang. Besonders bevorzugt sind die Halbleiterkörper als Dünnfilm-Halbleiterkörper ausgebildet. Weiterhin sind die Halbleiterkörper Hochstrom- Halbleiterkörper .
Entsprechend der Figur 3 geht aus dem in Figur 4 dargestellten Schaubild hervor, dass die Strahlungsleistung P der Halbleiterkörper mit zunehmender Stromstärke If des zugeführten Stroms ansteigt. Ferner ist zu sehen, dass der dritte Halbleiterkörper, zumindest im Bereich If > 50 mA, bei gleicher Stromstärke eine größere Strahlungsleistung aufweist als der erste und der zweite Halbleiterkörper. Da die Halbleiterkörper eine etwa identische Größe aufweisen, ist somit die Strahlungsdichte beim dritten Halbleiterkörper am größten. Weiterhin ist die Strahlungsdichte des zweiten Halbleiterkörpers größer als die Strahlungsdichte des ersten Halbleiterkörpers .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt . Insbesondere können im Rahmen der Erfindung nicht nur zwei aktive
Strahlungserzeugende Schichten, sondern auch drei, vier oder mehr Strahlungserzeugende Schichten vertikal übereinander angeordnet sein, die bevorzugt jeweils mittels eines Tunnelübergangs oder einer Verbindungsschicht elekrisch miteinander verbunden sind.
Weiterhin umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination von Merkmalen selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben sind.

Claims

Patentansprüche
1. LED-Halbleiterkörper mit einer ersten Strahlungserzeugenden aktiven Schicht und einer zweiten Strahlungserzeugenden aktiven Schicht, wobei die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind.
2. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite aktive Schicht in dem Halbleiterkörper monolithisch integriert sind.
3. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite aktive Schicht jeweils inkohärente Strahlung erzeugen.
4. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite aktive Schicht Strahlung gleicher Wellenlänge erzeugen.
5. LED-Halbleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste und die zweite aktive Schicht Strahlung verschiedener Wellenlänge erzeugen.
6. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der ersten und der zweiten aktiven Schicht ein Tunnelübergang ausgebildet ist.
7. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 6, wobei der Tunnelübergang mittels einer hochdotierten Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer hochdotierten Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist.
8. LED-Halbleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwischen der ersten und der zweiten aktiven Schicht eine Verbindungsschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet ist, und auf der der Verbindungsschicht abgewandten Seite der ersten und der zweiten aktiven Schicht jeweils eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps angeordnet ist .
9. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 8, wobei die Verbindungsschicht mittels eines Kontakts elektrisch anschließbar ist.
10. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 8 oder 9, wobei die außenliegenden Schichten des zweiten Leitfähigkeitstyps mittels einer externen Kontaktierung elektrisch verbunden sind.
11. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der LED-Halbleiterkörper auf einem Trägerelement angeordnet ist.
12. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 11, wobei das Trägerelement elektrisch leitfähig und/oder für die erzeugte Strahlung durchlässig ist.
13. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 11 oder 12, wobei auf einer dem LED-Halbleiterkörper abgewandten Seite des Trägerelements ein Rückseitenkontakt angeordnet ist.
14. LED-Halbleiterkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der LED-Halbleiterkörper auf dem Trägerelement aufgewachsen ist.
15. LED-Halbleiterkörper nach einem der Ansprüche 11 bis .13, wobei der LED-Halbleiterkörper auf einem von dem Trägerelement verschiedenen Aufwachssubstrat aufgewachsen ist.
16. LED-Halbleiterkörper nach Anspruch 15, wobei das AufwachsSubstrat von dem Halbleiterkörper entfernt ist.
17. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper, vorzugsweise eine der beiden aktiven Schichten oder beide aktive Schichten, InGaAlAs oder InGaAlP enthalten.
18. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper, vorzugsweise eine der beiden aktiven Schichten oder beide aktive Schichten, InGaAlN enthält.
19. LED-Halbleiterkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper in vertikaler Richtung Strahlung emittiert .
20. Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Allgemeinbeleuchtung.
21. Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Hinterleuchtung, beispielsweise von Displays.
22. Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für Projektionsanwendungen.
PCT/DE2006/002228 2005-12-30 2006-12-13 Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers WO2007076796A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020087017976A KR101356271B1 (ko) 2005-12-30 2006-12-13 Ｌｅｄ 반도체 바디 및 ｌｅｄ 반도체 바디의 이용
US12/087,293 US7932526B2 (en) 2005-12-30 2006-12-13 LED semiconductor body and use of an LED semiconductor body
CN200680050021.8A CN101351900B (zh) 2005-12-30 2006-12-13 Led半导体本体和led半导体本体的应用
JP2008547845A JP2009522755A (ja) 2005-12-30 2006-12-13 Ｌｅｄ半導体本体及びｌｅｄ半導体本体の使用
EP06840869.9A EP1966836B1 (de) 2005-12-30 2006-12-13 Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005063105.3 2005-12-30
DE102005063105 2005-12-30
DE102006039369A DE102006039369A1 (de) 2005-12-30 2006-08-22 LED-Halbleiterkörper und Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers
DE102006039369.4 2006-08-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007076796A1 true WO2007076796A1 (de) 2007-07-12

