DE10017757B4 - LED auf AlGaInN-Basis mit dicker Epitaxieschicht für eine verbesserte Lichtextraktion und Verfahren zum Herstellen des Bauelements - Google Patents

LED auf AlGaInN-Basis mit dicker Epitaxieschicht für eine verbesserte Lichtextraktion und Verfahren zum Herstellen des Bauelements Download PDF

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Abstract

Lichtemittierendes AlGaInN-Diodenbauelement (32; 70) mit folgenden Merkmalen:
einem Substrat (34; 78); und
einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) mit einer aktiven Region (38; 76), die mit dem Substrat gekoppelt ist, wobei die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine erste Region (40; 72) aus Epitaxieschichten, die oberhalb der aktiven Region angeordnet ist, und eine zweite Region (42; 74) aus Epitaxieschichten, die unterhalb der aktiven Region angeordnet ist, aufweist, wobei die Epitaxieschichten der ersten und der zweiten Region eine Mehrzahl von Epitaxieschichten aufweisen, die aus einem Nitrid zumindest eines Elements aufgebaut sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium und Indium besteht, wobei zwischen der aktiven Region (38; 76) und dem Substrat (34; 78) kein verteilter Bragg-Reflektor vorgesehen ist, und
wobei die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 4 μm aufweist;
wobei zumindest eine Schicht der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) texturiert ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf lichtemittierende Dioden und spezieller auf lichtemittierende Dioden auf AlGaInN-Basis.
  • Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind gut bekannte Halbleiterbauelemente, die Licht erzeugen können, das eine Spitzenwellenlänge in einer spezifischen Region des Lichtspektrums aufweist. LEDs werden typischerweise als Beleuchtungseinrichtungen, Anzeigeeinrichtungen und Anzeigen verwendet. LEDs auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis (AlGaInN-Basis) können Licht, das eine Spitzenwellenlänge in der blauen und grünen Region des sichtbaren Lichtspektrums aufweist, mit einer größeren Leuchtintensität als andere herkömmliche LEDs emittieren. Aufgrund ihrer überlegenen Luminanz erhielten die LEDs auf AlGaInN-Basis in jüngeren Jahren eine hohe Aufmerksamkeit.
  • Eine beispielhafte bekannte LED auf AlGaInN-Basis ist schematisch in 1 dargestellt. Die LED 10 auf AlGaInN-Basis umfaßt ein Saphir-Substrat (Al2O3-Substrat) 12 und eine mehrschichtige Epitaxiestruktur 14. Die mehrschichtige Epitaxieschichtstruktur umfaßt eine obere AlGaInN-Region 16, eine aktive Region 18 und eine untere AlGaInN-Region 20. Der Ausdruck "AlGaInN" ist hierin als ein Material definiert, das aus einem oder mehreren Elementen aus einer Gruppe, die Aluminium, Gallium, Indium und Stickstoff enthält, zusammengesetzt ist. Die obere AlGaInN-Region und die untere AlGaInN-Region bestehen aus mehreren Epitaxieschichten aus AlGaInN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten, während die untere AlGaInN-Region aus n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten und/oder undotierten AlGaInN-Epitaxieschichten besteht. Die aktive Region umfaßt eine oder mehrere Schichten aus Indium-Gallium-Nitrid (InGaN), die eine Struktur bildet (bilden), die üblicherweise als ein Quantentopf (Quantentöpfe) bezeichnet wird (werden). Die typische Dicke der oberen AlGaInN-Region ist kleiner als 0,5 μm, während die typische Dicke der unteren AlGaInN-Region näherungsweise 2 bis 3 μm beträgt. Die Dicke der aktiven Region ist typischerweise kleiner als 0,2 μm. Daher beträgt die typische maximale Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 3,7 μm.
  • Ein ohmscher p-Kontakt 22 ist mit der oberen AlGaInN-Region 16 verbunden, während ein ohmscher n-Kontakt 24 mit der oberen Oberfläche der unteren AlGaInN-Region 20 verbunden ist. Die ohmschen Kontakte liefern eine elektrische Leitung durch die aktive Region 18 der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 14. Auf der oberen Oberfläche der oberen AlGaInN-Region ist eine halbtransparente Metallschicht 26 angeordnet und mit dem ohmschen p-Kontakt elektrisch verbunden. Die halbtransparente Metallschicht kann aus oxidiertem Nickel und Gold bestehen. Die halbtransparente Metallschicht ist als ein Stromverteiler wirksam, um Strom durch den gesamten Bereich der aktiven Region zu verteilen. Zwischen dem Saphirsubstrat 12 und der leitfähigen Struktur ist eine Pufferschicht 28 angeordnet. Die Pufferschicht dient als eine Übergangsschicht, um ein ordnungsgemäßes Aufwachsen der unteren AlGaInN-Region auf dem Saphirsubstrat sicherzustellen. Die Pufferschicht besteht aus einem Material auf AlGaInN-Basis.
