DE102007061481A1 - A radiation-emitting semiconductor component with a vertical emission direction and method for producing a radiation-emitting semiconductor component - Google Patents

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Abstract

Es wird ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement (1) mit vertikaler Emissionsrichtung angegeben, das einen Halbleiterkörper (2) mit einer Halbleiterschichtenfolge aufweist. In der Halbleiterschichtenfolge ist ein zur Erzeugung einer Pumpstrahlung vorgesehener Pumpbereich (3) ausgebildet. Auf dem Pumpbereich (3) ist ein zur Erzeugung einer Emissionsstrahlung vorgesehener Emissionsbereich (4) angeordnet. In dem Halbleiterbauelement ist eine Koppelstruktur (7) ausgebildet. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements (1) angegeben.The invention relates to a radiation-emitting semiconductor component (1) with a vertical emission direction, which has a semiconductor body (2) with a semiconductor layer sequence. In the semiconductor layer sequence, a pump region (3) provided for generating a pump radiation is formed. Arranged on the pump region (3) is an emission region (4) provided for generating an emission radiation. In the semiconductor device, a coupling structure (7) is formed. Furthermore, a method for producing a radiation-emitting semiconductor component (1) is specified.

Description

Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements Die vorliegende Anmeldung betrifft ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung und ein Verfahren zu Herstellung eins strahlungsemittierenden Halbleiterleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung.The radiation Semiconductor device with vertical emission direction and method for Production of a radiation-emitting semiconductor component The present application relates to a radiation-emitting semiconductor component with vertical emission direction and a method for manufacturing one radiation-emitting semiconductor conductor component with vertical Emission direction.

Optisch gepumpte Halbleiterlaser mit vertikaler Emissionsrichtung, beispielsweise Scheibenlaser, die zusammen mit einem Pumplaser in kompakter Bauform ausgeführt sind, weisen mitunter hohe Absorptionsverluste innerhalb des Lasers auf.optical pumped semiconductor laser with vertical emission direction, for example Disk laser, which together with a pump laser in a compact design accomplished sometimes have high absorption losses within the laser on.

Eine Aufgabe ist es, ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung anzugeben, das zusammen mit dem Pumplaser in kompakter Bauform ausgeführt ist und verbesserte Eigenschaften aufweist. Weiterhin soll ein Verfahren zu Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements angegeben werden.A The object is a radiation-emitting semiconductor component indicate with vertical emission direction, which together with the pump laser designed in a compact design is and has improved properties. Furthermore, a method for producing a radiation-emitting semiconductor component be specified.

Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patenansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.These Task is by a semiconductor device or a Solved method according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge auf. In der Halbleiterschichtenfolge ist ein zur Erzeugung einer Pumpstrahlung vorgesehener Pumpbereich ausgebildet. Auf dem Pumpbereich ist ein zur Erzeugung einer Emissionsstrahlung vorgesehener Emissionsbereich angeordnet. In dem Halbleiterbauelement ist eine Koppelstruktur ausgebildet.According to one embodiment has a radiation-emitting semiconductor device with vertical Emission direction a semiconductor body with a semiconductor layer sequence on. In the semiconductor layer sequence is a for generating a Pump radiation provided pumping area formed. On the pumping area an emission area provided for generating an emission radiation is arranged. In the semiconductor device, a coupling structure is formed.

Die vertikale Emissionsrichtung verläuft senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge. Im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements wird die Pumpstrahlung mittels der Koppelstruktur in den Emissionsbereich eingekoppelt. Der Pumpbereich und der Emissionsbereich sind übereinander angeordnet, was eine kompakte Bauform des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements vereinfacht. Der Pumpbereich und der Emissionsbereich können hierbei weitgehend unabhängig voneinander konzipiert werden. Die Effizienz der Strahlungserzeugung kann so gesteigert werden.The vertical emission direction is vertical to a main extension direction of the semiconductor layers of the semiconductor layer sequence. During operation of the radiation-emitting semiconductor component the pump radiation by means of the coupling structure in the emission area coupled. The pumping area and the emission area are superimposed arranged, giving a compact design of the radiation-emitting Semiconductor device simplified. The pumping area and the emission area can this largely independent be designed from each other. The efficiency of radiation generation can be increased.

Unter einer Koppelstruktur wird insbesondere eine Struktur verstanden, die sich in lateraler Richtung, also in einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers, erstreckt und an der ein Teil der auftreffenden Strahlung infolge von Reflexion, Streuung und/oder Beugung in eine von der ursprünglichen Richtung verschiedene Richtung gelenkt wird. Weiterhin weist die Koppelstruktur vorzugsweise in lateraler Richtung eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Strukturelementen auf. Die Strukturelemente der Koppelstruktur weisen vorzugsweise eine Strukturgröße im Bereich der Wellenlänge, etwa zwischen dem einschließlich 0,1-fachen und dem einschließlich zwanzigfachen, der Pumpstrahlung im Material des Halbleiterkörpers auf.Under a coupling structure is understood in particular as a structure in the lateral direction, ie in a main plane of extension the semiconductor layers of the semiconductor body, and extends at the a part of the incident radiation due to reflection, scattering and / or diffraction in a direction different from the original direction is steered. Furthermore, the coupling structure preferably in lateral direction a plurality of juxtaposed Structural elements on. The structural elements of the coupling structure point preferably a feature size in the range the wavelength, about between the inclusive 0.1 times and including Twenty times, the pump radiation in the material of the semiconductor body.

Im Betrieb des Halbleiterbauelements propagiert die Pumpstrahlung vorzugsweise in einer lateralen Richtung. Die Pumpstrahlung und die Emissionsstrahlung propagieren also in zueinander verschiedenen, insbesondere zueinander senkrecht, stehenden Richtungen. Weiterhin bevorzugt ist die Koppelstruktur dafür vorgesehen, die in lateraler Richtung propagierende Pumpstrahlung teilweise in den Emissionsbereich einzukoppeln.in the Operation of the semiconductor device preferably propagates the pump radiation in a lateral direction. The pump radiation and the emission radiation So they propagate in different ways, especially to each other vertical, upright directions. Further preferred is the coupling structure intended for the partially propagating in the lateral direction pump radiation into the emission area.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Koppelstruktur dafür vorgesehen, einen Teil der in lateraler Richtung propagierenden Pumpstrahlung in eine zur lateralen Richtung schräg oder senkrecht verlaufenden Richtung, insbesondere zum Emissionsbereich hin, umzulenken. Mittels der Koppelstruktur wird also die Pumpstrahlung derart beeinflusst, dass sich für einen Teil der Pumpstrahlung die Ausbreitungsrichtung ändert. Dieser umgelenkte Anteil der Pumpstrahlung weist einen Wellenvektor auf, der in eine von der ursprünglichen lateralen Richtung verschiedene Richtung zeigt. Vorzugsweise zeigt der Wellenvektor des umgelenkten Anteils der Pumpstrahlung aus der Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers heraus.In According to a preferred development, the coupling structure is provided for a part of the propagating in the lateral direction pump radiation in an oblique or perpendicular to the lateral direction Direction, in particular to the emission area, to redirect. through The coupling structure is thus the pump radiation influenced such that for a part of the pump radiation changes the propagation direction. This diverted portion of the pump radiation has a wave vector, in one of the original ones lateral direction shows different direction. Preferably shows the wave vector of the diverted portion of the pump radiation from the Main extension plane of the semiconductor layers of the semiconductor body out.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ragt der Pumpbereich in lateraler Richtung zumindest bereichsweise über den Emissionsbereich hinaus. In einer Aufsicht auf das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement ist der Pumpbereich vom Emissionsbereich also nur bereichsweise bedeckt. Eine effiziente Erzeugung der Pumpstrahlung hoher Strahlungsleistung wird hierdurch vereinfacht.In In a preferred embodiment, the pumping area protrudes laterally Direction at least partially beyond the emission range. In a plan view of the radiation-emitting semiconductor component the pumping area is therefore only partially covered by the emission area. An efficient generation of pump radiation of high radiation power is thereby simplified.

Weiterhin bevorzugt ist die Koppelstruktur derart angeordnet, dass von der Koppelstruktur in senkrechte Richtung umgelenkte Strahlung direkt in den Emissionsbereich gelangen kann. Zweckmäßigerweise überlappt die Koppelstruktur in Aufsicht auf das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement, vorzugsweise vollständig, mit dem Emissionsbereich. Ein effizientes optisches Pumpen des Emissionsbereichs wird so vereinfacht.Farther Preferably, the coupling structure is arranged such that of the Coupling structure in the vertical direction deflected radiation directly can get into the emission area. Conveniently, the coupling structure overlaps in a plan view of the radiation-emitting semiconductor component, preferably Completely, with the emission range. An efficient optical pumping of the emission range is so simplified.

Die Pumpstrahlung wird im Betrieb des Halbleiterbauelements vorzugsweise mittels Reflexion und/oder Beugung an der Koppelstruktur in den Emissionsbereich eingekoppelt. Die in den Emissionsbereich eingekoppelte Pumpstrahlung verläuft vorzugsweise überwiegend, etwa zu einem Intensitätsanteil von mindestens 50%, in einem Winkel von höchstens 20° zur vertikalen Richtung.During operation of the semiconductor component, the pump radiation is preferably by means of reflection and / or diffraction coupled to the coupling structure in the emission region. The pump radiation coupled into the emission region preferably runs predominantly, for example to an intensity component of at least 50%, at an angle of at most 20 ° to the vertical direction.

Die in den Emissionsbereich eingekoppelte Pumpstrahlung kann den Emissionsbereich optisch pumpen. In dem optisch gepumpten Emissionsbereich kann, vorzugsweise kohärente, Strahlung mit einer vorgegebenen Emissionswellenlänge erzeugt werden.The Pump radiation coupled into the emission region can determine the emission range optically pump. In the optically pumped emission region, preferably coherent, Radiation can be generated with a given emission wavelength.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Koppelstruktur auf der dem Emissionsbereich abgewandten Seite des Pumpbereichs angeordnet. Eine derartige Koppelstruktur ist gegenüber einer zwischen dem Pumpbereich und dem Emissionsbereich angeordneten Koppelstruktur vereinfacht herstellbar.In In a preferred embodiment, the coupling structure is on the Emission region facing away from the pump region arranged. Such a coupling structure is opposite to one between the pumping area and the emission region arranged coupling structure simplified produced.

Hierbei ist die Koppelstruktur vorzugsweise für den Betrieb in Reflexion vorgesehen, das heißt, die auf die Koppelstruktur auftreffende und die an der Koppelstruktur reflektierten oder gebeugten Strahlungsanteile verlaufen überwiegend auf derselben Seite der Koppelstruktur.in this connection the coupling structure is preferably for operation in reflection provided, that is, the impinging on the coupling structure and on the coupling structure reflected or diffracted radiation components are predominantly on the same side of the coupling structure.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Koppelstruktur entlang der lateralen Richtung periodisch oder zumindest weitgehend periodisch ausgebildet. Eine weitgehend periodische Koppelstruktur wird auch als quasi-periodische Koppelstruktur bezeichnet.In Another preferred embodiment is the coupling structure along the lateral direction periodically or at least largely periodically formed. A largely periodic coupling structure is also called a quasi-periodic coupling structure.

Für eine Periodenlänge L der periodischen oder quasi-periodischen Koppelstruktur, also die Länge, nach der sich die Grundstruktur der Koppelstruktur wiederholt, gilt vorzugsweise: (N – 0,4)·λ ≤ L ≤ (N + 0,4)·λ,wobei N eine positive ganze Zahl und λ die Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur, also die Wellenlänge im Vakuum dividiert durch den Brechungsindex im Bereich der Koppelstruktur, ist.For a period length L of the periodic or quasi-periodic coupling structure, ie the length after which the basic structure of the coupling structure repeats, the following preferably applies: (N - 0.4) · λ ≦ L ≦ (N + 0.4) · λ, where N is a positive integer and λ is the wavelength of the pump radiation in the region of the coupling structure, ie the wavelength in vacuum divided by the refractive index in the region of the coupling structure.