Family

ID=37903977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2006/002228 WO2007076796A1 (de) 2005-12-30 2006-12-13 Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7932526B2 (de)
EP (1) EP1966836B1 (de)
JP (1) JP2009522755A (de)
KR (1) KR101356271B1 (de)
CN (1) CN101351900B (de)
DE (1) DE102006039369A1 (de)
TW (1) TWI393267B (de)
WO (1) WO2007076796A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI423420B (zh) * 2007-12-14 2014-01-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh 輻射裝置
US10439103B2 (en) 2017-05-25 2019-10-08 Showa Denko K. K. Light-emitting diode and method for manufacturing tunnel junction layer

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035627A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Halbleiterkörper
DE102006051745B4 (de) * 2006-09-28 2024-02-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung LED-Halbleiterkörper und Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers
DE102007035896A1 (de) * 2007-07-31 2009-02-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und optoelektronisches Bauelement
DE102008014094A1 (de) 2008-03-13 2009-09-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierende Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Vorrichtung
DE102008047579B4 (de) 2008-09-17 2020-02-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtmittel
CN102064169B (zh) * 2010-11-25 2012-05-23 山东华光光电子有限公司 单芯片白光led及其制备方法
JP2012209451A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Dowa Holdings Co Ltd 半導体発光素子
JP5755511B2 (ja) * 2011-06-14 2015-07-29 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP5755510B2 (ja) * 2011-06-14 2015-07-29 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
DE102012108763B4 (de) * 2012-09-18 2023-02-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer halbleiterchip und lichtquelle mit dem optoelektronischen halbleiterchip
DE102013104954A1 (de) 2013-05-14 2014-11-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102015119817A1 (de) * 2015-11-17 2017-05-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement
US9859470B2 (en) 2016-03-10 2018-01-02 Epistar Corporation Light-emitting device with adjusting element
JP7122119B2 (ja) 2017-05-25 2022-08-19 昭和電工光半導体株式会社 発光ダイオード
US20190198709A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Lumileds Llc Iii-nitride multi-color on wafer micro-led enabled by tunnel junctions
DE102019110200A1 (de) * 2019-04-17 2020-10-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Halbleiterbauelement
US20230076963A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-09 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode and light emitting device having the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620643B1 (en) * 1999-08-05 2003-09-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting device using group III nitride compound semiconductor
US20040090779A1 (en) * 2002-04-15 2004-05-13 Chen Ou Light mixing led and manufacturing method thereof
EP1475835A2 (de) * 2003-04-14 2004-11-10 Epitech Corporation, Ltd. Farbmischende Leuchtdiode
US20050067627A1 (en) * 2003-09-17 2005-03-31 Guangdi Shen High efficiency multi-active layer tunnel regenerated white light emitting diode
WO2005073485A2 (de) * 2004-01-29 2005-08-11 Rwe Space Solar Power Gmbh Aktive zonen aufweisende halbleiterstruktur
US20050189551A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-01 Hui Peng High power and high brightness white LED assemblies and method for mass production of the same
EP1605561A2 (de) * 2004-01-30 2005-12-14 Osram Opto Semiconductors GmbH Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4024431B2 (ja) * 1999-07-23 2007-12-19 株式会社東芝 双方向半導体発光素子及び光伝送装置
KR100382481B1 (ko) * 2000-06-09 2003-05-01 엘지전자 주식회사 백색 발광 다이오드 소자 및 그 제조 방법
KR100380536B1 (ko) * 2000-09-14 2003-04-23 주식회사 옵토웰 터널접합 구조를 가지는 질화물반도체 발광소자
US6547249B2 (en) 2001-03-29 2003-04-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates
US6822991B2 (en) * 2002-09-30 2004-11-23 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting devices including tunnel junctions
TW200410425A (en) * 2002-12-12 2004-06-16 South Epitaxy Corp Light emitting diode structure
US6878970B2 (en) * 2003-04-17 2005-04-12 Agilent Technologies, Inc. Light-emitting device having element(s) for increasing the effective carrier capture cross-section of quantum wells
JP2004327719A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子
JP2005216917A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Seiko Epson Corp 光源装置及びプロジェクタ
JP4577497B2 (ja) * 2004-02-02 2010-11-10 サンケン電気株式会社 半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置
US7808011B2 (en) * 2004-03-19 2010-10-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Semiconductor light emitting devices including in-plane light emitting layers
DE102004015570A1 (de) * 2004-03-30 2005-11-10 J.S. Technology Co., Ltd. Weiß-Licht-LED-Anordnung
US20050255884A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Yun-Ning Shih Method and apparatus for wireless transmission adaptation
DE102004026125A1 (de) * 2004-05-28 2005-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
JP4653671B2 (ja) * 2005-03-14 2011-03-16 株式会社東芝 発光装置
KR100818466B1 (ko) * 2007-02-13 2008-04-02 삼성전기주식회사 반도체 발광소자