  • Während eines Lichtemissionsbetriebs wird Spannung an die ohmschen Kontakte 22 und 24 angelegt, um die LED 10 vorwärts vorzuspannen. Der vorwärts vorgespannte Zustand der LED bewirkt, daß Löcher von der oberen AlGaInN-Region 16 in die aktive Region 18 injiziert werden. Zudem bewirkt der vorwärts vorgespannte Zustand, daß Elektroden von der unteren AlGaInN-Region 20 in die aktive Region injiziert werden. In dem Quantentopf (den Quantentöpfen) der aktiven Region rekombinieren die injizierten Löcher und Elektronen, was die Emission von Licht zur Folge hat. Das erzeugte Licht wird in allen Richtungen emittiert, wie es durch die Pfeile in der aktiven Region gezeigt ist. Ein bestimmter Teil des emittierten Lichts verläßt die LED als Ausgabelicht von der Oberseite der LED durch die halbtransparente Metallschicht. Ferner emittiert ein bestimmter Teil des Lichts in das Substrat 12 und entkommt aus den Seiten des Bauelements. Jedoch muß ein großer Teil des emittierten Lichts von dem Bereich innerhalb der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 14 aus den Seiten der LED entkommen, nachdem derselbe von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats und den unteren Oberflächen einer Einkapselungs-Epoxidschicht (nicht gezeigt), die die LED bedeckt, reflektiert wurde. Dies ist durch einen exemplarischen Weg 30 eines solchen emittierten Lichts gezeigt. Die Gesamtlichtausgabe der LED umfaßt den Teil des emittierten Lichts, der durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur entkommt, ebenso wie den Teil, der durch die obere Oberfläche und durch das Substrat entkommt.
  • Die Lichtextraktion von LEDs auf AlGaInN-Basis, beispielsweise der LED 10, ist durch verschiedene parasitäre optische Verlustmechanismen, die in den AlGaInN-Epitaxieschichten vorliegen oder dieselben umgeben, begrenzt. Diese Mechanismen umfassen eine Absorption an der halbtransparenten Metallschicht 26, sowie eine Absorption in vielen Schichten, die der Epitaxieabschnitt der LED umfaßt, beispielsweise der Pufferschicht 28, der aktiven Region 18 und der stark Mg-dotierten GaN-Kontaktschicht 16. Aufgrund der Brechungsindexstufe zwischen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (n = 2,4) und dem Saphirsubstrat (n = 1,77) oder der Einkapselungsepoxidschicht (n = 1,5) entkommen lediglich näherungsweise 25% des Lichts, das in der aktiven Region erzeugt wird, beim erstmaligen Auftreffen auf diese Grenzflächen in das Epoxid oder das Substrat. Der Rest des Lichts wird in einem Wellenleiter eingefangen, der durch die Einkapselungsepoxidschicht oberhalb des Chips und das Substrat gebildet ist. Das eingefangene Licht muß Strecken in der Größenordnung der Länge des Chips zurücklegen, um von den Seiten der LED zu entkommen. Derartige Strecken erfordern viele Durch läufe durch die verschiedenen Verlustmechanismen in der LED-Struktur, was die Wahrscheinlichkeit einer Absorption erhöht. Folglich geht ein großer Anteil dieses eingefangenen Lichts schließlich verloren, was die Gesamtlichtausgabe der LED verringert.
  • Aus der DE 19725578 A1 sind auf Gallium-Nitrid basierende Licht-emittierende Bauelemente bekannt, bei denen auf einem Saphirsubstrat eine Pufferschicht, auf der Pufferschicht eine erste N-Typ-Verbindungsschicht, auf der N-Typ-Verbindungsschicht eine aktive Schicht, auf der aktiven Schicht eine P-Typ-Schicht und auf der P-Typ-Schicht Bauelementendschichten angeordnet sind. Die N-Typ-Verbindungsschicht weist eine schwächer dotierte erste Teilschicht, wobei die Dicke der ersten Teilschicht zwischen 1,0 μm und 300 μm variieren kann, und eine stärker dotierte zweite Teilschicht, für die typische Dickenwerte von 0,05 μm bis 1,0 μm angegeben sind. Ferner kann die N-Typ-Verbindungsschicht optional eine dritte, schwach dotierte Teilschicht aufweisen.
  • Aus der GB 2304230 A sind lichtemittierende Dioden bekannt, bei denen zwischen einem Substrat und einem aktiven Bereich ein verteilter Bragg-Reflektor angeordnet ist. Zwischen dem Substrat und dem Bragg-Reflektor können Streuzentren vorgesehen sein.
  • In der US 5909040 A ist eine lichtemittierende Diode beschrieben, bei der eine erste ALN-Pufferschicht einer Dicke von 9 nm auf einem Saphirsubstrat angeordnet ist. Eine zweite InN-Pufferschicht einer Dicke von 0,5 μm ist auf der ersten Pufferschicht angeordnet. Auf der zweiten Pufferschicht ist eine GaN-Abstandsschicht einer Dicke von 0,1 μm vorgesehen. Auf der GaN-Abstandsschicht ist eine Schichtfolge aus Ga0,7In0,3N-Schicht (3,0 μm), N-Typ-Deckschicht (1,0 μm), aktiver Schicht (0,5 μm), P-Typ-Deckschicht (1,0 μm) und Kontaktschicht (0,5 μm) vorgesehen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine lichtemittierende AlGaInN-LED-Struktur mit einer erhöhten Lichtausbeute zu schaffen, bei der die Menge von emittiertem Licht, die in verschiedenen Verlustmechanismen verloren geht, reduziert ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen LED-Struktur zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine AlGaInN-Diode gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer AlGaInN-Diode gemäß Anspruch 9 gelöst.
  • Eine lichtemittierende Diode (LED) und ein Verfahren zum Herstellen des Bauelements verwenden eine dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur, die den Lichtextraktionswirkungsgrad des Bauelements erhöht. Die LED ist eine LED auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis (AlGaInN-Basis). Die dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur erhöht den Lichtextraktionswirkungsgrad des Bauelements, indem der Betrag des emittierten Lichts erhöht wird, der durch die Seiten der dicken mehrschichtigen Epitaxiestruktur aus dem Bauelement entkommt.