Bei einer quasi-periodischen Koppelstruktur entspricht die Periodenlänge dem mittleren Abstand der Strukturelemente, wobei benachbarte Strukturelemente zumindest teilweise in einem davon abweichenden Abstand angeordnet sind.at a quasi-periodic coupling structure corresponds to the period length the mean distance of the structural elements, with adjacent structural elements at least partially arranged in a deviating distance are.

Insbesondere kann die Koppelstruktur als ein Beugungsgitter, bevorzugt als ein ein-dimensionales Beugungsgitter ausgeführt sein.Especially For example, the coupling structure may be used as a diffraction grating, preferably as a diffraction grating be carried out a one-dimensional diffraction grating.

Der Wellenvektor einer gebeugten Welle kS ergibt sich aus der so genannten Bragg-Bedingung durch die Gleichung ks = ki + G, wobei ki der Wellenvektor der einfallenden Strahlung und G ein reziproker Gittervektor ist. Im Fall eines eindimensionalen Beugungsgitters ist G, der Betrag des reziproken Gittervektors G, entlang des Beugungsgitters über die Bedingung G = 2π/a mit der Gitterkonstanten a des Beugungsgitters verknüpft. Für ki, den Betrag des Wellenvektors der einfallenden Welle, gilt ki = n·2π/λp, wobei n der Brechungsindex des Materials, in dem sich die Welle ausbreitet, und λp die Vakuumwellenlänge der Pumpstrahlung ist.The wave vector of a diffracted wave k S results from the so-called Bragg condition by the equation k s = k i + G, where k i is the wave vector of the incident radiation and G is a reciprocal lattice vector. In the case of a one-dimensional diffraction grating, G, the amount of the reciprocal lattice vector G, is linked to the lattice constant a of the diffraction grating along the diffraction grating via the condition G = 2π / a. For k i , the magnitude of the wave vector of the incident wave, k i = n * 2π / λ p , where n is the refractive index of the material in which the wave propagates and λ p is the vacuum wavelength of the pump radiation.

Für den Fall, dass die in die erste Ordnung gebeugte Strahlung senkrecht zum Beugungsgitter verläuft, also für einen verschwindenden Anteil des Wellenvektors entlang des Beugungsgitters (ks = 0), ergibt sich eine Gitterkonstante von a = λp/n.In the case where the radiation diffracted into the first order is perpendicular to the diffraction grating, ie for a vanishing fraction of the wave vector along the diffraction grating (k s = 0), a lattice constant of a = λ p / n results.

Durch eine Koppelstruktur, deren Periodenlänge der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur entspricht, kann also die in lateraler Richtung propagierende Pumpstrahlung in erster Ordnung in vertikaler Richtung gebeugt werden.By a coupling structure whose period length of the wavelength of Pump radiation in the coupling structure corresponds, so can the propagating in the lateral direction pump radiation in the first order be bent in the vertical direction.

Bevorzugt beträgt eine Periodenlänge der Koppelstruktur zwischen dem einschließlich 0,6-fachen und dem einschließlich 1,4-fachen der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur, was der obigen Formel für die Periodenlänge L im Fall N = 1 entspricht. Besonders bevorzugt beträgt die Periodenlänge zwischen dem einschließlich 0,8-fachen und dem einschließlich 1,2-fachen, der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur.Prefers is a period length the coupling structure between the inclusive of 0.6 times and 1.4 times inclusive the wavelength the pump radiation in the coupling structure, which is the above Formula for the period length L in the case N = 1 corresponds. Particularly preferably, the period length is between including 0.8 times and including 1.2 times, the wavelength the pump radiation in the coupling structure.

In einer alternativen Ausgestaltung ist die Koppelstruktur gemäß einer Zufallstruktur ausgebildet. In diesem Fall sind die Strukturelemente der Koppelstruktur in variablen Abständen zueinander angeordnet, wobei die Anordnung frei von einer Periodizität sein kann.In an alternative embodiment, the coupling structure is according to a Random structure formed. In this case, the structural elements the coupling structure arranged at variable distances from each other, wherein the arrangement may be free of periodicity.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Koppelstruktur mittels nebeneinander angeordneter Ausnehmungen gebildet. Insbesondere können die Ausnehmungen periodisch, quasi-periodisch oder gemäß einer Zufallstruktur angeordnet sein.In In a preferred embodiment, the coupling structure is by means of side by side arranged recesses formed. In particular, the recesses periodically, quasi-periodically or according to one Random structure can be arranged.

Eine laterale Ausdehnung der Ausnehmungen beträgt weiterhin bevorzugt zwischen dem einschließlich 0,3-fachen und dem einschließlich 0,7-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem einschließlich 0,4-fachen und dem einschließlich 0,6-fachen, beispielsweise dem 0,5-fachen, der Periodenlänge.A lateral extent of the recesses is still preferred between including 0.3 times and including 0.7 times, more preferably between 0.4 times and including 0.6 times, for example 0.5 times, the period length.

Weiterhin beträgt die laterale Ausdehnung der Ausnehmungen vorzugsweise zwischen dem einschließlich 0,3-fachen und dem einschließlich 0,7-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem einschließlich 0,4-fachen und dem einschließlich 0,6-fachen, beispielsweise dem 0,5-fachen, der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur.Furthermore, the lateral extent the recesses are preferably between 0.3 times inclusive and 0.7 times inclusive, more preferably between 0.4 times and 0.6 times, for example 0.5 times, the wavelength of Pump radiation in the coupling structure.

Weiterhin bevorzugt sind die Ausnehmungen grabenartig ausgebildet. Hierbei verläuft eine Haupterstreckungsrichtung der Ausnehmungen jeweils senkrecht zur lateralen Richtung und senkrecht zur vertikalen Emissionsrichtung. Auf diese Weise kann mittels der Ausnehmungen ein eindimensionales Beugungsgitter ausgebildet werden.Farther Preferably, the recesses are trench-like. in this connection extends a main extension direction of the recesses in each case vertically to the lateral direction and perpendicular to the vertical emission direction. In this way, by means of the recesses, a one-dimensional diffraction grating be formed.

In einer Ausgestaltungsvariante weisen die Ausnehmungen vertikal verlaufende Seitenflanken auf. Mit Ausnehmungen, die in lateraler Richtung beidseits von vertikalen Seitenflanken begrenzt sind, kann an den Seitenflanken für die in lateraler Richtung propagierende Pumpstrahlung ein besonders scharfer Brechungsindexsprung erzielt werden.In a variant embodiment, the recesses have vertically extending Side flanks on. With recesses in the lateral direction on both sides bounded by vertical side flanks, can be on the side flanks for the In the lateral direction propagating pump radiation a particularly sharp Refractive index jump can be achieved.

Der Querschnitt der Ausnehmungen kann praktisch beliebige Formen annehmen. Insbesondere können die Ausnehmungen eine mehreckige oder zumindest bereichsweise gekrümmte Grundform aufweisen. Weiterhin kann die Koppelstruktur entlang der lateralen Richtung beispielsweise auch sägezahnartig strukturiert sein.Of the Cross-section of the recesses can take virtually any shape. In particular, you can the recesses a polygonal or at least partially curved basic shape exhibit. Furthermore, the coupling structure along the lateral Direction, for example, sawtooth be structured.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstrecken sich die Ausnehmungen in den Halbleiterkörper hinein. Die Ausnehmungen sind also zumindest teilweise in dem Halbleiterkörper ausgebildet. Die in lateraler Richtung im Halbleiterkörper propagierende Pumpstrahlung kann so vereinfacht von der Koppelstruktur umgelenkt werden.In In a further preferred embodiment, the recesses extend in the semiconductor body into it. The recesses are thus at least partially formed in the semiconductor body. The in the lateral direction in the semiconductor body propagating pump radiation can be redirected so simplified by the coupling structure.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Ausnehmungen zumindest teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt. Das Füllmaterial weist zweckmäßigerweise einen Brechungsindex auf, der von dem Brechungsindex des Halbleiterkörpers verschieden ist. Weiterhin bevorzugt ist das Füllmaterial für die Pumpstrahlung durchlässig ausgebildet.In In a preferred embodiment, the recesses are at least partially with a filler filled. The filling material has expediently a refractive index different from the refractive index of the semiconductor body. Further preferred is the filler material for the pump radiation permeable educated.

Ferner kann das Füllmaterial ein dielektrisches Material enthalten. Beispielsweise kann das Füllmaterial ein Oxid, ein Nitrid oder ein Oxinitrid enthalten oder aus einem solchen Material bestehen.Further can the filler material contain a dielectric material. For example, the filling material contain an oxide, a nitride or an oxynitride or from a consist of such material.

Alternativ oder ergänzend kann das Füllmaterial ein Metall enthalten. Auf diese Weise kann die Reflektivität der Koppelstruktur gesteigert werden.alternative or in addition can the filler material contain a metal. In this way, the reflectivity of the coupling structure be increased.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Koppelstruktur in vertikaler Richtung derart ausgeführt, dass ein vorgegebener Anteil der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich eingekoppelt wird. Je stärker die Koppelstruktur in vertikaler Richtung mit der Ausdehnung der Pumpstrahlung in vertikaler Richtung überlappt, umso größer kann der Anteil der in den Emissionsbereich eingekoppelten Pumpstrahlung sein. Andererseits sollte der Überlapp der Koppelstruktur mit der Pumpstrahlung in vertikaler Richtung hinreichend gering sein, um eine ausreichende Propagation der Pumpstrahlung in lateraler Richtung zu gewährleisten.In In a preferred embodiment, the coupling structure is in vertical Direction executed in such a way that a predetermined proportion of the pump radiation in the emission area is coupled. The stronger the coupling structure in the vertical direction with the extent of Pump radiation in the vertical direction overlaps, the larger it can be the proportion of pump radiation coupled into the emission area be. On the other hand, the overlap the coupling structure with the pump radiation in the vertical direction be sufficiently low to sufficient propagation of the pump radiation to ensure in a lateral direction.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Pumpbereich in einem Wellenleiter angeordnet, wobei der Wellenleiter zur Führung der Pumpstrahlung vorgesehen ist. Der Wellenleiter ist vorzugsweise zwischen Mantelschichten angeordnet, die jeweils einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als der Brechungsindex der an die Mantelschicht angrenzenden Wellenleiterschichten.In In a preferred embodiment, the pumping area is in a waveguide arranged, wherein the waveguide provided for guiding the pump radiation is. The waveguide is preferably between cladding layers arranged, each having a refractive index, the smaller is the refractive index of that adjacent to the cladding layer Waveguide layers.

Die Koppelstruktur ragt vorzugsweise in vertikaler Richtung in den Wellenleiter hinein. Bevorzugt ragt die Koppelstruktur in vertikaler Richtung um höchstens 30%, besonders bevorzugt um höchstens 20%, am meisten bevorzugt um höchstens 10%, der vertikalen Ausdehnung des Wellenleiters in den Wellenleiter hinein. Eine nur geringe Störung der lateralen Propagation der Pumpstrahlung kann so bei gleichzeitig effizienter Umlenkung der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich erreicht werden.The Coupling structure preferably projects in the vertical direction in the waveguide into it. Preferably, the coupling structure protrudes in the vertical direction at most 30%, more preferably not more than 20%, most preferably at most 10%, the vertical extent of the waveguide in the waveguide into it. Only a small disturbance The lateral propagation of the pump radiation can thus at the same time efficient deflection of the pump radiation into the emission area be achieved.

