一种具有堆叠状结构的发光二极管，所述发光二极管具有第一区域和第二区域，其中，所有两个区域以所提及的顺序具有如下层：载体层、n掺杂的下包覆层、产生电磁辐射的有源层(其中，所述有源层包括量子阱结构)、p掺杂的上包覆层，附加地，所述第一区域具有：构造在所述上包覆层上的由p+层和n+层构成的隧道二极管以及n掺杂的电流分配层；其中，所述电流分配层和n掺杂的接通层以印制导线层结构覆盖，并且对所述第一区域附加提及的层以上面提及的顺序布置，其中，至少所述下包覆层、所述有源层、所述上包覆层、所述隧道二极管以及所述电流分配层单片地构造，所述第二区域不具有或仅部分地具有所述第一区域的所述附加层，并且所述第二区域具有带有底部区域的接通孔，并且在所述接通孔的底部区域中构造有注入势垒。
【技术实现步骤摘要】
发光二极管
本专利技术涉及一种发光二极管。
技术介绍
由DE102007032555A1也已知一种发光二极管，该发光二极管为改善接通层与有源区之间的耦合输出效率(Auskoppeleffizienz)而具有注入势垒，其中，该注入势垒抑制从接通部到有源区方向上的垂直电流。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术的任务在于说明一种扩展现有技术的设备。所述任务通过一种具有权利要求1的特征的发光二极管来解决。本专利技术的有利构型是从属权利要求的主题。根据本专利技术的主题，提供一种具有堆叠状结构的发光二极管，该堆叠状结构具有上侧和下侧。主要由III-V族半导体层构成的堆叠状结构在上侧具有第一区域和第二区域，其中，所有两个区域以如下顺序具有如下半导体层：载体层、n掺杂的下包覆层、产生电磁辐射的有源层以及p掺杂的上包覆层，其中，该有源层包括量子阱结构。附加地，该第一区域具有构造在上包覆层(20)上的由p+层和n+层构成的隧道二极管，其中，隧道二极管的p+层由III族砷化物构成或包括III族砷化物，并且隧道二极管的n+层由III族磷化物构成或包括III族磷化物。第一区域也具有n掺杂的电流分配层，其中，该电流分配层由III族砷化物构成或包括III族砷化物。第一区域具有n掺杂的接通层，其中，n掺杂的接通层由III族砷化物构成或包括III族砷化物。n掺杂的接通层以印制导线层结构覆盖。对于第一区域附加提到的层以所提及的顺序布置。至少下包覆层、有源层、上包覆层、隧道二极管以及电流分配层单片地(monolithisch)构造。第二区域不具有或至少部分地具有第一区域的附加层。第二区域具有带有上侧边缘面、侧面以及底面的接通孔，其中，在接通孔的底部区域中附加地构造有如下层：注入势垒以及印制导线层结构，所述注入势垒面式地构造在上包覆层中或上包覆层的表面处或上包覆层的上方，以便抑制与堆叠方向相反的电流流动，其中，注入势垒包括pn结和/或绝缘层，或由pn结或绝缘层构成，注入势垒以印制导线层结构覆盖，其中，该印制导线层结构具有第一金属层以及构造在第一层上方的第二金属层。应该注意的是，接通孔优选具有平坦的底部区域。在一种实施方式中，该底部区域由上包覆层构成。在另一实施方式中，在底部区域中，至少电流分配层与隧道二极管的n+磷化物层被完全去除。在另一实施方式中，在底部区域中也缺失隧道二极管的p+砷化物层，也就是说，隧道二极管在底部区域中完全被去除。接通孔的区域在上侧优选构造成平坦的，并且充当用于与LED电接通的焊盘区域。换句话说，焊盘区域借助接合线(Bonddraht)与LED的连接端连接。基于几乎封闭的金属化层和注入势垒，在第二区域上方不发生光耦合输出。此外，应该注意，上侧的区域优选彼此相邻。可以理解，第一区域部分地以金属化的接通层覆盖。也可以理解，借助掩模处理来执行将堆叠的表面划分成两个区域。应该注意，概念“III族砷化物”可以理解为例如InGaAs或GaAs或AlGaAs的半导体材料。相应地，概念“III族磷化物”可以理解为例如InGaP或InAlP或InP的半导体材料。可以理解，概念“堆叠状结构”包括彼此依次布置的半导体层，或，所述堆叠由彼此依次布置的半导体层构成。优选地，这些层——从下包覆层开始直到包括n掺杂的接通层——借助金属有机物气相外延(MOVPE)制造。视制造而定，也可以将单片构造的层接合到载体层上。可以理解，在有源层上安放的其他层(包括隧道二极管的层)对于有源层的发射波长尽可能透明地构造。