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620643B1 (en) * 1999-08-05 2003-09-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting device using group III nitride compound semiconductor
US20040090779A1 (en) * 2002-04-15 2004-05-13 Chen Ou Light mixing led and manufacturing method thereof
EP1475835A2 (de) * 2003-04-14 2004-11-10 Epitech Corporation, Ltd. Farbmischende Leuchtdiode
US20050067627A1 (en) * 2003-09-17 2005-03-31 Guangdi Shen High efficiency multi-active layer tunnel regenerated white light emitting diode
WO2005073485A2 (de) * 2004-01-29 2005-08-11 Rwe Space Solar Power Gmbh Aktive zonen aufweisende halbleiterstruktur
EP1605561A2 (de) * 2004-01-30 2005-12-14 Osram Opto Semiconductors GmbH Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement
US20050189551A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-01 Hui Peng High power and high brightness white LED assemblies and method for mass production of the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. SCHNITZER ET AL., APPL. PHYS. LETT., vol. 63, no. 16, 18 October 1993 (1993-10-18), pages 2174 - 2176

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI423420B (zh) * 2007-12-14 2014-01-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh 輻射裝置
US8648357B2 (en) 2007-12-14 2014-02-11 Osram Opto Semiconductor Gmbh Radiation-emitting device
KR101559601B1 (ko) 2007-12-14 2015-10-12 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 복사 방출 장치
US10439103B2 (en) 2017-05-25 2019-10-08 Showa Denko K. K. Light-emitting diode and method for manufacturing tunnel junction layer
US10693036B2 (en) 2017-05-25 2020-06-23 Showa Denko K. K. Method for manufacturing tunnel junction layer

Also Published As

Publication number Publication date
US7932526B2 (en) 2011-04-26
TWI393267B (zh) 2013-04-11
US20090173961A1 (en) 2009-07-09
EP1966836A1 (de) 2008-09-10
CN101351900B (zh) 2012-10-03
TW200735421A (en) 2007-09-16
KR101356271B1 (ko) 2014-01-28
KR20080085057A (ko) 2008-09-22
CN101351900A (zh) 2009-01-21
EP1966836B1 (de) 2019-02-06
JP2009522755A (ja) 2009-06-11
DE102006039369A1 (de) 2007-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1966836B1 (de) Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers
EP2245667B1 (de) Monolithischer, optoelektronischer halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines solchen
DE102006051745B4 (de) LED-Halbleiterkörper und Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers
EP2260516B1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines solchen
EP2149159B1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines solchen
EP2062296B1 (de) Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers
EP1709694B1 (de) Dünnfilm-led mit einer stromaufweitungsstruktur
DE102006057747B4 (de) Halbleiterkörper und Halbleiterchip mit einem Halbleiterkörper
EP2519980B1 (de) Lichtemittierender halbleiterchip
DE102011116232B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3206238B1 (de) Lichtemittierende dünnfilm-diode mit einer spiegelschicht und verfahren zu deren herstellung
WO2018122103A1 (de) Halbleiterlaserdiode
EP2193550A1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterkörper
DE102012106143A1 (de) Nitrid-Halbleiter-Leuchtdiodenvorrichtung
WO2010040337A1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper
EP2067179A1 (de) Led-halbleiterkörper und verwendung eines led-halbleiterkörpers
DE102008039790A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008016525A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102005003460A1 (de) Dünnfilm-LED mit einer Stromaufweitungsstruktur
WO2018219681A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE10244447B4 (de) Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680050021.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008547845

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006840869

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020087017976

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006840869

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12087293

Country of ref document: US