Die Koppelstruktur kann auch von dem Wellenleiter beabstandet sein. Hierbei ist ein Abstand der Koppelstruktur von einer nächstgelegenen Begrenzung des Wellenleiters in vertikaler Richtung bevorzugt höchstens so groß wie die vertikale Ausdehnung des Wellenleiters. Weiterhin bevorzugt beträgt der Abstand höchstens 10 μm, besonders bevorzugt höchstens 5 μm.The Coupling structure may also be spaced from the waveguide. Here is a distance of the coupling structure of a nearest Limitation of the waveguide in the vertical direction preferably at most as big as the vertical extent of the waveguide. Further preferred is the distance at most 10 μm, especially preferably at most 5 μm.

In einer Ausgestaltungsvariante ist der Emissionsbereich monolithisch in den Halbleiterkörper integriert. Der Emissionsbereich und der Pumpbereich können also in einem gemeinsamen Herstellungsschritt, beispielsweise einer epitaktischen Abscheidung, etwa mittels MOVPE oder MBE, hergestellt werden.In In one embodiment variant, the emission range is monolithic in the semiconductor body integrated. The emission area and the pumping area can thus in a common manufacturing step, for example an epitaxial Deposition, such as MOVPE or MBE, are produced.

In einer alternativen Ausgestaltungsvariante ist der Emissionsbereich separat von dem Halbleiterkörper ausgeführt und bevorzugt an dem Halbleiterkörper befestigt. In diesem Fall können der Emissionsbereich und der Pumpbereich separat voneinander hergestellt und nachfolgend zueinander positioniert werden.In an alternative embodiment variant is the emission range separately from the semiconductor body accomplished and preferably on the semiconductor body attached. In this case, you can the emission area and the pumping area are made separately from each other and subsequently positioned to each other.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Emissionsbereich und dem Pumpbereich ein Spiegel ausgebildet. Der Spiegel ist insbesondere dafür vorgesehen, die in vertikaler Richtung propagierende Emissionsstrahlung zu reflektieren. Der Spiegel kann hierbei einen Resonatorendspiegel für die Emissionsstrahlung bilden.In a further preferred embodiment, a mirror is formed between the emission region and the pump region. The mirror is in particular intended to reflect the emission radiation propagating in the vertical direction In this case, the mirror can form a resonator end mirror for the emission radiation.

Weiterhin bevorzugt weist der Spiegel für die Pumpstrahlung eine geringere Reflektivität auf als für die Emissionsstrahlung. Eine Einkopplung der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich wird dadurch vereinfacht. Bevorzugt beträgt die Reflektivität für die Emissionsstrahlung mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90%. Die Reflektivität für die Pumpstrahlung beträgt vorzugsweise höchstens 30%, besonders bevorzugt höchstens 20%.Farther Preferably, the mirror for the pump radiation to a lower reflectivity than for the emission radiation. A Coupling of the pump radiation in the emission range is characterized simplified. Preferably, the reflectivity for the emission radiation at least 80%, more preferably at least 90%. The reflectivity for the pump radiation is preferably at most 30%, most preferably at most 20%.

Der Spiegel kann mehrschichtig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Spiegel als Bragg-Spiegel ausgeführt sein.Of the Mirror can be multi-layered. In particular, the Mirror designed as a Bragg mirror be.

Weiterhin kann der Spiegel monolithisch in den Halbleiterkörper integriert sein. Der Spiegel kann also mittels Halbleiterschichten gebildet sein.Farther For example, the mirror can be monolithically integrated into the semiconductor body. The mirror can therefore be formed by means of semiconductor layers.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält der Pumpbereich und/oder Emissionsbereich ein III–V-Verbindungshalbleitermaterial. Mit III–V-Verbindungshalbleitermaterialien können bei der Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.In In another preferred embodiment, the pumping area and / or Emission range a III-V compound semiconductor material. With III-V compound semiconductor materials can achieved high internal quantum efficiencies in radiation generation become.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthalten der Emissionsbereich und/oder der Pumpbereich eine Quantenstruktur. Die Bezeichnung Quantenstruktur umfasst im Rahmen der Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss („Confinement") eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können. Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantenstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.In Another preferred embodiment includes the emission area and / or the pumping area a quantum structure. The name quantum structure includes in the context of the application in particular any structure, at the carrier by confinement quantization their energy states can learn. In particular, the term quantum structure does not include information about the dimensionality the quantization. It thus includes, among other quantum wells, quantum wires and Quantum dots and any combination of these structures.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement für den Betrieb mit einem externen Resonator vorgesehen. Der externe Resonator kann beispielsweise mittels eines Spiegels gebildet sein, der vom Halbleiterkörper beabstandet ist. Die Emissionsstrahlung durchläuft also einen Freistrahlbereich zwischen dem Halbleiterkörper und dem externen Spiegel. In diesem Freistrahlbereich kann weiterhin bevorzugt ein nichtlinear-optisches Element angeordnet sein. Das nichtlinear-optische Element kann zur Frequenzmischung und/oder zur Frequenzvervielfachung, etwa zur Frequenzverdopplung, der Emissionsstrahlung vorgesehen sein.In Another preferred embodiment is the semiconductor device for the Operation provided with an external resonator. The external resonator may be formed, for example, by means of a mirror, the from the Semiconductor body is spaced. The emission radiation thus passes through a free-jet area between the semiconductor body and the external mirror. In this free jet area can continue preferably a nonlinear optical Be arranged element. The nonlinear optical element can be used for Frequency mixing and / or frequency multiplication, such as frequency doubling, be provided the emission radiation.

Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements mit vertikaler Emissionsrichtung wird ein Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge, die einen zur Erzeugung einer Pumpstrahlung vorgesehenen Pumpbereich aufweist, abgeschieden. Ein zur Erzeugung einer Emissionsstrahlung vorgesehener Emissionsbereich und der Pumpbereich werden übereinander angeordnet oder übereinander abgeschieden. Eine Koppelstruktur wird ausgebildet und das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement wird fertig gestellt. Die Reihenfolge der durchzuführenden Verfahrensschritte kann hierbei, soweit zweckmäßig, auch von der Reihenfolge dieser Aufzählung abweichen.According to one embodiment a method for producing a radiation-emitting semiconductor component with vertical emission direction is a semiconductor body with a semiconductor layer sequence, the one for generating a pump radiation provided pumping area, deposited. One to the generation an emitting radiation emission area and the pumping area be on top of each other arranged or on top of each other deposited. A coupling structure is formed and the radiation-emitting semiconductor component will be completed. The order of the to be performed Process steps here, if appropriate, also of the order this list differ.

Mit dem beschriebenen Verfahren kann ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung, das bereits eine Pumpstrahlungsquelle umfasst, vereinfacht hergestellt werden.With The described method can be a radiation-emitting semiconductor component with vertical emission direction, which is already a pump radiation source includes, be made in a simplified manner.

Beim Ausbilden der Koppelstruktur wird vorzugsweise Material des Halbleiterkörpers und/oder Material von auf dem Halbleiterkörper angeordneten Schichten bereichsweise entfernt. Dies kann beispielsweise mittels eines nasschemischen oder eines trockenchemischen Verfahrens erfolgen.At the Forming the coupling structure is preferably material of the semiconductor body and / or material from on the semiconductor body arranged layers removed in areas. This can be, for example by means of a wet-chemical or a dry-chemical process respectively.

Der Halbleiterkörper wird, vorzugsweise epitaktisch, etwa mittels MBE oder MOVPE, auf einem Aufwachssubstrat abgeschieden. Vor dem Ausbilden der Koppelstruktur kann das Aufwachssubstrat entfernt werden. Das Ausbilden einer Koppelstruktur auf der dem Emissionsbereich abgewandten Seite des Pumpbereichs wird so vereinfacht.Of the Semiconductor body is, preferably epitaxially, for example by MBE or MOVPE on deposited on a growth substrate. Before forming the coupling structure The growth substrate can be removed. The formation of a coupling structure on the side of the pumping area facing away from the emission area is so simplified.

Das Aufwachssubstrat kann beispielsweise mechanisch, etwa mittels Schleifens, Lappens oder Polierens, oder chemisch, etwa mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens, entfernt werden. Alternativ kann das Aufwachssubstrat mittels kohärenter Strahlung, etwa Laserstrahlung, entfernt werden.The Growth substrate can, for example, mechanically, for example by means of grinding, Lapping or polishing, or chemical, such as by wet chemical or dry chemical etching, be removed. Alternatively, the growth substrate may be formed by coherent radiation, about laser radiation, to be removed.

In einer Ausgestaltungsvariante wird der Emissionsbereich als Teil der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers abgeschieden. Insbesondere können der Emissionsbereich und der Pumpbereich in einem gemeinsamen Epitaxie-Schritt hergestellt werden. Hierbei kann zunächst der Pumpbereich und nachfolgend der Emissionsbereich abgeschieden werden oder umgekehrt. Auf einen zusätzlichen Epitaxie-Schritt für die Ausbildung eines separaten, auf Halbleitermaterial basierenden, Emissionsbereichs kann somit verzichtet werden.In a variant of the design is the emission range as part the semiconductor layer sequence of the semiconductor body deposited. Especially can the emission area and the pumping area in a common epitaxy step getting produced. In this case, first the pumping area and subsequently the emission area are deposited or vice versa. On one additional Epitaxy step for the formation of a separate, semiconductor-based, Emission range can thus be waived.

In einer alternativen Ausgestaltungsvariante ist der Emissionsbereich vorgefertigt und wird an dem Halbleiterkörper befestigt. Das Befestigen kann beispielsweise stoffschlüssig, etwa mittels einer Verbindungsschicht erfolgen. Die Verbindungsschicht kann beispielsweise ein Klebemittel enthalten.In an alternative embodiment variant is the emission range prefabricated and is attached to the semiconductor body. The fastening can, for example, cohesively, take place for example by means of a connecting layer. The connection layer can for example, contain an adhesive.

Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines weiter oben beschriebenen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement ausgeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.The method described is for the manufacture ment of a semiconductor device described above particularly suitable. In the context of the semiconductor device executed features can therefore also be used for the process and vice versa.

Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.Further Features, advantageous embodiments and expediencies result from the following description of the embodiments in conjunction with the figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht, 1 a first embodiment of a radiation-emitting semiconductor device in a schematic sectional view,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht, 2 A second exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component in a schematic sectional view,

3 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht, 3 A third embodiment of a radiation-emitting semiconductor device in a schematic sectional view,

4 das Ergebnis einer Simulation der umgelenkten Intensität der Pumpstrahlung als Funktion des Winkels θ zur vertikalen Richtung, 4 the result of a simulation of the deflected intensity of the pump radiation as a function of the angle θ to the vertical direction,

5 das Ergebnis einer entsprechenden Simulation für ein Bauelement ohne Koppelstruktur, 5 the result of a corresponding simulation for a component without a coupling structure,

6 ein Ergebnis einer Simulation der umgelenkten Intensität der Pumpstrahlung in einen Verlauf entlang einer lateralen Richtung, und 6 a result of a simulation of the deflected intensity of the pump radiation in a course along a lateral direction, and

die 7A bis 7E ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierendes Halbleiterbauelements anhand einiger schematisch in Schnittansicht dargestellter Zwischenschritte.the 7A to 7E an embodiment of a method for producing a radiation-emitting semiconductor device based on some schematically illustrated in sectional view intermediate steps.

Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Same, similar and equally acting elements are in the figures with provided the same reference numerals.

Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.The Figures are schematic representations and therefore not absolutely true to scale. Rather, you can comparatively small elements and in particular layer thicknesses for Exaggeration exaggerated shown big be.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit vertikaler Emissionsrichtung. Das Halbleiterbauelement 1 umfasst einen Halbleiterkörper 2 mit einer Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge bildet den Halbleiterkörper und ist vorzugsweise epitaktisch, etwa mittels MOVPE oder MBE, hergestellt. 1 shows a first embodiment of a radiation-emitting semiconductor device with a vertical emission direction. The semiconductor device 1 comprises a semiconductor body 2 with a semiconductor layer sequence. The semiconductor layer sequence forms the semiconductor body and is preferably produced epitaxially, for example by means of MOVPE or MBE.