  • Die LED umfaßt ein Substrat, eine Pufferschicht und die dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur. Das Substrat besteht vorzugsweise aus Saphir. Da sich die Verbesserungen mit einer erhöhten Epitaxiedichte hinsichtlich der Lichtextraktion zeigen werden, solange das Substrat oder eine auf das Substrat aufgewachsene Schicht, wenn eine solche existiert, einen Brechungsindex von erkennbar weniger als dem der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur (n ≈ 2,4 effektiv) aufweist, sind andere Substrate möglich. Zu Zwecken der hierin gegebenen Lehren werden signifikante Verbesserungen der Lichtextraktion für unterschiedliche Substrate erwartet, vo rausgesetzt, daß der Brechungsindex des Substrats oder der darauf aufgewachsenen Schicht geringer als 2,1 ist. Ferner kann das Substrat Schichten aus Zinkoxid, Siliziumdioxid oder einem anderen dielektrischen Material tragen, um während des Aufwachsens spezielle Charakteristika zu liefern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obere Oberfläche des Substrats texturiert, um das Licht, das auf die texturierte Oberfläche auftrifft, zufallsmäßig zu verteilen. Beispielsweise kann die Oberfläche durch Polieren der Oberfläche mit einer relativ groben Schleifkörnung mechanisch texturiert werden. Die Pufferschicht wird durch epitaxiales Aufwachsen einer Schicht aus einem Material auf AlGaInN-Basis über dem Substrat gebildet. Die Pufferschicht dient als eine Übergangsschicht, um ein ordnungsgemäßes Aufwachsen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur auf dem Substrat sicherzustellen.
  • Die mehrschichtige Epitaxiestruktur umfaßt eine obere AlGaInN-Region, eine aktive Region und eine untere AlGaInN-Region. Die obere und die untere AlGaInN-Region umfassen mehrere Epitaxieschichten aus AlGaInN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten, während die untere AlGaInN-Region aus n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten und undotierten Epitaxieschichten besteht. Die undotierten Epitaxieschichten können Schichten aus AlGaInN oder einem anderen Material auf AlGaInN-Basis sein. Die aktive Region umfaßt zumindest eine lichtemittierende AlGaInN-Schicht, die den Quantentopf (die Quantentöpfe) bildet. Für LEDs im sichtbaren Spektrum besteht die lichtemittierende Schicht typischerweise aus InGaN. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur ist dicker als herkömmliche mehrschichtige Epitaxiestrukturen. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur besitzt eine Dicke von näherungsweise 4 μm oder darüber. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 μm. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 15 μm. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur größer als 15 μm sein.
  • Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur ermöglicht, daß Licht, das in einem Wellenleiter, der durch die obere Oberfläche des Substrats und die untere Oberfläche einer Einkapselungsepoxidschicht, die die LED bedeckt, gebildet ist, eingefangen ist, die LED durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit weniger Reflexionen verläßt. Insbesondere ermöglicht die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur, daß ein größerer Betrag des emittierten Lichts von den Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit einer einfachen Reflexion von entweder der oberen Oberfläche des Substrats oder der unteren Oberfläche der Einkapselungsepoxidschicht austritt. Die Verringerung der Anzahl von Reflexionen für das eingefangene Licht reduziert den Lichtbetrag, der durch verschiedene parasitäre optische Verlustmechanismen, die in den AlGaInN-Epitaxieschichten oder dieselben umgebend vorliegen, absorbiert wird. Die Wirkung dieser Reduzierung ist eine Gesamtzunahme der Lichtausgabe der LED.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer bekannten LED auf AlGaInN-Basis;
  • 2 eine schematische Darstellung einer LED auf AlGaInN-Basis mit einer dicken mehrschichtigen Epitaxiestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Darstellung des Extraktionswirkungsgrads über der Epitaxiedicke aus numerischen Strahlverlaufs-Modellierungsberechnungen;
  • 4 den relativen Extraktionswirkungsgrad einer LED auf AlGaInN-Basis einer Fläche von 300 × 400 μm2 mit mehrschichtigen Epitaxiestrukturen mit Dicken von 3,2 bzw. 18,2 μm für unterschiedliche Dicken der halbtransparenten oberen Au-Metallisierung; in diesen Fällen sind alle AlGaInN-Grenzflächen nicht texturiert;
  • 5 den modellierten relativen Lichtextraktionswirkungsgrad der LEDs auf AlGaInN-Basis einer Fläche von 300 × 400 μm2, die eine texturierte AlGaInN/Substrat-Grenzfläche aufweisen;
  • 6 gemessene Lichtausgabedaten für eine LED auf AlGaInN-Basis, die eine untere AlGaInN-Region der mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit einer Dicke von 7 μm aufweist;
  • 7 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen der LED auf AlGaInN-Basis von 2 gemäß der Erfindung; und
  • 8 eine schematische Darstellung einer Vertikalinjektions-LED auf AlGaInN-Basis mit einer dicken mehrschichtigen Epitaxiestruktur gemäß der Erfindung.
  • In 2 ist eine lichtemittierende Diode (LED) 32 auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis (AlGaInN-Basis) gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die LED auf AlGaInN-Basis umfaßt ein Substrat 34 und eine mehrschichtige Epitaxiestruktur 36. Verglichen mit mehrschichtigen Epitaxiestrukturen herkömmlicher LEDs auf AlGaInN-Basis, beispielsweise der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 14 der LED 10 von 1, ist die mehrschichtige Epitaxiestruktur 36 der LED 32 auf AlGaInN-Basis wesentlich dicker. Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur erhöht den Anteil des Lichts, das durch eine aktive Region 38 erzeugt wird, der durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur von der LED 32 entweicht. Die Art und Weise, auf die die dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur die erhöhte Lichtemission von der LED ermöglicht, wird detailliert nachfolgend beschrieben.
