DE102015114167B4

Light emitting diode and method for producing a light emitting diode

Abstract

Light-emitting diode (100) comprising: - a layer sequence (1) with an active layer (10) emitting radiation during operation, - at least one supply element (3) which is arranged on a first main side (11) of the layer sequence (1) and via which electrical current is conducted into or out of the layer sequence (1) during operation, - a tunnel layer (2) between the active layer (10) and the supply element (3), wherein - the supply element (3) is partially or completely covered by the active layer (10) and the tunnel layer (2) in plan view, - a current flow between the supply element (3) and the layer sequence (1) is only possible through a tunnel effect, - in the region of the supply element (3), at least two sub-regions (31, 32) are formed which are adjacent to one another in the lateral direction, in which the tunnel layer (2) and/or the supply element (3) are deliberately designed differently, so that the tunnel probabilities through the tunnel layer (2) in the different sub-regions (31, 32) are different from one another, wherein - the supply element (3) directly borders the tunnel layer (2), - the supply element (3) in the different partial regions (31, 32) has different materials bordering on the tunnel layer (2), so that the height of a tunnel barrier between the supply element (3) and the tunnel layer (2) is different in the different partial regions (31, 32).

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Expires 26 August 2035.

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17 claims: 7 independent, 10 dependent

  1. 1
    Leuchtdiode (100) aufweisend:- eine Schichtenfolge (1) mit einer im Betrieb Strahlung emittierenden, aktiven Schicht (10), - zumindest ein Zuleitungselement (3), das auf einer ersten Hauptseite (11) der Schichtenfolge (1) angeordnet ist und über das im Betrieb elektrischer Strom in die oder aus der Schichtenfolge (1) geleitet wird, - eine Tunnelschicht (2) zwischen der aktiven Schicht (10) und dem Zuleitungselement (3), wobei - das Zuleitungselement (3) in Draufsicht teilweise oder vollständig von der aktiven Schicht (10) und der Tunnelschicht (2) überdeckt ist, - zwischen dem Zuleitungselement (3) und der Schichtenfolge (1) ein Stromfluss nur durch einen Tunneleffekt möglich ist, - im Bereich des Zuleitungselements (3) zumindest zwei in lateraler Richtung nebeneinanderliegende Teilbereiche (31, 32) gebildet sind, in denen die Tunnelschicht (2) und/oder das Zuleitungselement (3) gezielt unterschiedlich ausgebildet sind, sodass die Tunnelwahrscheinlichkeiten durch die Tunnelschicht (2) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) voneinander unterschiedlich sind, wobei - das Zuleitungselement (3) direkt an die Tunnelschicht (2) grenzt, - das Zuleitungselement (3) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) unterschiedliche, an die Tunnelschicht (2) grenzende Materialen aufweist, sodass hierdurch die Höhe einer Tunnelbarriere zwischen dem Zuleitungselement (3) und der Tunnelschicht (2) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) unterschiedlich ist.
  2. 4
    Leuchtdiode (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Tunnelschicht (2) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) unterschiedliche Dicken aufweist, - die der aktiven Schicht (10) abgewandte Seite der Tunnelschicht (2) entlang ihrer gesamten lateralen Ausdehnung innerhalb der Herstellungstoleranz eben ist.
  3. 5
    Leuchtdiode (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tunnelschicht (2) und/oder das Zuleitungselement (3) innerhalb der unterschiedlichen Teilbereiche (31, 32) unterschiedliche Strukturierungen mit Spitzen und/oder Kanten aufweisen, sodass sich im Betrieb in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) unterschiedliche Feldstärken zwischen Zuleitungselement (3) und Schichtenfolge (1) ausbilden.
  4. 6
    Leuchtdiode (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - zwischen der Tunnelschicht (2) und der Schichtenfolge (1) im Bereich des Zuleitungselements (3) ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement (4) angeordnet ist, das in Draufsicht zumindest mit dem zweiten Teilbereich (32) des Zuleitungselements (3) teilweise oder vollständig überlappt, - das Kontaktelement (4) in direktem Kontakt mit der Tunnelschicht (2) und der Schichtenfolge (1) steht, - das Kontaktelement (4) im bestimmungsgemäßen Betrieb eine laterale Stromverteilung des durch den zweiten Teilbereich (32) gelangenden Tunnelstroms bewirkt.
  5. 7
    Leuchtdiode (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Kontaktelement (4) entlang seiner gesamten lateralen Ausdehnung und innerhalb der Herstellungstoleranz - eine gleiche Materialzusammensetzung aufweist, - eben auf einer der aktiven Schicht (10) zugewandten Seite ist und/oder - eine konstante Dicke aufweist.
  6. 9
    Leuchtdiode (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei - in Draufsicht ein erster Teilbereich (31) eines Zuleitungselements (3) ein Kontaktelement (4) eines anderen Zuleitungselements (3) durchkreuzt, - die Tunnelwahrscheinlichkeit im ersten Teilbereich (31) höchstens 1 % der Tunnelwahrscheinlichkeit im zweiten Teilbereich (32) beträgt, sodass in dem ersten Teilbereich (31) nahezu kein Strom in die darüber angeordneten Kontaktelemente (4) gelangt.
  7. 14
    Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode (100) mit den Schritten:A) Bereitstellen eines Substrats (7);B) Anordnen zumindest eines Zuleitungselements (3) auf dem Substrat (7);C) Anordnen einer Tunnelschicht (2) auf dem Substrat (7);D) Ausbilden einer Schichtenfolge (1) mit einer im Betrieb Strahlung emittierenden, aktiven Schicht (10) auf dem Substrat (7), wobei in den Schritten B) und/oder C) das Zuleitungselement (3) und/oder die Tunnelschicht (2) im Bereich des Zuleitungselements (3) gezielt so strukturiert werden, dass zumindest zwei in lateraler Richtung nebeneinanderliegende Teilbereiche (31, 32) entstehen, in denen die Tunnelschicht (2) und/oder das Zuleitungselement (3) gezielt unterschiedlich ausgebildet sind, sodass die Tunnelwahrscheinlichkeiten durch die Tunnelschicht (2) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) voneinander unterschiedlich sind, wobei - das Zuleitungselement (3) direkt an die Tunnelschicht (2) grenzt, - das Zuleitungselement (3) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) unterschiedliche, an die Tunnelschicht (2) grenzende Materialen aufweist, sodass hierdurch die Höhe einer Tunnelbarriere zwischen dem Zuleitungselement (3) und der Tunnelschicht (2) in den unterschiedlichen Teilbereichen (31, 32) unterschiedlich ist.