In der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers 2 ist ein zur Erzeugung einer Pumpstrahlung vorgesehener Pumpbereich 3 ausgebildet. Weiterhin weist die Halbleiterschichtenfolge einen Emissionsbereich 4 auf, wobei der Pumpbereich 3 und der Emissionsbereich 4 übereinander angeordnet sind. Der Emissionsbereich 4 und der Pumpbereich 3 sind also in einen gemeinsamen Halbleiterkörper monolithisch integriert.In the semiconductor layer sequence of the semiconductor body 2 is a pumping area provided for generating a pump radiation 3 educated. Furthermore, the semiconductor layer sequence has an emission region 4 on, with the pumping area 3 and the emission area 4 are arranged one above the other. The emission area 4 and the pumping area 3 are therefore monolithically integrated into a common semiconductor body.

Der Pumpbereich 3 ist in lateraler Richtung auf gegenüberliegenden Seiten von zwei Seitenflächen 30 begrenzt. Die Pumpstrahlung propagiert zwischen diesen Seitenflächen in lateraler Richtung. Zur Steigerung der Reflektivität der Seitenflächen 30 können diese jeweils mit einer Beschichtung, etwa mit dielektrischen Schichten, die als Bragg-Spiegel ausgeführt sein können, versehen sein. Diese Beschichtung ist in der 1 nicht explizit dargestellt.The pumping area 3 is in the lateral direction on opposite sides of two side surfaces 30 limited. The pump radiation propagates between these side surfaces in the lateral direction. To increase the reflectivity of the side surfaces 30 These may each be provided with a coating, for example with dielectric layers, which may be designed as Bragg mirrors. This coating is in the 1 not explicitly shown.

Weiterhin weist das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement eine Koppelstruktur 7 auf. Die Koppelstruktur 7 ist mittels Ausnehmungen 71 gebildet, die sich in den Halbleiterkörper 2 hinein erstrecken. Die Koppelstruktur 7 ist auf der dem Emissionsbereich 4 abgewandten Seite des Pumpbereichs 3 angeordnet.Furthermore, the radiation-emitting semiconductor component has a coupling structure 7 on. The coupling structure 7 is by means of recesses 71 formed, which is in the semiconductor body 2 extend into it. The coupling structure 7 is on the emission area 4 opposite side of the pumping area 3 arranged.

Der Pumpbereich 3 ist in einem Wellenleiter 35 angeordnet. Der Wellenleiter weist eine erste Wellenleiterschicht 351 und eine zweite Wellenleiterschicht 352 auf, die jeweils an den Pumpbereich angrenzen.The pumping area 3 is in a waveguide 35 arranged. The waveguide has a first waveguide layer 351 and a second waveguide layer 352 on, each adjacent to the pumping area.

Auf beiden Seiten des Pumpbereichs 3 grenzt jeweils eine Mantelschicht 31 beziehungsweise eine weitere Mantelschicht 32 an den Wellenleiter 35 an. Die Mantelschichten 31, 32 weisen zweckmäßigerweise einen Brechungsindex auf, der kleiner ist als der Brechungsindex der Wellenleiterschichten 351, 352. Mittels des Wellenleiters 35 wird die Pumpstrahlung, die in lateraler Richtung propagiert, geführt.On both sides of the pumping area 3 each adjacent to a cladding layer 31 or a further cladding layer 32 to the waveguide 35 at. The cladding layers 31 . 32 Expediently have a refractive index which is smaller than the refractive index of the waveguide layers 351 . 352 , By means of the waveguide 35 the pump radiation propagating in the lateral direction is guided.

Die Ausnehmungen 71 der Koppelstruktur 7 erstrecken sich von der dem Emissionsbereich 4 abgewandten Seite des Pumpbereichs 3 in den Halbleiterkörper 2 hinein. Insbesondere erstrecken sich die Ausnehmungen 71 in vertikaler Richtung in den Wellenleiter 35 hinein. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise als grabenartige Ausnehmungen ausgeführt, wobei sich eine Haupterstreckungsrichtung der Ausnehmungen jeweils senkrecht zu der lateralen Richtung, in der die Pumpstrahlung propagiert, und weiterhin senkrecht zu der vertikalen Richtung erstreckt.The recesses 71 the coupling structure 7 extend from the emission area 4 opposite side of the pumping area 3 in the semiconductor body 2 into it. In particular, the recesses extend 71 in the vertical direction in the waveguide 35 into it. The recesses are preferably designed as trench-like recesses, wherein a main extension direction of the recesses in each case extends perpendicular to the lateral direction in which propagates the pump radiation, and further perpendicular to the vertical direction.

Im Betrieb des strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements 1 wird ein Teil der in lateraler Richtung propagierenden Pumpstrahlung mittels der Koppelstruktur 7 in Richtung des Emissionsbereichs 4 umgelenkt. Die Koppelstruktur kann hierbei als ein eindimensionales Beugungsgitter ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Beugungsgitter periodisch oder im Wesentlichen periodisch ausgeführt. Für eine Periodenlänge L der Koppelstruktur gilt vorzugsweise (N – 0,4)·λ ≤ L ≤ (N + 0,4)·λ,wobei λ die Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur und N eine positive ganze Zahl ist. Besonders bevorzugt gilt N = 1, so dass die Periodenlänge der Koppelstruktur zwischen dem einschließlich 0,6-fachen und dem einschließlich 1,4-fachen der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur beträgt. Am meisten bevorzugt beträgt die Periodenlänge zwischen dem einschließlich 0,8-fachen und dem einschließlich 1,2-fachen der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur.During operation of the radiation-emitting semiconductor component 1 becomes a part of the propagating in the lateral direction pump radiation by means of the coupling structure 7 in the direction of the emission area 4 diverted. The coupling structure can be embodied here as a one-dimensional diffraction grating. Preferably, the diffraction grating is periodically or substantially periodically executed. For a period length L of the coupling structure is preferably (N - 0.4) · λ ≦ L ≦ (N + 0.4) · λ, where λ is the wavelength of the pump radiation in the coupling structure and N is a positive integer. Particularly preferably, N = 1, so that the period length of the coupling structure is between 0.6 times and 1.4 times the wavelength of the pump radiation in the region of the coupling structure. Most preferably, the period length is between 0.8 times and 1.2 times the wavelength of the pump radiation in the region of the coupling structure.

Beispielsweise kann die Periodenlänge bei einer Vakuumwellenlänge der Pumpstrahlung von 920 nm und einem Brechungsindex von 3,4 etwa 270 nm betragen.For example can the period length at a vacuum wavelength the pump radiation of 920 nm and a refractive index of 3.4 about 270 nm.

Mittels eines Beugungsgitters, deren Periodenlänge L der Wellenlänge der Pumpstrahlung entspricht, kann ein Teil der Pumpstrahlung an dem Beugungsgitter in erster Ordnung in vertikale Richtung umgelenkt werden. Auf diese Weise kann ein Teil der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich eingekoppelt werden.through a diffraction grating whose period length L is the wavelength of Pump radiation corresponds to a part of the pump radiation at the Diffraction grating deflected in the first order in the vertical direction become. In this way, a part of the pump radiation in the emission area be coupled.

Von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichend kann die Koppelstruktur auch als ein quasi-periodisches Beugungsgitter ausgeführt sein.From the embodiment shown deviating, the coupling structure can also be considered a quasi-periodic Diffraction grating executed be.

Alternativ können die Ausnehmungen 71 auch gemäß einer Zufallstruktur angeordnet sein.Alternatively, the recesses 71 also be arranged according to a random structure.

Bevorzugt verläuft die in den Emissionsbereich eingekoppelte Pumpstrahlung überwiegend in einem Winkel von höchstens 20° zur vertikalen Richtung.Prefers extends the pump radiation coupled into the emission area predominantly at an angle of at most 20 ° to the vertical direction.

Die mittels der Koppelstruktur 7 umgelenkte Pumpstrahlung wird in den Emissionsbereich eingekoppelt. Mittels der absorbierten Pumpstrahlung wird der Emissionsbereich optisch gepumpt.The means of coupling structure 7 redirected pump radiation is coupled into the emission area. By means of the absorbed pump radiation, the emission area is optically pumped.

In einer Aufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 weist der Pumpbereich 3 eine größere laterale Ausdehnung auf als der Emissionsbereich 4. Auf diese Weise wird die Erzeugung von Pumpstrahlung mit hoher Intensität vereinfacht.In a plan view of the semiconductor device 1 indicates the pumping area 3 a larger lateral extent than the emission range 4 , In this way, the generation of high intensity pump radiation is simplified.

Zwischen dem Pumpbereich 3 und dem Emissionsbereich 4 ist ein Spiegel 5 angeordnet. Der Spiegel ist monolithisch in die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers 2 integriert. Der Spiegel 5 ist mehrschichtig ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Halbleiterschichtenpaaren auf, die jeweils eine Halbleiterschicht 51 und eine weitere Halbleiterschicht 52 umfassen. Diese Halbleiterschichten weisen voneinander verschiedene Brechungsindizes auf, so dass die Halbleiterschichtenpaare einen Bragg-Spiegel bilden.Between the pumping area 3 and the emission area 4 is a mirror 5 arranged. The mirror is monolithic in the semiconductor layer sequence of the semiconductor body 2 integrated. The mirror 5 is multi-layered and has a plurality of semiconductor layer pairs, each having a semiconductor layer 51 and another semiconductor layer 52 include. These semiconductor layers have different refractive indices from each other, so that the semiconductor layer pairs form a Bragg mirror.

Der Spiegel ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass die Reflektivität für die im Emissionsbereich 4 erzeugte Strahlung größer ist als für die im Pumpbereich 3 erzeugte Pumpstrahlung.The mirror is preferably designed such that the reflectivity for those in the emission area 4 generated radiation is greater than for those in the pumping area 3 generated pump radiation.

Bevorzugt beträgt die Reflektivität für die Emissionsstrahlung mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90%. Die Reflektivität für die Pumpstrahlung beträgt vorzugsweise höchstens 30%, besonders bevorzugt höchstens 20%.Prefers is the reflectivity for the emission radiation at least 80%, more preferably at least 90%. The reflectivity for the pump radiation is preferably at most 30%, most preferably at most 20%.

Auf diese Weise kann die im Betrieb des Halbleiterbauelements im Emissionsbereich 4 erzeugte Strahlung effizient an dem Spiegel 5 reflektiert werden. Ein Eintreten der Emissionsstrahlung in den Pumpbereich und nachfolgend ein Auftreffen auf die Koppelstruktur 7 kann so vermieden werden. Weiterhin ist der Anteil der in den Emissionsbereich 4 eingekoppelten Pumpstrahlung umso höher je niedriger die Reflektivität des Spiegels für die Pumpstrahlung ist.In this way, during operation of the semiconductor component in the emission region 4 generated radiation efficiently at the mirror 5 be reflected. An entry of the emission radiation into the pump region and subsequently an impingement on the coupling structure 7 can be avoided this way. Furthermore, the proportion of emissions in the area 4 coupled pump radiation the higher the lower the reflectivity of the mirror for the pump radiation.

Auf der dem Pumpbereich 3 abgewandten Seite des Emissionsbereichs 4 ist eine Fensterschicht 25 ausgebildet. Die Fensterschicht ist zweckmäßigerweise für die Emissionsstrahlung durchlässig ausgeführt. Eine dem Emissionsbereich abgewandte Oberfläche der Fensterschicht 25 schließt den Halbleiterkörper in vertikaler Richtung ab und bildet eine Strahlungsdurchtrittsfläche 20 für die Emissionsstrahlung.On the pumping area 3 opposite side of the emission area 4 is a window layer 25 educated. The window layer is expediently designed to be permeable to the emission radiation. A surface of the window layer facing away from the emission area 25 closes off the semiconductor body in the vertical direction and forms a radiation passage area 20 for the emission radiation.