  • Die mehrschichtige Epitaxiestruktur 36 umfaßt eine obere AlGaInN-Region 40, die aktive Region 38 und eine untere AlGaInN-Region 42. Die obere und die untere AlGaInN-Region umfassen mehrere Epitaxieschichten aus AlGaInN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten, während die untere AlGaInN-Region aus n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten und undotierten Epitaxieschichten besteht. Der Abschnitt der unteren AlGaInN-Region, der die n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten aufweist, ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Der Abschnitt der unteren AlGaInN-Region, der die undotierten Epitaxieschichten aufweist, ist mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnet. Die undotierten Epitaxieschichten können Schichten aus AlGaInN oder einem anderen Material auf AlGaInN-Basis sein. Die aktive Region umfaßt zumindest eine lichtemittierende AlGaInN-Schicht, die den Quantentopf (die Quantentöpfe) bildet. Für eine Emission von sichtbarem Licht kann die lichtemittierende Schicht aus Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) bestehen. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur besitzt eine Dicke von näherungsweise 4 μm oder darüber. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 μm. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 15 μm. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur größer als 15 μm sein.
  • Eine Aufzeichnung des Extraktionswirkungsgrads über der Epitaxiedicke aus numerischen Strahlverlauf-Modellierungsberechnungen ist in 3 gezeigt. Aufgrund von Vorfällen, beispielsweise einem Brechen aufgrund einer Belastung, ist es nicht naheliegend, daß qualitativ hochwertige aktive Regionen auf dicke AlGaInN-Strukturen aufgewachsen werden können. Für bestimmte Auswahlen der Pufferschicht und der Zusammensetzung und der Dotierung der unteren AlGaInN-Schicht (hoch oder schwach dotiert, n-Typ- oder p-Typ-dotiert, oder undotiert) werden qualitativ hochwertige aktive Regionen er halten, wobei tatsächlich ein erhöhter Quantenwirkungsgrad zu beobachten ist. Eine Belastung kann auch durch die Verwendung von AlGaN-Schichten oder Supergitterstrukturen auf AlGaInN-Basis gesteuert werden, um Zug- und Druck-Kräfte in der Epitaxiestruktur auszugleichen und eine Störstellenbildung, die den inneren Quantenwirkungsgrad der aktiven Region reduzieren kann, zu minimieren.
  • Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 kann erhalten werden, indem lediglich die Dicke der unteren AlGaInN-Region 42 erhöht wird, wie in 2 gezeigt ist. Jedoch sind andere Geometrien möglich. Beispielsweise kann die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur erhalten werden, indem nur die Dicke der oberen AlGaInN-Region 40 erhöht wird. Alternativ kann die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur erhalten werden, indem die Dicken sowohl der oberen 40 als auch der unteren 42 AlGaInN-Region erhöht wird.
  • Zwischen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 und dem Substrat 34 ist eine Pufferschicht 48 angeordnet. Die Pufferschicht dient als eine Übergangsschicht, um ein ordnungsgemäßes Haften zwischen der unteren AlGaInN-Region 42 und dem Substrat sicherzustellen. Die Pufferschicht besteht aus einem Material auf AlGaInN-Basis. Das Substrat besteht vorzugsweise aus Saphir (Al2O3). Da sich die Verbesserungen auf die Lichtextraktion mit einer erhöhten Epitaxiedichte zeigen, solange das Substrat oder eine auf das Substrat aufgewachsene Schicht, wenn eine solche existiert, einen Brechungsindex von merklich weniger als dem der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur (n ≈ 2,4 effektiv) aufweist, sind andere Substrate möglich. Zu Zwecken dieser Lehre werden signifikante Verbesserungen der Lichtextraktion für unterschiedliche Substrate erwartet, solange der Brechungsindex des Substrats oder der aufgewachsenen Schicht geringer als 2,1 ist. Ferner kann das Substrat Schichten aus Zinkoxid (ZnO), Siliziumdioxid (SiO2), oder einem anderen dielektrischen Material aufweisen, um während des Aufwachsens spezi elle Charakteristika zu liefern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obere Oberfläche des Substrats texturiert, um das einfallende Licht, das von der aktiven Region 38 emittiert wird, zufällig zu verteilen. Die texturierte Oberfläche erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß einfallendes Licht die LED durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur verläßt. Das texturierte Saphirsubstrat ermöglicht das Aufwachsen dicker AlGaInN-Epitaxieschichten (> 7 μm) mit einer signifikant reduzierten Anfälligkeit für ein Brechen, relativ zu dem Aufwachsen auf nicht-texturierte Substrate.