当前结构的优点在于，可以以简单和成本有利的方式提高光输出。此外，接通孔中的注入势垒也对提高光输出作出贡献。由此，以有利的方式使接合焊盘下方的区域中的电流注入最小化，使得实现构件效率的提高。应该注意，概念“光输出”应理解为与LED构件的功率消耗相关的以mW测量的光通量。令人惊讶地示出，最上部的高掺杂n+隧道二极管磷化物层表现出相对于湿法蚀刻具有高选择性。换句话说，磷化物层是用于湿法蚀刻的蚀刻停止层。即使在湿法蚀刻时间较长的情况下，该磷化物层也不会被蚀刻掉。优选地，借助具有强烈各向异性作用的湿法蚀刻溶液、例如借助过氧化物磷酸来执行湿法蚀刻。在此，借助抗蚀剂掩模(Lackmaske)保护第一区域免受湿法蚀刻的侵蚀。可以理解，替代湿法蚀刻也可以使用干法蚀刻处理。在一个随后的优选构造成湿法蚀刻步骤的处理步骤中，可以去除n+磷化物隧道二极管层。优选地，为此可以使用盐酸。研究表明，借助盐酸可以相对于处于下面的p+砷化物隧道二极管层非常选择性地去除n+磷化物隧道二极管层。在一种扩展方案中，在另一湿法蚀刻步骤中随后也将先前露出的p+砷化物隧道二极管层去除。在一种实施方式中，将包含n掺杂剂的金属层引入接通孔的底部区域中。其方式是：由p+隧道二极管层构成底部区域，或在一种扩展方案中，由上包覆层构成底部区域，可以以阻挡pn结的形式简单地并且成本有利地形成注入势垒。在另一实施方式中，在接通孔的底部区域中构造有AlGaAs层。在一种扩展方案中，在接通孔的底面上布置有与构成侧面和底面的半导体材料不同的半导体材料，其中，借助该不同的半导体材料，底面是n掺杂的，并且在底面区域中形成异质结。在另一扩展方案中，接通孔以由半导体材料和金属构成的层序列填充，其中，作为第一金属层，第一金属材料锁合地与所述不同的半导体材料连接。在一种实施方式中，在第一金属上方作为第二金属布置有第二金属层，其中，第二金属与第一金属不同。在另一实施方式中，在第一金属与第二金属之间布置有由难熔金属构成的能够导电的层或扩散势垒，以便抑制第二金属的部分扩散到第一金属中。在一种扩展方案中，难熔金属包含Ti或Cr或Ni或Mo或W或由这些金属的化合物构成。在另一扩展方案中，在电流分配层上布置有n掺杂的接通层，其中，n掺杂的接通层由III族砷化物构成或包括III族砷化物，并且凹槽(Aussparung)穿透接通层。在一种实施方式中，该凹槽的上侧边缘面和/或侧面至少部分地或完全被填充。在另一实施方式中，第一金属由金属Au、Ni、Pd、Pt的组构成，或由金属Au、Ni、Pd、Pt的合金构成。在一种扩展方案中，所述不同的半导体材料包括元素Si、Ge、Te、Mg、C和Zn中的一个或多个。在另一扩展方案中，第二金属主要由Ag或Au或Cu或Al或这些金属的合金构成。优选地，电流分配层具有层电阻RS<70Ω/sq，并且包覆层具有层电阻RS>400Ω/sq。在一种扩展方案中，电流分配层包括n掺杂的AlxGa1-xAs层，所述n掺杂的AlxGa1-xAs层具有0％至20％之间的Al含量x。在一种实施方式中，该堆叠状结构具有大于600nm的发射波长。附图说明以下参照附图进一步阐述本专利技术。在此，同种类的部分以相同的附图标记标注。所示出的实施方式是高度示意性的，也就是说，距离、横向延伸以及纵向延伸不是按比例的，并且只要未特别说明，也不具有可推导出的几何关系。附图中示出：图1示出根据本专利技术的发光二极管的一种实施方式的俯视图；图2示出根据本专利技术的发光二极管的堆叠状结构的一种实施方式的侧视图；图3示出沿图1中的线A-A的剖视图。具体实施方式图1示出根据本专利技术的发光二极管10的第一实施方式的俯视图，该发光二极管具有基本上由III-V本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发光二极管(10)，其具有堆叠状结构(12)，所述堆叠状结构主要由III‑V族半导体层构成，所述发光二极管具有：第一区域(31)和第二区域(32)，其中，所有两个区域(31，32)以如下顺序具有如下半导体层：载体层(14)、n掺杂的下包覆层(16)、产生电磁辐射的有源层(18)、p掺杂的上包覆层(20)，其中，所述有源层(18)包括量子阱结构，附加地，所述第一区域(31)具有构造在所述上包覆层(20)上的由p+层(22)和n+层(24)构成的隧道二极管(26)，其特征在于，所述隧道二极管(