Mittels eines externen Spiegels 8 wird ein externer Resonator gebildet. Das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement 1 ist also für den Betrieb mit einem externen Resonator vorgesehen.By means of an external mirror 8th an external resonator is formed. The radiation-emitting semiconductor component 1 is therefore intended for operation with an external resonator.

Davon abweichend kann das strahlungsemittierende Bauelement auf der dem Pumpbereich 3 abgewandten Seite des Emissionsbereichs 4 einen weiteren Spiegel aufweisen. Dieser weitere Spiegel kann in den Halbleiterkörper integriert oder auf diesem angeordnet sein. Auf einen externen Resonator kann in diesem Fall verzichtet werden.Deviating from the radiation-emitting component on the pumping area 3 opposite side of the emission area 4 have another mirror. This further mirror can be integrated in or arranged on the semiconductor body. An external resonator can be dispensed with in this case.

Die Ausnehmungen 71 der Koppelstruktur 7 sind nebeneinander angeordnet. Weiterhin weisen die Ausnehmungen vertikal verlaufende Seitenflanken 710 auf. In vertikaler Richtung ist die Koppelstruktur 7 vorzugsweise derart ausgeführt, dass ein vorgegebener Anteil der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich eingekoppelt wird.The recesses 71 the coupling structure 7 are arranged side by side. Furthermore, the recesses have vertically extending side edges 710 on. In the vertical direction is the coupling structure 7 Preferably carried out such that a predetermined proportion of the pump radiation is coupled into the emission region.

Eine laterale Ausdehnung der Ausnehmungen beträgt weiterhin bevorzugt zwischen dem einschließlich 0,3-fachen und dem einschließlich 0,7-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem einschließlich 0,4-fachen und dem einschließlich 0,6-fachen, beispielsweise dem 0,5-fachen, der Periodenlänge. Bei einer Vakuum-Wellenlänge der Pumpstrahlung von 920 nm kann die Ausdehnung beispielsweise 135 nm betragen.A lateral extent of the recesses is still preferred between including 0.3 times and including 0.7 times, more preferably between 0.4 times and including 0.6 times, for example 0.5 times, the period length. at a vacuum wavelength the pump radiation of 920 nm, the expansion, for example 135 nm.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ragt die Koppelstruktur in vertikaler Richtung in den Wellenleiter 35 hinein. Je weiter die Koppelstruktur in den Wellenleiter hineinreicht, desto stärker ist die Wechselwirkung der Pumpstrahlung mit der Koppelstruktur 7, so dass ein größerer Anteil der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich 4 eingekoppelt werden kann.In the illustrated embodiment, the coupling structure protrudes in the vertical direction in the waveguide 35 into it. The further the coupling structure extends into the waveguide, the stronger the interaction of the pump radiation with the coupling structure 7 , so that a larger proportion of the pump radiation in the emission area 4 can be coupled.

Andererseits bewirkt die Koppelstruktur 7 eine Störung des Wellenleiters. Eine Koppelstruktur, die in vertikaler Richtung um höchstens 30% der vertikalen Ausdehnung des Wellenleiters 35 in diesen hineinragt, hat sich als zweckmäßig erwiesen. Vorzugsweise ragt die Koppelstruktur um höchstens 20%, besonders bevorzugt um höchstens 10% der vertikalen Ausdehnung des Wellenleiters in diesen hinein.On the other hand, the coupling structure causes 7 a disturbance of the waveguide. A coupling structure, in the vertical direction by at most 30% of the vertical extent of the waveguide 35 protruding into this has proved to be useful. The coupling structure preferably projects into the waveguide by at most 20%, more preferably by at most 10%, of the vertical extent of the waveguide.

Von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichend kann die Koppelstruktur 7 auch von dem Wellenleiter 35 beabstandet sein. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn ein vergleichsweise großer Teil der transversalen Mode der Pumpstrahlung außerhalb des Wellenleiters verläuft. Für einen hinreichend großen Anteil der an der Koppelstruktur 7 umgelenkter Pumpstrahlung ist der Abstand der Koppelstruktur von einer nächst gelegenen Begrenzung des Wellenleiters in vertikaler Richtung höchstens so groß wie die vertikale Ausdehnung des Wellenleiters. Weiterhin bevorzugt ist dieser Abstand höchstens 10 μm, besonders bevorzugt höchstens 5 μm.Deviating from the embodiment shown, the coupling structure 7 also from the waveguide 35 be spaced. This is particularly expedient if a comparatively large part of the transversal mode of the pump radiation extends outside the waveguide. For a sufficiently large proportion of the coupling structure 7 deflected pump radiation is the distance of the coupling structure from a nearest boundary of the waveguide in the vertical direction at most as large as the vertical extent of the waveguide. Further preferably, this distance is at most 10 microns, more preferably at most 5 microns.

Die Ausnehmungen 71 der Koppelstruktur können vollständig oder nur teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt sein. Vorzugsweise ist das Füllmaterial für die Pumpstrahlung durchlässig ausgeführt. Eine Absorption der Pumpstrahlung durch das Füllmaterial kann so vermieden oder zumindest vermindert werden. Beispielsweise kann das Füllmaterial ein dielektrisches Material wie ein Oxid, etwa Siliziumoxid oder Titanoxid, ein Nitrid, etwa Siliziumnitrid, oder ein Oxinitrid, etwa Siliziumoxinitrid enthalten.The recesses 71 The coupling structure may be completely or only partially filled with a filling material. Preferably, the filling material is designed to be permeable to the pump radiation. An absorption of the pump radiation by the filling material can thus be avoided or at least reduced. For example, the filler material may include a dielectric material such as an oxide such as silicon oxide or titanium oxide, a nitride such as silicon nitride, or an oxynitride such as silicon oxynitride.

Weiterhin weist das Füllmaterial zweckmäßigerweise einen Brechungsindex auf, der vom Brechungsindex des angrenzenden Halbleitermaterials verschieden ist. Je größer der Unterschied zwischen diesen Brechungsindizes ist, desto stärker ist der Einfluss der Koppelstruktur auf die Pumpstrahlung bei gleich bleibenden Parametern für die geometrische Struktur der Koppelstruktur.Farther has the filler expediently a refractive index, the refractive index of the adjacent Semiconductor material is different. The bigger the difference between these Refractive indices is the stronger is the influence of the coupling structure on the pump radiation at the same remaining parameters for the geometric structure of the coupling structure.

Alternativ oder ergänzend kann das Füllmaterial auch ein Metall enthalten. Auf diese Weise kann die Reflektivität der Koppelstruktur gesteigert werden.alternative or in addition can the filler material also contain a metal. In this way, the reflectivity of the coupling structure be increased.

Weiterhin weist das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement 1 einen ersten Kontakt 61 und einen zweiten Kontakt 62 auf. Die Kontakte sind derart angeordnet, dass im Betrieb des Halbleiterbauelements durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung Ladungsträger von zwei verschiedenen Seiten in den Pumpbereich 3 injiziert werden können und dort als Elektron-Lochpaare unter Emission von Strahlung rekombinieren können.Furthermore, the radiation-emitting semiconductor component has 1 a first contact 61 and a second contact 62 on. The contacts are arranged such that in the operation of the semiconductor device by applying an external electrical voltage charge carriers from two different sides in the pumping area 3 can be injected and recombine there as electron-hole pairs under emission of radiation.

Die Kontakte 61, 62 enthalten bevorzugt ein Metall, etwa Gold, Silber, Titan, Platin, Nickel oder Aluminium oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Materialien.The contacts 61 . 62 preferably contain a metal, such as gold, silver, titanium, platinum, nickel or aluminum or a metallic alloy with at least one of said materials.

Der Spiegel 5 ist außerhalb eines Injektionspfads von Ladungsträgern von den Kontakten 61, 62 in den Pumpbereich angeordnet. Der Spiegel kann somit elektrisch isolierend ausgeführt sein. Eine Absorption der Pumpstrahlung in dem Spiegel kann so vermieden oder zumindest vermindert werden.The mirror 5 is outside of an injection path of charge carriers from the contacts 61 . 62 arranged in the pumping area. The mirror can thus be made electrically insulating. An absorption of the pump radiation in the mirror can thus be avoided or at least reduced.

Davon abweichend ist auch eine Anordnung denkbar, bei der der Spiegel 5 innerhalb des Injektionspfads von Ladungsträgern angeordnet ist. In diesem Fall ist der Spiegel vorzugsweise elektrisch leitend.Deviating from an arrangement is conceivable in which the mirror 5 is disposed within the injection path of charge carriers. In this case, the mirror is preferably electrically conductive.

Weiterhin überlappt die Koppelstruktur 7 in Aufsicht auf das Halbleiterbauelement 1, vorzugsweise vollständig, mit dem Emissionsbereich 4.Furthermore, the coupling structure overlaps 7 in plan view of the semiconductor device 1 , preferably completely, with the emission range 4 ,

Die Koppelstruktur ist also in einem Bereich ausgebildet, in dem von der Koppelstruktur 7 in vertikale Richtung umgelenkte Pumpstrahlung direkt in den Emissionsbereich 4 eingekoppelt werden kann. Eine Störung des Wellenleiters 35 ist somit auf Bereiche beschränkt, in denen eine effiziente Einkopplung der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich 4 erfolgen kann.The coupling structure is thus formed in a region in which of the coupling structure 7 In the vertical direction deflected pump radiation directly into the emission area 4 can be coupled. A disturbance of the waveguide 35 is thus limited to areas in which an efficient coupling of the pump radiation in the emission area 4 can be done.

Der beschriebene Aufbau des Halbleiterbauelements ist für eine Vielzahl von Halbleitermaterialien geeignet. Bevorzugt enthält der Pumpbereich und/oder der Emissionsbereich ein III–V-Verbindungshalbleitermaterial.Of the described structure of the semiconductor device is for a variety of semiconductor materials suitable. The pumping area and / or preferably contains the emission region is a III-V compound semiconductor material.

III–V-Verbindungshalbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (Inx Gay Al1-x-y N) über den sichtbaren (Inx Gay Al1-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Inx Gay Al1-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Inx Gay Al1-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, insbesondere mit x ⇒ 1, y ⇒ 1, x ⇒ 0 und/oder y ⇒ 0. Mit III–V-Verbindungshalbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung vorteilhaft hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.III-V compound semiconductor materials are used for generating radiation in the ultraviolet (In x Ga y Al 1-xy N) over the visible (In x Ga y Al 1-xy N, in particular for blue to green radiation, or In x Ga y Al 1- xy P, especially for yellow to red radiation) to In the infrared (In x Gay Al 1-xy As) spectral range particularly suitable. In each case 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1 and x + y ≦ 1, in particular with x ⇒ 1, y ⇒ 1, x ⇒ 0 and / or y ⇒ 0. With III-V compound semiconductor materials, in particular the said material systems, can be achieved in the generation of radiation advantageously high internal quantum efficiencies.

Der Emissionsbereich und/oder der Pumpbereich enthält vorzugsweise eine Quantenstruktur. Hierbei kann die Quantenstruktur jeweils eine oder mehr Quantenschichten aufweisen.Of the Emission area and / or the pumping area preferably contains a quantum structure. in this connection The quantum structure can each have one or more quantum layers exhibit.

Die Bezeichnung Quantenstruktur umfasst im Rahmen der Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss ("confinement") eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können. Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantenstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.The Designation Quantum structure includes in the context of the application in particular any structure, in the case of carriers by confinement quantization their energy states can learn. In particular, the term quantum structure does not include information about the dimensionality of the quantization. It thus includes, among other things, quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.

Nachfolgend wird exemplarisch ein Schichtaufbau für einen Halbleiterkörper beschrieben, dessen Emissionsbereich für die Erzeugung von Strahlung einer Wellenlänge von 1050 nm vorgesehen ist.following By way of example, a layer structure for a semiconductor body is described, its emission range for the generation of radiation of a wavelength of 1050 nm provided is.