  • Die LED 32 umfaßt einen ohmschen p-Kontakt 50 und einen ohmschen n-Kontakt 52, die elektrische Leistung zu der LED liefern. Der ohmsche p-Kontakt ist mit der oberen AlGaInN-Region 40 der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 elektrisch gekoppelt, während der ohmsche n-Kontakt mit den n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten 44 der unteren AlGaInN-Region 46 elektrisch gekoppelt ist. Die untere AlGaInN-Region 46 kann undotiert oder von einem p-Typ sein und ist für die Struktur optional. Über der oberen AlGaInN-Region und mit dem ohmschen p-Kontakt elektrisch verbunden ist eine halbtransparente Metallschicht 54 aufgebracht. Die halbtransparente Metallschicht ist als ein Stromverteiler wirksam, um den Strom über die gesamte Fläche der aktiven Region 38 zu verteilen. Die halbtransparente Metallschicht kann aus Nickeloxid (NiO) und Gold (Au) bestehen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die halbtransparente Metallschicht gebildet, indem zuerst eine Schicht aus Ni aufgebracht wird, die vor oder während des Aufbringens oxidiert wird, um eine Schicht aus NiO zu bilden. Eine Schicht aus Au wird dann über der Schicht aus NiO aufgebracht, und die beiden Schichten werden ausgeheilt. Dieser Prozeß ermöglicht, daß die halbtransparente Metallschicht unter Verwendung einer dünneren Au-Schicht als bei herkömmlichen halbtransparenten Metallschichten gebildet wird. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die Au-Schicht, die verwendet ist, um die halbtransparente Metallschicht 54 zu bilden, eine Dicke von näherungsweise 5 nm (50 Å). Zum Vergleich besitzt die Au-Schicht, die verwendet ist, um eine herkömmliche halbtransparente Metallschicht zu bilden, eine Dicke von näherungsweise 11,3 nm (113 Å). Alternativ zu dem Aufbringen von Au nach NiO können die zwei Materialien unter Verwendung eines reaktiven Sputterns oder von reaktiven Aufdampfungstechniken gleichzeitig aufgebracht werden.
  • Der Lichtemissionsbetrieb der LED 32 auf AlGaInN-Basis ist identisch zu dem von herkömmlichen LEDs auf AlGaInN-Basis, beispielsweise der LED 10 auf AlGaInN-Basis von 1. Um die LED 32 zu aktivieren, wird eine Spannung an die ohmschen Kontakte 50 und 52 angelegt, um die LED vorwärts vorzuspannen. Der vorwärts vorgespannte Zustand der LED bewirkt, daß Löcher von der oberen AlGaInN-Region 40 in die aktive Region 38 injiziert werden. Ferner bewirkt der vorwärts vorgespannte Zustand, daß Elektronen von den n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten 44 der unteren AlGaInN-Region 42 in die aktive Region injiziert werden. In dem Quantentopf (den Quantentöpfen) der aktiven Region rekombinieren die injizierten Löcher und Elektronen, was die Emission von Licht zur Folge hat. Das erzeugte Licht wird in alle Richtungen emittiert, wie durch die Pfeile in der aktiven Region gezeigt ist. Ein bestimmter Teil des emittierten Lichts verläßt die LED durch die halbtransparente Metallschicht 54 als Ausgabelicht, während ein bestimmter Teil des emittierten Lichts aus den Seiten der LED durch das Substrat 34 entkommt. Ein weiterer Teil des emittierten Lichts verläßt die LED nach einer Reflexion von der oberen Oberfläche des Substrats 34 und den unteren Oberflächen einer Einkapselungsepoxidschicht (nicht gezeigt), die die LED bedeckt, von den Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36, wie durch exemplarische Wege 56, 58 und 60 derartiger emittierter Lichtstrahlen dargestellt ist. Die gesamte Lichtausgabe der LED umfaßt den Anteil des emittierten Lichts, der durch die Seiten der LED entkommt, ebenso wie den Anteil, der durch die Oberseite und durch das Substrat entkommt.
  • Gleichartig zu einer herkömmlichen LED auf AlGaInN-Basis er möglicht die Brechungsindexstufe zwischen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 (n = 2,4) und dem Substrat 34 (n = 1,77 für Saphir) oder der Einkapselungsepoxidschicht (1,5), daß nur etwa 25% des Lichts, das in der aktiven Region 38 erzeugt wird, bei einem erstmaligen Auftreffen auf diese Grenzflächen in das Epoxid oder das Substrat entkommen. Der Rest des Lichts wird in einem Wellenleiter eingefangen, der durch die Einkapselungsepoxidschicht oberhalb des Chips und das Substrat gebildet ist. Das eingefangene Licht trifft auf verschiedene Verlustmechanismen, die die Lichtmenge reduzieren, die die LED durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur verlassen kann. Diese Verlustmechanismen umfassen eine Absorption an der halbtransparenten Metallschicht 54, ebenso wie eine Absorption in der Vielzahl von Schichten, die der Epitaxieabschnitt der LED 32 aufweist, beispielsweise der Pufferschicht 48, der aktiven Region 38 und der hoch Mg-dotierten GaN-Kontaktschicht. Mit jedem Durchlauf durch den Verlustmechanismus erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Absorption.
  • Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 ermöglicht, daß Licht, das in dem gebildeten Wellenleiter eingefangen ist, die LED 32 mit weniger Durchläufen durch die Verlustmechanismen durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur verläßt. Insbesondere ermöglicht die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur, daß ein größerer Betrag des emittierten Lichts mit höchstens einer einzelnen Reflexion von entweder der oberen Oberfläche des Substrats 34 oder der unteren Oberfläche der Einkapselungsepoxidschicht von den Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur austritt, wie durch die Lichtstrahlen 56, 58 und 60 in 2 gezeigt ist. Derartige Lichtstrahlen werden hierin als "beim ersten Durchlauf" extrahiertes Licht bezeichnet. Die erhöhte Menge von beim ersten Durchlauf extrahiertem Licht hat folglich eine erhöhte Lichtausgabe der LED zur Folge.