26)的所述p+层(22)由III族砷化物构成或包括III族砷化物，所述隧道二极管(26)的所述n+层(24)由III族磷化物构成或包括III族磷化物，n掺杂的电流分配层(28)，其中，所述电流分配层(28)由III族砷化物构成或包括III族砷化物，n掺杂的接通层(34)，其中，所述n掺杂的接通层(34)由III族砷化物构成或包括III族砷化物，所述n掺杂的接通层(34)以印制导线层结构(40)覆盖，并且对于所述第一区域(31)附加提及的层以上面提及的顺序布置，其中，至少所述下包覆层(16)、所述有源层(18)、所述上包覆层(20)、所述隧道二极管(26)以及所述电流分配层单片地构造，所述第二区域(32)不具有或部分地具有所述第一区域(31)的所述附加层，所述第二区域(32)具有接通孔(100)，所述接通孔具有上侧边缘面、侧面以及底面，并且在所述接通孔(100)的底部区域中附加地构造有如下层：注入势垒(27)，其面式地构造在所述上包覆层(20)中或所述上包覆层(20)的表面处或所述上包覆层(20)的上方，以便抑制与堆叠方向相反的电流流动，其中，所述注入势垒(27)包括pn结和/或绝缘层，或由pn结或绝缘层构成，印制导线层结构(40)，所述注入势垒(27)以所述印制导线层结构覆盖，其中，所述印制导线层结构(40)具有第一金属层(41)以及构造在所述第一层(41)上方的第二金属层(42)。...
【技术特征摘要】
2017.03.13 DE 102017002332.81.一种发光二极管(10)，其具有堆叠状结构(12)，所述堆叠状结构主要由III-V族半导体层构成，所述发光二极管具有：第一区域(31)和第二区域(32)，其中，所有两个区域(31，32)以如下顺序具有如下半导体层：载体层(14)、n掺杂的下包覆层(16)、产生电磁辐射的有源层(18)、p掺杂的上包覆层(20)，其中，所述有源层(18)包括量子阱结构，附加地，所述第一区域(31)具有构造在所述上包覆层(20)上的由p+层(22)和n+层(24)构成的隧道二极管(26)，其特征在于，所述隧道二极管(26)的所述p+层(22)由III族砷化物构成或包括III族砷化物，所述隧道二极管(26)的所述n+层(24)由III族磷化物构成或包括III族磷化物，n掺杂的电流分配层(28)，其中，所述电流分配层(28)由III族砷化物构成或包括III族砷化物，n掺杂的接通层(34)，其中，所述n掺杂的接通层(34)由III族砷化物构成或包括III族砷化物，所述n掺杂的接通层(34)以印制导线层结构(40)覆盖，并且对于所述第一区域(31)附加提及的层以上面提及的顺序布置，其中，至少所述下包覆层(16)、所述有源层(18)、所述上包覆层(20)、所述隧道二极管(26)以及所述电流分配层单片地构造，所述第二区域(32)不具有或部分地具有所述第一区域(31)的所述附加层，所述第二区域(32)具有接通孔(100)，所述接通孔具有上侧边缘面、侧面以及底面，并且在所述接通孔(100)的底部区域中附加地构造有如下层：注入势垒(27)，其面式地构造在所述上包覆层(20)中或所述上包覆层(20)的表面处或所述上包覆层(20)的上方，以便抑制与堆叠方向相反的电流流动，其中，所述注入势垒(27)包括pn结和/或绝缘层，或由pn结或绝缘层构成，印制导线层结构(40)，所述注入势垒(27)以所述印制导线层结构覆盖，其中，所述印制导线层结构(40)具有第一金属层(41)以及构造在所述第一层(41)上方的第二金属层(42)。2.根据权利要求1所述的发光二极管(10)，其特征在于，在所述接通孔(100)的底部区域中构造有AlGaAs层。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管(10)，其特征在于，在所述底面上布置有与形成所述侧面和所述底面的半导体材料不同的半导...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·劳尔曼，D·富尔曼，
申请(专利权)人：阿聚尔斯佩西太阳能有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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