Der Pumpbereich 3 weist eine In0,13Ga0 ,87As-Quantenschicht mit einer Dicke von 6,5 nm auf. Die Wellenleiterschicht 351 ist jeweils zweischichtig ausgeführt. An die Quantenschicht 3 grenzt eine erste Al0,10Ga0,90As-Halbleiterschicht mit einer Dicke von 73,57 nm an. Eine zweite Halbleiterschicht der Wellenleiterschicht 351 ist eine Al0,23Ga0,77As-Halbleiterschicht mit einer Dicke von 485 nm. Die zweite Wellenleiterschicht 352 ist entsprechend der ersten Wellenleiterschicht 351 ausgebildet, wobei die vom Pumpbereich 3 beabstandete Al0,23Ga0,77As-Halbleiterschicht davon abweichend eine Dicke von 788,79 nm aufweist.The pumping area 3 has an In 0.13 Ga 0, 87 As quantum layer having a thickness of 6.5 nm. The waveguide layer 351 is executed in two layers. To the quantum layer 3 Adjacent to a first Al 0.10 Ga 0.90 As semiconductor layer with a thickness of 73.57 nm. A second semiconductor layer of the waveguide layer 351 is an Al 0.23 Ga 0.77 As semiconductor layer with a thickness of 485 nm. The second waveguide layer 352 is corresponding to the first waveguide layer 351 formed, the from the pumping area 3 spaced apart Al 0.23 Ga 0.77 As semiconductor layer thereof has a thickness of 788.79 nm.

Die jeweils an den Wellenleiter 35 angrenzenden Mantelschichten 31 und 32 sind jeweils Al0,47Ga0,53As-Halbleiterschichten mit einer Dicke von 1000 nm.The each to the waveguide 35 adjacent cladding layers 31 and 32 are each Al 0.47 Ga 0.53 As semiconductor layers having a thickness of 1000 nm.

Die auf unterschiedlichen Seiten des Pumpbereichs 3 angeordneten Halbleiterschichten weisen zweckmäßigerweise einen zueinander entgegen gesetzten Leitungstyp auf. Beispielsweise können die auf der dem Emissionsbereich 4 zugewandeten Seite des Pumpbereichs 3 angeordneten Halbleiterschichten 351, 31 p-dotiert und die auf der dem Emissionsbereich 4 abgewandten Seite des Pumpbereichs 3 angeordneten Halbleiterschichten 352, 32 n-dotiert sein oder umgekehrt.The on different sides of the pumping area 3 arranged semiconductor layers expediently have a mutually opposite conductivity type. For example, those on the emission area 4 facing side of the pumping area 3 arranged semiconductor layers 351 . 31 p-doped and those on the emission area 4 opposite side of the pumping area 3 arranged semiconductor layers 352 . 32 be n-doped or vice versa.

Der Spiegel 5 ist als ein Bragg-Spiegel mit 30 Halbleiterschichtpaaren ausgeführt. Die Halbleiterschichtpaare umfassen jeweils eine AlAs-Halbleiterschicht 51 mit einer Dicke von 88 nm und eine GaAs-Halbleiterschicht 52 mit einer Dicke von 75 nm.The mirror 5 is using as a Bragg mirror 30 Semiconductor layer pairs executed. The semiconductor layer pairs each comprise an AlAs semiconductor layer 51 with a thickness of 88 nm and a GaAs semiconductor layer 52 with a thickness of 75 nm.

Der zur Erzeugung der Emissionsstrahlung vorgesehene Emissionsbereich 4 weist eine Abfolge von 14 Quantenschichten 41 auf, zwischen denen jeweils eine Barriereschicht 42 ausgebildet ist. Die Quantenschicht 41 ist jeweils als eine InGaAs-Halbleiterschicht mit einer Dicke von 10 nm ausgeführt. Die Barriereschicht umfasst jeweils ein Halbleiterschichtenpaar mit einer GaAsP-Halbleiterschicht mit einer Dicke von 48 nm und einer AlGaAs-Halbleiterschicht mit einem Aluminiumgehalt von 10% und einer Dicke von 93 nm.The emission range provided for generating the emission radiation 4 has a sequence of 14 quantum layers 41 on, between each of which a barrier layer 42 is trained. The quantum layer 41 is each embodied as an InGaAs semiconductor layer with a thickness of 10 nm. The barrier layer comprises a semiconductor layer pair each having a GaAsP semiconductor layer with a thickness of 48 nm and an AlGaAs semiconductor layer with an aluminum content of 10% and a thickness of 93 nm.

Auf der dem Pumpbereich 3 abgewandten Seite des Emissionsbereichs 4 ist eine Fensterschicht 25 ausgebildet, die für die im Emissionsbereich erzeugte Strahlung durchlässig ist. Die Fensterschicht ist zweischichtig ausgeführt, wobei an den Emissionsbereich eine AlGaAs-Halbleiterschicht mit einem Aluminiumgehalt von 10% und einer Dicke 308 nm angrenzt. Eine GaP-Halbleiterschicht mit einer Dicke von 551 nm schließt den Halbleiterkörper 2 ab und bildet die Strahlungsdurchtrittsfläche 20.On the pumping area 3 opposite side of the emission area 4 is a window layer 25 formed, which is permeable to the radiation generated in the emission area. The window layer is designed in two layers, with an AlGaAs semiconductor layer having an aluminum content of 10% and a thickness of 308 nm adjoining the emission area. A GaP semiconductor layer with a thickness of 551 nm closes the semiconductor body 2 and forms the radiation passage area 20 ,

Durch eine Variation der Halbleiterschichtparameter, insbesondere durch eine Variation der Materialzusammensetzungen und der Schichtdicken der Quantenschichten können die Emissionswellenlängen des Pumpbereichs und des Emissionsbereichs in weiten Grenzen eingestellt werden.By a variation of the semiconductor layer parameters, in particular by a variation of the material compositions and the layer thicknesses the quantum layers can the emission wavelengths the pumping range and the emission range are set within wide limits become.

Ein zweites Ausführungsbeispiel für ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement ist in 2 schematisch in Schnittansicht dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist die Koppelstruktur 7 eine sägezahnartige Struktur auf. Wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind die Ausnehmungen 71, die die Koppelstruktur 7 bilden, in dem Halbleiterkörper 2 ausgebildet und erstrecken sich in den Wellenleiter 35 hinein. Eine Periodenlänge der Koppelstruktur beträgt vorzugsweise zwischen dem 0,6-fachen und dem 1,4-fachen der im Pumpbereich 3 erzeugten Pumpstrahlung im Material des Halbleiterkörpers 2.A second exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component is shown in FIG 2 schematically shown in sectional view. This second embodiment corresponds essentially to that in connection with FIG 1 illustrated first embodiment. In contrast to this, the coupling structure 7 a sawtooth-like structure. As described in connection with the first embodiment, the recesses 71 that the coupling structure 7 form, in the semiconductor body 2 formed and extend into the waveguide 35 into it. A period length of the coupling structure is preferably between 0.6 times and 1.4 times that in the pumping area 3 generated pump radiation in the material of the semiconductor body 2 ,

Die Koppelstruktur kann davon abweichend auch derart ausgeführt sein, dass diese die Pumpstrahlung überwiegend aufgrund von Reflexion an der Koppelstruktur umlenkt. In diesem Fall weist die Koppelstruktur vorzugsweise schräg zur vertikalen Richtung stehende Seitenflächen auf. Hierbei muss die Koppelstruktur nicht notwendigerweise periodisch ausgebildet sein. Auch eine periodische Struktur, etwa eine Sägezahnstruktur, deren Periodenlänge erheblich größer ist als die Wellenlänge der Pumpstrahlung, etwa mindestens fünfmal so groß, kann hierbei geeignet sein.Deviating from the coupling structure, it may also be designed in such a way that it deflects the pump radiation mainly due to reflection at the coupling structure. In this case, the coupling structure preferably has side surfaces which are inclined with respect to the vertical direction. Here, the coupling structure does not necessarily perio be educated. Also, a periodic structure, such as a sawtooth structure whose period length is considerably greater than the wavelength of the pump radiation, about at least five times as large, may be suitable here.

Ein drittes Ausführungsbeispiel für ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement ist in 3 schematisch in Schnittansicht dargestellt. Dieses dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist das strahlungsemittierende Bauelement einen weiteren Halbleiterkörper mit einer weiteren Halbleiterschichtenfolge 200 auf, wobei der Emissionsbereich 4 und der Spiegel 5 in diesem weiteren Halbleiterkörper 200 ausgebildet sind. Der Emissionsbereich 4 und der Pumpbereich 3 sind also nicht monolithisch in einen gemeinsamen Halbleiterkörper integriert. Der weitere Halbleiterkörper 200 ist mit dem Halbleiterkörper 2 stoffschlüssig mittels einer Verbindungsschicht 9 verbunden. Die Verbindungsschicht 9 ist zweckmäßigerweise für die Pumpstrahlung durchlässig ausgeführt und kann beispielsweise ein Klebemittel enthalten.A third exemplary embodiment of a radiation-emitting semiconductor component is shown in FIG 3 schematically shown in sectional view. This third embodiment corresponds essentially to that in connection with FIG 1 described first embodiment. In contrast to this, the radiation-emitting component has a further semiconductor body with a further semiconductor layer sequence 200. on, with the emission range 4 and the mirror 5 in this further semiconductor body 200. are formed. The emission area 4 and the pumping area 3 are therefore not monolithically integrated into a common semiconductor body. The further semiconductor body 200. is with the semiconductor body 2 cohesively by means of a connecting layer 9 connected. The connection layer 9 is suitably designed to be permeable to the pump radiation and may, for example, contain an adhesive.

Der Spiegel 5 kann von diesem Ausführungsbeispiel abweichend auch auf dem Halbleiterkörper 200 oder auf dem Halbleiterkörper 2 ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Spiegel mittels dielektrischer Schichten gebildet sein, die auf dem vorgefertigten Halbleiterkörper oder dem vorgefertigten weiteren Halbleiterkörper, etwa mittels Aufdampfens oder Aufsputterns, abgeschieden sind. Alternativ kann der Spiegel auch in den Halbleiterkörper 2 mit dem Pumpbereich 3 integriert sein.The mirror 5 may differ from this embodiment also on the semiconductor body 200. or on the semiconductor body 2 be educated. In this case, the mirror may be formed by means of dielectric layers which are deposited on the prefabricated semiconductor body or the prefabricated further semiconductor body, for instance by means of vapor deposition or sputtering. Alternatively, the mirror may also be in the semiconductor body 2 with the pumping area 3 be integrated.

Der Halbleiterkörper 2 und der weitere Halbleiterkörper 200 können separat voneinander hergestellt und erst nachfolgend aneinander befestigt werden. Die Fertigung des Halbleiterkörpers mit dem Pumpbereich 3 und des Halbleiterkörpers mit dem Emissionsbereich 4 können also weitgehend unabhängig voneinander erfolgen.The semiconductor body 2 and the further semiconductor body 200. can be made separately from each other and subsequently attached to each other. The production of the semiconductor body with the pumping area 3 and the semiconductor body with the emission area 4 can therefore be largely independent of each other.

Weiterhin ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel zwischen den strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement 1 und dem externen Spiegel 8 ein nichtlinear-optisches Element 85, etwa ein nichtlinear-optischer Kristall, angeordnet. Mittels nichtlinear-optischer Prozesse, insbesondere Frequenzvervielfachung, etwa Frequenzverdopplung, kann die im Emissionsbereich 4 erzeugte Emissionsstrahlung zumindest teilweise in Strahlung einer anderen Wellenlänge konvertiert werden.Furthermore, in contrast to the first exemplary embodiment, between the radiation-emitting semiconductor component 1 and the external mirror 8th a nonlinear optical element 85 , such as a nonlinear optical crystal. Non-linear optical processes, in particular frequency multiplication, such as frequency doubling, can be used in the emission area 4 generated emission radiation are at least partially converted into radiation of a different wavelength.