  • Eine Strahlverlaufsmodellierung der Lichtextraktion von den LEDs auf AlGaInN-Basis bekräftigt die verbesserte Extraktion von Licht beim ersten Durchlauf über eine erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur. 4 zeigt den relativen Extraktionswirkungsgrad von LEDs auf AlGaInN-Basis einer Fläche von 300 × 400 μm2 mit mehrschichtigen Epitaxiestrukturen mit Dicken von 3,2 μm bzw. 18,2 μm. Bei einem Fall wurde eine typische halbtransparente Metallschicht unter Verwendung einer Schicht aus Au mit einer Dicke von 11,3 nm gebildet. Eine solche halbtransparente Metallschicht 26 ist in 2 gezeigt. Bei dem zweiten Fall wurde die halbtransparente Metallschicht unter Verwendung einer Schicht aus Au mit einer reduzierten Dicke von 5 nm gebildet, wie z. B. die halbtransparente Metallschicht 54 von 2. Die Daten sind auf den Fall eines dicken Au und eines dünnen AlGaInN normiert, d. h. einer LED auf AlGaInN-Basis, die die typische halbtransparente Schicht umfaßt, die unter Verwendung einer Au-Schicht einer Dicke von 11,3 nm und einer herkömmlichen Mehrschichtepitaxiestruktur mit einer Dicke von 3,2 μm gebildet wurde. Es sei angemerkt, daß in beiden Fällen die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur den Extraktionswirkungsgrad gegenüber dem Fall einer typischen mehrschichtigen Epitaxiestruktur signifikant verbessert. Die Verbesserung des Extraktionswirkungsgrads aufgrund der erhöhten Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur beträgt in diesen Fällen etwa +25 bis 30%.
  • Sogar für den Fall eines Bauelements mit einer rauhen oder texturierten AlGaInN/Saphir-Grenzfläche führt die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur zu einer Verbesserung des Lichtextraktionswirkungsgrads. 5 zeigt den modellierten relativen Lichtextraktionswirkungsgrad für Bauelemente ähnlich denjenigen, die für 4 verwendet sind, die eine texturierte AlGaInN/Saphir-Grenzfläche aufweisen. Die texturierte AlGaInN/Saphir-Grenzfläche verteilt Licht, das auf die AlGaInN/Saphir-Grenzfläche einfällt, zufällig mit einer Standardabweichung von ±11° bezüglich der Reflexion nullter Ordnung. Die Verbesserung der Lichtextraktion aufgrund der erhöhten Dicke der mehrschichtigen Epitaxie struktur beträgt in diesen Fällen 22 bis 27%. Es sei auf die Gesamtzunahme des Extraktionswirkungsgrads, der durch die texturierte AlGaInN/Saphir-Schnittstelle geliefert wird, hingewiesen (5 verglichen mit 4).
  • Weitere Verbesserungen des Verhaltens der LED 32 auf AlGaInN-Basis durch die Verwendung der dickeren mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 können eine reduzierte Belastungs- und Störstellen-Dichte in der aktiven Region 38, einen verbesserten inneren Quantenwirkungsgrad und möglicherweise eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Wafercharakteristika umfassen. Forschungsdaten zeigen, daß eine dickere untere AlGaInN-Region, beispielsweise 7 μm, Bauelemente mit Wirkungsgradzunahmen über die hinaus, die nur Extraktionswirkungsgradbetrachtungen zuweisbar sind, liefert. Dies legt nahe, daß der innere Quantenwirkungsgrad in LED-Strukturen mit erhöhter Dicke der unteren AlGaInN-Region, beispielsweise größer als 3 μm, verbessert ist. 6 zeigt die gemessenen Lichtausgabedaten für eine LED auf AlGaInN-Basis mit einer erhöhten Dicke der unteren AlGaInN-Region von 7 μm. Die Linie zeigt das Verhalten für herkömmliche LEDs auf AlGaInN-Basis, die dünne Epitaxiestrukturen (weniger als 4 μm) verwenden. Die gemessene Zunahme des äußeren Quantenwirkungsgrads beträgt 15 bis 40%. Eine solche Zunahme ist größer als die, die den Lichtextraktionsverbesserungen allein zugerechnet werden kann.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer LED auf AlGaInN-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung wird bezugnehmend auf 7 beschrieben. In einem Schritt 62 wird ein Substrat bereitgestellt. Das Substrat besteht vorzugsweise aus Saphir. Da sich die Verbesserungen mit einer erhöhten Epitaxiedichte auf die Lichtextraktion solange zeigen, wie das Substrat oder eine auf das Substrat aufgewachsene Schicht, wenn eine solche vorliegt, einen Brechungsindex von merklich weniger als dem der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur (n 2,4 effektiv) aufweist, sind andere Substrate möglich. Zu Zwecken dieser Lehre werden signifikante Verbesserungen der Lichtextraktion für unterschiedliche Substrate erwartet, vorausgesetzt, daß der Brechungsindex des Substrats oder der aufgewachsenen Schicht kleiner als 2,1 ist. Ferner kann das Substrat Schichten aus Zinkoxid (ZnO), Siliziumdioxid (SiO2) oder einem anderen dielektrischen Material aufweisen, um während des Aufwachsens spezielle Charakteristika zu liefern. Als nächstes kann die obere Oberfläche des Substrats in einem Schritt 64 texturiert werden. Das Texturieren kann durch eine beliebige Anzahl von Techniken erreicht werden. Beispielsweise kann die Oberfläche mechanisch texturiert werden, indem die Oberfläche mit einer relativ groben Schleifkörnung poliert wird. Bei einem solchen Verfahren kann der Saphir-Wafer auf einer Metallscheibe, die über einem Schleifrad befestigt ist, angebracht sein. Eine Polierkörnung (Poliersand) wird dann verwendet, um den Saphir auf die gewünschte Textur aufzurauhen. Polierkörnungsgrößen von weniger als 1 μm können verwendet werden. Das resultierende Substrat verteilt Licht, das auf die obere Oberfläche des Substrats auftrifft, zufällig. Das Substrat kann stattdessen durch Naß- oder Trocken-Ätztechniken strukturiert werden. Ein alternativer Schritt besteht darin, eine AlGaInN-Schicht zu texturieren, die bereits von einem vorherigen Aufwachsschritt geliefert wurde. Diese Schicht kann durch mehrere Einrichtungen, die in der Technik bekannt sind, texturiert werden, und dient als die Aufwachsoberfläche für die LED-Struktur bei einem nachfolgenden Aufwachsen. In einem Schritt 66 wird eine Pufferschicht auf das Substrat aufgebracht. Die Pufferschicht besteht aus einem Material auf AlGaInN-Basis.