Selbstverständlich kann auch ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement gemäß einem der im Zusammenhang mit den in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen für den Betrieb mit einem nicht-linear optischen Element vorgesehen sein.Of course, a radiation-emitting semiconductor component according to one of the in connection with the in the 1 and 2 be described embodiments for operation with a non-linear optical element.

4 zeigt das Ergebnis einer Simulation der durch die Koppelstruktur umgelenkten Intensität als Funktion des Winkels θ zur vertikalen Richtung. In der Figur sind die Winkelbereiche von 1° bis 5° sowie von –67° bis –73° jeweils als Ausschnitt vergrößert dargestellt. 4 shows the result of a simulation of the deflected by the coupling structure intensity as a function of the angle θ to the vertical direction. In the figure, the angular ranges of 1 ° to 5 ° and from -67 ° to -73 ° are each shown enlarged as a section.

Die Simulation, welche mit Hilfe der so genannten „Finite Difference Time Domain"-Methode durchgeführt wurde, veranschaulicht den Effekt der Koppelstruktur für eine von einer Seite auf die Koppelstruktur einfallende Welle. Positive Winkel der gebeugten Strahlung entsprechen dabei einer Beugung in Vorwärtsrichtung, negative Winkel einer Beugung in Rückwärtsrichtung. Dieser Simulation wurde eine vertikale Ausdehnung der Ausnehmungen der Koppelstruktur von 500 nm, eine laterale Ausdehnung von 135 nm und eine Periodenlänge von 270 nm bei einer Vakuumwellenlänge der Pumpstrahlung von 920 nm und einem Brechungsindex von 3,4 zugrunde gelegt. Die Periodenlänge entspricht also nahezu der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur (920 nm/3,4). Die Ausnehmungen sind hierbei mit Luft gefüllt.The Simulation, which was carried out with the help of the so-called "Finite Difference Time Domain" method, illustrates the effect of the coupling structure for one from one side the coupling structure incident wave. Positive angles of the bent Radiation correspond to a diffraction in the forward direction, negative angles of a backward diffraction. This simulation became a vertical extension of the recesses of the coupling structure of 500 nm, a lateral extent of 135 nm and a period length of 270 nm at a vacuum wavelength the pump radiation of 920 nm and a refractive index of 3.4 based. The period length therefore corresponds almost to the wavelength of the pump radiation in the area the coupling structure (920 nm / 3.4). The recesses are here with Filled with air.

Mittels der Koppelstruktur kann also ein Großteil der abgebeugten Intensität I in kleine Winkel zur vertikalen Richtung umgelenkt werden. In dem gezeigten Beispiel wird ein Großteil der Strahlung in einen Winkel von weniger als 4° gebeugt. Ein optisches Pumpen des Emissionsbereichs wird dadurch vereinfacht.through The coupling structure can thus a large part of the diffracted intensity I in small Angle to the vertical direction to be deflected. In the shown Example will be a large part the radiation diffracted at an angle of less than 4 °. An optical pump of the emission range is thereby simplified.

Im Vergleich hierzu zeigt 5 eine entsprechende Simulation für ein Halbleiterbauelement, bei der keine Koppelstruktur vorgesehen ist. In diesem Fall erfolgt überwiegend eine Streuung in Vorwärtsrichtung. Eine effiziente Umlenkung der Pumpstrahlung in Richtung des Emissionsbereichs in kleine Winkel zur vertikalen Richtung, etwa von 20° oder weniger, erfolgt nicht.In comparison shows 5 a corresponding simulation for a semiconductor device, in which no coupling structure is provided. In this case, predominantly scattering occurs in the forward direction. An efficient deflection of the pump radiation in the direction of the emission region into small angles to the vertical direction, for example of 20 ° or less, does not take place.

Gemäß den durchgeführten Simulationen kann mittels der Koppelstruktur etwa 38% der Pumpstrahlungsleistung in den Emissionsbereich eingekoppelt werden, während ohne eine solche Koppelstruktur lediglich etwa 11% der Pumpstrahlungsleistung in den Emissionsbereich gelangen. Durch die Koppelstruktur kann die Einkopplung also auf einen mehr als dreimal so hohen Wert gesteigert werden.According to the simulations performed By means of the coupling structure about 38% of the pump radiation power in coupled to the emission area, while without such a coupling structure only about 11% of the pump radiation power into the emission range reach. Due to the coupling structure, the coupling can therefore on be increased more than three times as high value.

In 6 ist eine Simulation des Verlaufs der Intensität I der umgelenkten Pumpstrahlung als Verlauf entlang der lateralen Richtung x dargestellt. Ausgehend von einer Mittelachse des Emissionsbereichs, die den Nullpunkt der x-Achse darstellt, beträgt die in willkürlichen Einheiten dargestellte Intensität in beide Richtungen über einen Bereich von jeweils mehr als 45 μm eine Intensität, die zwischen einem Wert von 0,2 und einem Wert von 0,35 verläuft. Es erfolgt also in lateraler Richtung x eine vergleichsweise gleichmäßige Einkopplung der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich. Ein optisches Pumpen des Emissionsbereichs wird dadurch vereinfacht.In 6 a simulation of the course of the intensity I of the deflected pump radiation is shown as a course along the lateral direction x. Starting from a central axis of the emission range, which represents the zero point of the x-axis, the integers represented in arbitrary units are intensity in both directions over a range of more than 45 μm each, which ranges between a value of 0.2 and a value of 0.35. Thus, in the lateral direction x, a comparatively uniform coupling of the pump radiation into the emission region takes place. Optical pumping of the emission range is thereby simplified.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements mit vertikaler Emissionsrichtung ist in den 7A bis 7E anhand von einigen in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten gezeigt. Das Verfahren ist hierbei exemplarisch für die Herstellung eines Halbleiterbauelements beschrieben, das dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel entspricht.An exemplary embodiment of a method for producing a radiation-emitting component with a vertical emission direction is shown in FIGS 7A to 7E shown by some intermediate steps shown in a schematic sectional view. The method is described here by way of example for the production of a semiconductor component, which in connection with 1 corresponds to the first embodiment described.

Wie in 7A dargestellt, wird zunächst die Halbleiterschichtenfolge, die den Halbleiterkörper 2 bildet, auf einem Aufwachssubstrat 21 abgeschieden. Dies erfolgt vorzugsweise epitaktisch, etwa mittels MBE oder MOVPE.As in 7A is shown, the semiconductor layer sequence, which is the semiconductor body 2 forms on a growth substrate 21 deposited. This is preferably carried out epitaxially, for example by means of MBE or MOVPE.

Die Halbleiterschichtenfolge umfasst hierbei den Pumpbereich 3 und den Emissionsbereich 4 sowie dem zwischen dem Pumpbereich 3 und dem Emissionsbereich 4 angeordneten Spiegel 5. Der Pumpbereich, der Emissionsbereich und der Spiegel sind also monolithisch in einen gemeinsamen Halbleiterkörper 2 integriert. Somit kann die Herstellung in einem gemeinsamen Epitaxie-Schritt erfolgen.The semiconductor layer sequence here comprises the pump region 3 and the emission area 4 as well as between the pumping area 3 and the emission area 4 arranged mirrors 5 , The pump region, the emission region and the mirror are thus monolithic in a common semiconductor body 2 integrated. Thus, the production can take place in a common epitaxy step.

Nachfolgend wird, wie in 7B gezeigt, Material des Emissionsbereichs 4 und des Spiegels 5 bereichsweise entfernt. Eine zwischen dem Wellenleiter 35 und dem Emissionsbereich 4 angeordnete Mantelschicht 31 wird so freigelegt. Auf dieser Mantelschicht 31 wird in dem freigelegten Bereich ein erster Kontakt 61 abgeschieden. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Aufdampfens oder Aufsputterns, wobei der Kontakt auch mehrschichtig ausgeführt sein kann.The following will, as in 7B shown, material of the emission range 4 and the mirror 5 partially removed. One between the waveguide 35 and the emission area 4 arranged cladding layer 31 is exposed so. On this coat layer 31 becomes a first contact in the exposed area 61 deposited. This is preferably done by means of vapor deposition or sputtering, whereby the contact can also be designed in a multi-layered manner.

Das Aufwachssubstrat 21 wird von dem Halbleiterkörper 2 mit der Halbleiterschichtenfolge entfernt. Dies kann beispielsweise mechanisch, etwa mittels Schleifens, Läppens oder Polierens und/oder chemisch, etwa mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens, erfolgen. Alternativ kann das Aufwachssubstrat auch mittels kohärenter Strahlung, etwa Laserstrahlung, entfernt werden. Auf diese Weise kann die auf der dem Emissionsbereich 4 abgewandten Seite des Pumpbereichs 3 angeordnete Mantelschicht 32 für eine Strukturierung zugänglich gemacht werden. Der Halbleiterkörper 2, bei dem das Aufwachssubstrat entfernt ist, ist in 7C gezeigt.The growth substrate 21 is from the semiconductor body 2 removed with the semiconductor layer sequence. This can be done, for example, mechanically, for example by means of grinding, lapping or polishing and / or chemically, for example by wet-chemical or dry-chemical etching. Alternatively, the growth substrate can also be removed by means of coherent radiation, for example laser radiation. In this way, the on the emission area 4 opposite side of the pumping area 3 arranged cladding layer 32 be made available for structuring. The semiconductor body 2 in which the growth substrate is removed is in 7C shown.

Die Koppelstruktur 7 wird, wie in 7D dargestellt, mittels Ausnehmungen in dem Halbleiterkörper 2 ausgebildet. Die Ausnehmungen 71 werden vorzugsweise mittels lithographischer Strukturierung und nachfolgendem nasschemischen oder trockenchemischen Ätzen hergestellt. Die Ausnehmungen 71 können zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material befüllt werden (nicht explizit dargestellt).The coupling structure 7 will, as in 7D represented by means of recesses in the semiconductor body 2 educated. The recesses 71 are preferably prepared by means of lithographic structuring and subsequent wet-chemical or dry-chemical etching. The recesses 71 may be at least partially filled with a dielectric material (not explicitly shown).

Nachfolgend kann auf der dem Emissionsbereich 4 abgewandten Seite des Pumpbereichs 3 ein zweiter Kontakt 62 abgeschieden werden. Die Abscheidung des zweiten Kontakts kann ebenfalls beispielsweise mittels Aufdampfens oder Aufsputterns erfolgen.The following may apply to the emission range 4 opposite side of the pumping area 3 a second contact 62 be deposited. The deposition of the second contact can also be done for example by means of vapor deposition or sputtering.

Das fertig gestellte Halbleiterbauelement 1 ist in 7E gezeigt.The completed semiconductor device 1 is in 7E shown.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.The The invention is not by the description based on the embodiments limited. Much more For example, the invention includes every novel feature as well as every combination of features, in particular any combination of features in the claims includes, even if this feature or this combination itself not explicitly in the claims or the embodiments is specified.