  • Danach wird eine mehrschichtige Epitaxiestruktur in einem Schritt 68 über der Pufferschicht gebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Epitaxieschichten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur unter Verwendung einer organometallischen Dampfphasen-Epitaxie-Aufwachstechnik (OMVPE; OMVPE = organometallic vapor-phase epitaxy) aufgewachsen werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Epitaxieschichten unter Verwendung einer Hydriddampfpha sen-Epitaxie-Aufwachstechnik (HVPE; HVPE = hydride vaporphase epitaxy) aufgewachsen werden. Die HVPE-Aufwachstechnik besitzt den Vorteil eines höheren Durchsatzes (einer erhöhten Aufwachsrate) gegenüber OMVPE und erleichtert die Verwendung dicker Epitaxieschichten bei der Aufwachsstruktur. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur besitzt eine näherungsweise Dicke von 4 μm oder darüber. Beispielsweise kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 μm betragen. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 15 μm oder größer sein.
  • Die Bildung der mehrschichtigen Epitaxiestruktur umfaßt das Aufwachsen von Epitaxieschichten aus einem Material auf AlGaInN-Basis über der Pufferschicht, um nacheinander die untere AlGaInN-Region, die aktive Region und die obere AlGaInN-Region der mehrschichtigen Epitaxiestruktur zu bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel besteht die untere AlGaInN-Region ausschließlich aus GaN-Epitaxieschichten. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht die untere AlGaInN-Region aus AlGaInN-Epitaxieschichten und weiteren Epitaxieschichten auf AlGaInN-Basis. Vorzugsweise besitzt die untere AlGaInN-Region der mehrschichtigen Epitaxiestruktur eine Dicke von mehr als 3 μm. Beispielsweise kann die untere AlGaInN-Region eine Dicke von näherungsweise 7 μm aufweisen. Zusätzliche Schritte können dann durchgeführt werden, um die LED auf AlGaInN-Basis zu vollenden, wie z. B. das Bilden der ohmschen Kontakte der LED.
  • Obwohl der obige Verfahrensablauf eine optionale Texturierung der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur an der Substratgrenzfläche liefert, ist es auch möglich und bevorzugt, die obere Oberfläche der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur zu texturieren, um die Lichtextraktion zu verbessern. Dies kann entweder vor oder nach der Bildung der ohmschen Kontakte auf der oberen Oberfläche erfolgen.
  • Obwohl die LED 32 auf AlGaInN-Basis als ein Bauelement beschrieben wurde, das Licht der oberen Oberfläche durch die halbtransparente Metallschicht 54 emittiert, kann die LED auch ein invertiertes Bauelement mit einer stark reflektierenden Metallisierung statt der halbtransparenten Metallschicht sein. Bei dieser invertierten LED wird das Licht der oberen Oberfläche durch das transparente Substrat emittiert.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer LED auf AlGaInN-Basis, die eine dicke mehrschichtige AlGaInN-Epitaxiestruktur verwendet, ist eine Vertikalinjektionsstruktur, die in 8 gezeigt ist. Diese LED-Struktur 70 verwendet n-Typ- und p-Typ-AlGaInN-Schichten 72 und 74 auf jeder Seite einer aktiven Region 76, derart, daß entweder die n-Typ- oder die p-Typ-Schicht mit dem leitfähigen Substrat 78 elektrisch verbunden ist. Das leitfähige Substrat kann aus einem undurchsichtigen Material bestehen, wie z. B. Silizium (Si). Dieses Substrat kann durch das Verbinden der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur 80, einschließlich des ursprünglichen Aufwachssubstrats (nicht gezeigt) mit dem leitfähigen Substrat über metallische Grenzflächenschichten 82 geliefert werden. Die metallischen Grenzflächenschichten liefern eine elektrische Verbindung zwischen dem Substrat und den AlGaInN-Epitaxieschichten über ohmsche Kontakte 84 und 86, während ein Haften zwischen dem Substrat und der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur geliefert wird. Nach dem Verbinden (Bonden) wird das ursprüngliche Aufwachssubstrat durch ein beliebiges einer Anzahl von bekannten Techniken, beispielsweise einem Laserabheben oder einem Entfernen mittels eines selektiven Ätzens mit dem Einschluß einer Opferschicht zwischen der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur und dem ursprünglichen Aufwachssubstrat, beseitigt.
  • Nach der Beseitigung des ursprünglichen Aufwachssubstrats kann die freiliegende Oberfläche 88 der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur 80 texturiert werden, wobei der ohmsche Kontakt 84 gebildet wird, um das Vertikalinjektionsbauelement 70 zu vollenden. Wie vorher gemäß diesen Lehren beschrieben wurde, liefert die Erhöhung der Dicke der AlGaInN-Epitaxieschichten einen erhöhten Extraktionswir kungsgrad für dieses Bauelement durch das Reduzieren von Verlusten, die Licht zugeordnet sind, das zwischen der AlGaInN-Epoxid-Grenzfläche und der AlGaInN/Metall-Schicht-Grenzfläche eingefangen wird. Die mehrschichtige AlGaInN-Epitaxiestruktur besitzt eine Dicke von näherungsweise 4 μm oder darüber. Als ein Beispiel kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 μm betragen. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 15 μm oder mehr betragen.

Claims (15)

  1. Lichtemittierendes AlGaInN-Diodenbauelement (32; 70) mit folgenden Merkmalen: einem Substrat (34; 78); und einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) mit einer aktiven Region (38; 76), die mit dem Substrat gekoppelt ist, wobei die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine erste Region (40; 72) aus Epitaxieschichten, die oberhalb der aktiven Region angeordnet ist, und eine zweite Region (42; 74) aus Epitaxieschichten, die unterhalb der aktiven Region angeordnet ist, aufweist, wobei die Epitaxieschichten der ersten und der zweiten Region eine Mehrzahl von Epitaxieschichten aufweisen, die aus einem Nitrid zumindest eines Elements aufgebaut sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium und Indium besteht, wobei zwischen der aktiven Region (38; 76) und dem Substrat (34; 78) kein verteilter Bragg-Reflektor vorgesehen ist, und wobei die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 4 μm aufweist; wobei zumindest eine Schicht der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) texturiert ist.
  2. Bauelement gemäss Anspruch 1, bei dem die mehrschichtige Epitaxiestruktur (36; 80) derart konfiguriert ist, dass die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 7 μm aufweist.
  3. Bauelement gemäss Anspruch 1, bei dem die mehrschichtige Epitaxiestruktur (36; 80) derart konfiguriert ist, dass die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von 7 μm aufweist.
  4. Bauelement gemäss Anspruch 1, bei dem die mehrschichtige Epitaxiestruktur (36; 80) derart konfiguriert ist, dass die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 15 μm aufweist.
  5. Bauelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Region (42; 74) der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) eine Dicke von mehr als 3 μm aufweist.
  6. Bauelement gemäss Anspruch 1, bei dem die zweite Region (42; 74) der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) eine Dicke von mehr als 7 μm aufweist.
  7. Bauelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zweite Region (42; 74) der Epitaxieschichten zumindest eine undotierte Epitaxieschicht aufweist, wobei die undotierte Epitaxieschicht aus einem Material auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis besteht.
  8. Bauelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die zweite Region folgende Merkmale aufweist: eine erste Region (46) aus undotierten Epitaxieschichten, die benachbart zu dem Substrat (34) angeordnet sind, wobei die undotierten Epitaxieschichten aus einem Nitrid zumindest eines Elements aufgebaut sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium und Indium besteht; einer n-Typ-Region (44) aus n-Typ-Epitaxieschichten, die mit der undotierten Region (46) gekoppelt ist, wobei die n-Typ-Epitaxieschichten aus einem Nitrid zumindest eines Elements aufgebaut sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium und Indium besteht; wobei die aktive Region (38) mit der n-Typ-Region gekoppelt ist; wobei die erste Region eine p-Typ-Region (40) aus p-Typ-Epitaxieschichten, die mit der aktiven Region (38) gekoppelt ist, aufweist, wobei die p-Typ-Epitaxieschichten aus einem Nitrid zumindest eines Elements aufgebaut sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium und Indium besteht; und wobei die undotierte Region (46), die n-Typ-Region (44), die aktive Region (38) und die p-Typ-Region (40) eine Gesamtdicke von zumindest 4 μm aufweisen.
  9. Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden AlGaInN-Diodenbauelements mit folgenden Schritten: Bereitstellen (62) eines Substrats (34; 78); Bilden (68) einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) mit einer Dicke von zumindest 4 μm über dem Substrat (34; 78), was das Bilden einer oberen Region (40; 72) von Epitaxieschichten, einer aktiven Region (38; 76) und einer unteren Region (42; 74) von Epitaxieschichten durch das Aufbringen von Schichten aus einem Material auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis umfasst, wobei die aktive Region (38; 76) zwischen der oberen und der unteren Region gebildet wird, wobei zwischen der aktiven Region (38; 76) und dem Substrat (34; 78) kein verteilter Bragg-Reflektor gebildet wird; und Texturieren (64) zumindest einer Schicht der mehrschichtigen Epitaxiestruktur.
  10. Verfahren gemäss Anspruch 9, bei dem der Schritt des Bildens (68) der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) einen Schritt des Bildens einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit einer Dicke von zumindest 7 μm ist.
  11. Verfahren gemäss Anspruch 9 oder 10, bei dem der Schritt des Bildens (68) der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) ein Schritt des Bildens einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit einer Dicke von zumindest 15 μm ist.
  12. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Schritt des Bildens (68) der unteren Region (42; 74) der Epitaxieschichten ein Schritt des Bildens der unteren Region der Epitaxieschichten, derart, dass eine Dicke der unteren Region (42; 74) grösser als 3 μm ist, ist.
  13. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Schritt des Bildens (68) der unteren Region der Epitaxieschichten (42; 74) ein Schritt des Bildens der unteren Region der Epitaxieschichten, derart, dass eine Dicke der unteren Region (42; 74) grösser als 7 μm ist, ist.
  14. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem der Schritt des Bildens der unteren Region (42; 74) der Epitaxieschichten einen Schritt des Aufwachsens von Gallium-Nitrid-Epitaxieschichten unter Verwendung einer Hydriddampfphasen-Epitaxie-Aufwachstechnik vor einem nachfolgenden Aufwachsen der aktiven Region (38; 76) und der Epitaxieschichten der oberen Region (40; 72) durch eine organometallische Dampfphasenepitaxie aufweist.
  15. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem der Schritt des Bildens (68) der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) einen Schritt des Aufwachsens von Gallium-Nitrid-Epitaxieschichten unter Verwendung einer organometallischen Dampfphasen-Epitaxie-Aufwachstechnik aufweist.
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