Claims (43)

Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement (1) mit vertikaler Emissionsrichtung, das einen Halbleiterkörper (2) mit einer Halbleiterschichtenfolge aufweist, wobei – in der Halbleiterschichtenfolge ein zur Erzeugung einer Pumpstrahlung vorgesehener Pumpbereich (3) ausgebildet ist; – auf dem Pumpbereich (3) ein zur Erzeugung einer Emissionsstrahlung vorgesehener Emissionsbereich (4) angeordnet ist; und – in dem Halbleiterbauelement (1) eine Koppelstruktur (7) ausgebildet ist.Radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) with a vertical emission direction, which has a semiconductor body ( 2 ) comprising a semiconductor layer sequence, wherein - in the semiconductor layer sequence, a pump region provided for generating a pump radiation ( 3 ) is trained; - on the pumping area ( 3 ) an emission area provided for generating emission radiation ( 4 ) is arranged; and - in the semiconductor device ( 1 ) a coupling structure ( 7 ) is trained. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die Koppelstruktur (7) dafür vorgesehen ist, einen Teil der im Betrieb des Halbleiterbauelements (1) in lateraler Richtung propagierenden Pumpstrahlung in eine zur lateralen Richtung schräg oder senkrecht verlaufende Richtung umzulenken.Semiconductor component according to Claim 1, in which the coupling structure ( 7 ) is intended to be a part of the operation in the semiconductor device ( 1 ) to redirect in a lateral direction propagating pump radiation in an oblique or perpendicular direction to the lateral direction. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Koppelstruktur (7) dafür vorgesehen ist, eine im Betrieb des Halbleiterbauelements (1) in lateraler Richtung propagierende Pumpstrahlung teilweise in den Emissionsbereich (4) einzukoppeln.Semiconductor component according to Claim 1 or 2, in which the coupling structure ( 7 ) is provided for, during operation of the semiconductor device ( 1 ) propagating in the lateral direction pump radiation partly in the emission area ( 4 ). Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pumpstrahlung im Betrieb des Halbleiterbauelements (1) mittels Reflexion und/oder Beugung an der Koppelstruktur (7) in den Emissionsbereich eingekoppelt wird.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the pump radiation in Operation of the semiconductor device ( 1 ) by means of reflection and / or diffraction at the coupling structure ( 7 ) is coupled into the emission range. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in den Emissionsbereich (4) eingekoppelte Pumpstrahlung den Emissionsbereich (4) optisch pumpt.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the emission region ( 4 ) coupled pump radiation the emission range ( 4 ) optically pumps. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in den Emissionsbereich (4) eingekoppelte Pumpstrahlung (3) überwiegend in einem Winkel von höchstens 20° zur vertikalen Richtung verläuft.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the emission region ( 4 ) coupled pump radiation ( 3 ) predominantly at an angle of at most 20 ° to the vertical direction. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koppelstruktur (7) auf der dem Emissionsbereich (4) abgewandten Seite des Pumpbereichs (3) angeordnet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the coupling structure ( 7 ) on the emission area ( 4 ) facing away from the pumping area ( 3 ) is arranged. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koppelstruktur (7) entlang der lateralen Richtung periodisch ausgebildet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the coupling structure ( 7 ) is periodically formed along the lateral direction. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koppelstruktur (7) entlang der lateralen Richtung quasi-periodisch ausgebildet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the coupling structure ( 7 ) is formed quasi-periodically along the lateral direction. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8 oder 9, bei dem für eine Periodenlänge L der Koppelstruktur (7) gilt: (N – 0,4)·λ ≤ L ≤ (N + 0,4)·λ,wobei λ die Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur (7) und N eine positive ganze Zahl ist.Semiconductor component according to Claim 8 or 9, in which, for a period length L of the coupling structure ( 7 ) applies: (N - 0.4) · λ ≦ L ≦ (N + 0.4) · λ, where λ is the wavelength of the pump radiation in the region of the coupling structure ( 7 ) and N is a positive integer. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, bei dem N = 1 gilt.A semiconductor device according to claim 10, wherein N = 1 applies. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Periodenlänge der Koppelstruktur (7) zwischen dem einschließlich 0,8-fachen und dem einschließlich 1,2-fachen der Wellenlänge der Pumpstrahlung im Bereich der Koppelstruktur beträgt.Semiconductor component according to Claim 8 or 9, in which a period length of the coupling structure ( 7 ) is between 0.8 times and 1.2 times the wavelength of the pump radiation in the region of the coupling structure. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koppelstruktur (7) mittels nebeneinander angeordneter Ausnehmungen (71) gebildet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the coupling structure ( 7 ) by means of juxtaposed recesses ( 71 ) is formed. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, bei dem die Ausnehmungen (71) gemäß einer Zufallstruktur angeordnet sind.Semiconductor component according to Claim 13, in which the recesses ( 71 ) are arranged according to a random structure. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13 unter Rückbezug auf Anspruch 8 oder 9, bei dem eine laterale Ausdehnung der Ausnehmungen (71) zwischen dem einschließlich 0,3-fachen und dem einschließlich 0,7-fachen der Periodenlänge beträgt.Semiconductor component according to Claim 13, with reference to Claim 8 or 9, in which a lateral extent of the recesses ( 71 ) is between 0.3 times inclusive and 0.7 times the period length inclusive. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem sich die Ausnehmungen (71) in den Halbleiterkörper (2) hinein erstrecken.Semiconductor component according to one of Claims 13 to 15, in which the recesses ( 71 ) in the semiconductor body ( 2 ) extend into it. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die Ausnehmungen (71) grabenartig ausgebildet sind.Semiconductor component according to one of Claims 13 to 16, in which the recesses ( 71 ) are trench-like. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Ausnehmungen (71) vertikal verlaufende Seitenflanken (710) aufweisen.Semiconductor component according to one of Claims 13 to 17, in which the recesses ( 71 ) vertical side edges ( 710 ) exhibit. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem die Ausnehmungen (71) zumindest teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt sind.Semiconductor component according to one of Claims 13 to 18, in which the recesses ( 71 ) are at least partially filled with a filling material. Halbleiterbauelement nach Anspruch 19, bei dem das Füllmaterial ein dielektrisches Material enthält.A semiconductor device according to claim 19, wherein the filling material contains a dielectric material. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koppelstruktur (7) entlang der lateralen Richtung sägezahnartig strukturiert ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the coupling structure ( 7 ) is sawtooth-like along the lateral direction. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koppelstruktur (7) in vertikaler Richtung derart ausgeführt ist, dass ein vorgegebener Anteil der Pumpstrahlung in den Emissionsbereich (4) eingekoppelt wird.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the coupling structure ( 7 ) is performed in the vertical direction such that a predetermined proportion of the pump radiation in the emission area ( 4 ) is coupled. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Pumpbereich (3) in einem Wellenleiter (35), der zur Führung der Pumpstrahlung vorgesehen ist, angeordnet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the pump region ( 3 ) in a waveguide ( 35 ), which is provided for guiding the pump radiation, is arranged. Halbleiterbauelement nach Anspruch 23, bei dem die Koppelstruktur (7) in vertikaler Richtung in den Wellenleiter (35) hineinragt.Semiconductor component according to Claim 23, in which the coupling structure ( 7 ) in the vertical direction in the waveguide ( 35 ) protrudes. Halbleiterbauelement nach Anspruch 24, bei dem die Koppelstruktur (7) in vertikaler Richtung um höchstens 30% der vertikalen Ausdehnung des Wellenleiters (35) in den Wellenleiter (35) hineinragt.Semiconductor component according to Claim 24, in which the coupling structure ( 7 ) in the vertical direction by at most 30% of the vertical extent of the waveguide ( 35 ) in the waveguide ( 35 ) protrudes. Halbleiterbauelement nach Anspruch 23, bei dem ein Abstand der Koppelstruktur (7) von einer nächstgelegenen Begrenzung des Wellenleiters (35) in vertikaler Richtung höchstens so groß ist wie die vertikale Ausdehnung des Wellenleiters (35).Semiconductor component according to Claim 23, in which a spacing of the coupling structure ( 7 ) from a nearest boundary of the waveguide ( 35 ) in the vertical direction is at most as large as the vertical extent of the waveguide ( 35 ). Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Emissionsbereich (4) monolithisch in den Halbleiterkörper (2) integriert ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the emission region ( 4 ) monolithically into the semiconductor body ( 2 ) is integrated. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei dem der Emissionsbereich (4) separat von dem Halbleiterkörper (2) ausgeführt und an dem Halbleiterkörper (2) befestigt ist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 26, in which the emission region ( 4 ) separately from the semiconductor body ( 2 ) and on the semiconductor body ( 2 ) is attached. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem Emissionsbereich (4) und dem Pumpbereich (3) ein Spiegel (5) ausgebildet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which, between the emission region ( 4 ) and the pumping area ( 3 ) a mirror ( 5 ) is trained. Halbleiterbauelement nach Anspruch 29, bei dem der Spiegel (5) für die Pumpstrahlung eine geringere Reflektivität aufweist als für die Emissionsstrahlung.Semiconductor component according to Claim 29, in which the mirror ( 5 ) has a lower reflectivity for the pump radiation than for the emission radiation. Halbleiterbauelement nach Anspruch 29 oder 30, bei dem der Spiegel (5) in den Halbleiterkörper (2) integriert ist.Semiconductor component according to Claim 29 or 30, in which the mirror ( 5 ) in the semiconductor body ( 2 ) is integrated. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Pumpbereich (3) und/oder der Emissionsbereich (4) ein III–V-Verbindungshalbleitermaterial enthält.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the pump region ( 3 ) and / or the emission range ( 4 ) contains a III-V compound semiconductor material. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Pumpbereich (3) und/oder der Emissionsbereich (4) eine Quantenstruktur aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the pump region ( 3 ) and / or the emission range ( 4 ) has a quantum structure. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das für den Betrieb mit einem externen Resonator vorgesehen ist.Semiconductor component according to one of the preceding Claims, that for the operation is provided with an external resonator. Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements (1) mit vertikaler Emissionsrichtung, bei dem – ein Halbleiterkörper (2) mit einer Halbleiterschichtenfolge, die einen zur Erzeugung einer Pumpstrahlung vorgesehenen Pumpbereich (3) aufweist, abgeschieden wird; – ein zur Erzeugung einer Emissionsstrahlung vorgesehener Emissionsbereich (4) und der Pumpbereich (4) übereinander angeordnet oder übereinander abgeschieden werden; – eine Koppelstruktur (7) ausgebildet wird; und – das strahlungsemittierende Halbleiterbauelement (1) fertig gestellt wird.Method for producing a radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) with a vertical emission direction, in which - a semiconductor body ( 2 ) with a semiconductor layer sequence, which has a pump region (FIG. 3 ) is deposited; - an emission range intended for the generation of emission radiation ( 4 ) and the pumping area ( 4 ) are stacked on top of each other or deposited one above the other; A coupling structure ( 7 ) is formed; and the radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) is completed. Verfahren nach Anspruch 35, wobei für das Ausbilden der Koppelstruktur (7) Material des Halbleiterkörpers (2) bereichsweise entfernt wird.Method according to claim 35, wherein for the formation of the coupling structure ( 7 ) Material of the Semiconductor Body ( 2 ) is removed area by area. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Material mittels eines nasschemischen oder eines trockenchemischen Verfahrens entfernt wird.The method of claim 36, wherein the material by means of a wet chemical or a dry chemical process removed becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, bei dem der Halbleiterkörper (2) auf einem Aufwachssubstrat (21) abgeschieden wird und das Aufwachssubstrat (21) vor dem Ausbilden der Koppelstruktur (7) entfernt wird.Method according to one of Claims 35 to 37, in which the semiconductor body ( 2 ) on a growth substrate ( 21 ) and the growth substrate ( 21 ) before forming the coupling structure ( 7 ) Will get removed. Verfahren nach Anspruch 38, bei dem das Aufwachssubstrat (21) mechanisch und/oder chemisch entfernt wird.A method according to claim 38, wherein the growth substrate ( 21 ) is mechanically and / or chemically removed. Verfahren nach Anspruch 38, bei dem das Aufwachssubstrat (21) mittels kohärenter Strahlung entfernt wird.A method according to claim 38, wherein the growth substrate ( 21 ) is removed by means of coherent radiation. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 40, bei dem der Emissionsbereich (4) als Teil der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers (2) abgeschieden wird.Method according to one of Claims 35 to 40, in which the emission range ( 4 ) as part of the semiconductor layer sequence of the semiconductor body ( 2 ) is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 40, bei dem der Emissionsbereich (4) vorgefertigt wird und an dem Halbleiterkörper (2) befestigt wird.Method according to one of Claims 35 to 40, in which the emission range ( 4 ) is prefabricated and on the semiconductor body ( 2 ) is attached. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, bei dem ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 34 hergestellt wird.Method according to one of Claims 35 to 42, in which a radiation-emitting semiconductor component ( 1 ) is produced according to one of claims 1 to 34.
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