发明内容

要实现的目的在于，提出一种发射辐射的半导体芯片，所述半导体芯片是特别高效的。此外，要提出一种具有这种半导体芯片的发射辐射的半导体器件。

所述目的通过具有权利要求1的特征的发射辐射的半导体芯片和具有权利要求15的特征的发射辐射的半导体器件来实现。

发射辐射的半导体芯片和发射辐射的半导体器件的有利的实施方式是各自从属权利要求的主题。

根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体芯片包括半导体层序列，所述半导体层序列具有多个有源区域和主延伸平面。特别优选地，半导体层序列外延地生长。发射辐射的半导体芯片优选构成用于，在运行中产生近紫外的辐射、可见光和/或近红外的辐射。可见光例如可以为蓝色的、绿色的、黄色的或红色的光。

半导体层序列优选地基于化合物半导体材料。如果发射辐射的半导体芯片构成用于例如发出红色的光，那么半导体层序列优选地基于III-V族化合物半导体材料。III-V族化合物半导体材料例如为磷化物和/或砷化物化合物半导体材料。III-V族化合物半导体材料于是例如包括AlGaInP和/或AlGaAs。

如果发射辐射的半导体芯片构成用于发出例如蓝色的或绿色的光，那么半导体层序列优选地基于III-N化合物半导体材料。III-N化合物半导体材料例如为氮化物化合物半导体材料。III-N化合物半导体材料于是例如包括InGaN和AlGaN。

半导体层序列可以具有掺杂材料以及附加的组成部分。然而出于简单性，仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分，即Al、Ga、In、N、As或P，即使这些组成部分可能部分地通过少量其他物质替代和/或补充时也如此。

半导体层序列优选地沿着主延伸平面延伸。横向方向优选地平行于主延伸平面定向。竖直方向优选地垂直于横向方向定向。

有源区域优选地沿横向方向彼此间隔开地设置。有源区域在该情况下优选地在半导体芯片的任何部位都不彼此直接接触。此外，有源区域例如可以设置在共同的平面中，使得有源区域在俯视图中无重叠地构成。

替选地可行的是，有源区域中的至少两个有源区域彼此直接接触。在该情况下，至少两个有源区域在俯视图中优选重叠地构成。在该情况下，重叠的有源区域可以沿横向方向与其余的重叠的和/或不重叠的有源区域间隔开地设置。

根据至少一个实施方式，每个有源区域具有主延伸方向。主延伸方向分别沿着有源区域的长度延伸。有源区域的长度优选地对应于有源区域平行于主延伸平面的横截面的最大扩展。此外，有源区域分别具有垂直于主延伸方向伸展的宽度。有源区域的宽度对应于有源区域沿平行于主延伸平面的方向的横截面的最小扩展。

优选地，有源区域笔直地构成。这就是说，有源区域的侧面优选地平行于主延伸方向延伸。替选地，有源区域可以弯曲地构成。在该情况下，有源区域的侧面优选地相对于主延伸方向弯曲地伸展。

每个有源区域的沿横向方向的宽度优选地在至少0.2微米和至多50微米之间，特别优选地在至少3微米和最高7微米之间。每个有源区域的沿横向方向的长度优选地在至少50微米和最高1000微米之间，特别优选地在80微米和最高100微米之间。

根据至少一个实施方式，每个有源区域在运行中从平行于主延伸平面伸展的发射器区域中发出电磁辐射。优选地，发射器区域分别沿着主延伸方向设置在有源区域的第一边缘区域中。

优选地，发射器区域通过不进行发射的区域彼此分离。优选地，不进行发射的区域在俯视图中设置在直接相邻的发射器区域之间。不进行发射的区域与发射器区域相比发出相对少的辐射或不发出辐射。不进行发射的区域比发射器区域发出优选地少99％的辐射。

发射辐射的半导体芯片优选地包括载体。半导体层序列优选地借助与发射器区域相对置的底面设置在载体上。载体优选设为和设立用于机械稳定半导体芯片。载体优选导电地构成。载体因此优选地包括金属或由金属形成。例如，载体电流沉积。有利地，因此在有源区域中出现的热的热导出可以特别有效地进行。

替选地也可行的是，载体具有半导体材料和/或介电材料或者由半导体材料和/或介电材料构成。例如，半导体材料为硅并且介电材料为AlN。

根据至少一个实施方式，发射器区域设置在规则的网格的网格点上，所述网格点通过至少一个网格线连接。规则的网格优选可以是多边形的网格。网格线优选地平行于主延伸平面延伸。

规则的网格优选为二维网格。替选地，规则的网格可以为一维网格。规则的网格的网格点在该情况下沿着一条线设置。网格点优选地以彼此间等距的间距设置在该线上。替选地可行的是，直接相邻的网格点分别具有不同的间距。线可以是直线或曲线。

如果规则的网格例如为正交网格，那么网格可以是四边形网格。在该情况下，规则的网格具有第一网格线和第二网格线，其中第一网格线彼此平行地伸展并且第二网格线彼此平行地伸展。此外，第一网格线优选地正交于第二网格线设置。

根据至少一个实施方式，至少一个有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围至少10°和最高80°的角度。这就是说，有源区域的主延伸方向优选地不平行于规则的网格的至少一个网格线伸展。

角的顶点分别设置在发射器区域中。角的边通过主延伸方向的一部分和网格线的一部分形成，其邻接于发射器区域。主延伸方向的和网格线的形成该角的部分通常在横向方向上沿背离发射器区域的方向延伸。

根据一个优选的实施方式，发射辐射的半导体芯片包括半导体层序列，所述半导体层序列具有多个有源区域和主延伸平面，其中每个有源区域具有主延伸平面。此外，每个有源区域在运行时从平行于主延伸平面伸展的发射器区域发出电磁辐射。发射器区域设置在规则的网格的网格点上，所述网格点通过至少一个网格线连接。随后，在该实施方式中，至少一个有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围至少10°和最高80°的角度。

根据至少一个实施方式，发射器区域沿着行和列设置。如果规则的网格例如为二维正交网格，那么这些行优选地沿着第一网格线延伸。这些列优选地沿着第二网格线延伸。优选地，有源区域的主延伸方向与第一网格线分别包围至少45°和最高80°的第一角度。有源区域的主延伸方向与第二网格线分别包围至少10°和最高45°的第二角度。优选地，第一角度和第二角度共同形成大约为90°。“大约”在该上下文中尤其表示，第一角度和第二角度一起形成至少75°和最高105°。

在沿着所述行的侧视图中，一行的有源区域可以完全重叠地构成。此外，直接相邻的行的有源区域在沿着所述行的侧视图中优选地部分重叠。通过直接相邻的行的有源区域的部分重叠，每单位面积的发射器区域的密度有利地可以是非常大的。

在沿着所述列的侧视图中，一列的有源区域可以完全重叠地构成。直接相邻的列的有源区域在沿着所述列的侧视图中可以优选地不重叠。有利地，半导体芯片因此例如可以沿着列分割成半导体芯片棒。这样产生的具有一列有源区域的棒借此有利地沿轴向方向可堆叠。

根据至少一个实施方式，在至少一行中的有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围相同的角度。此外，至少一列中的有源区域的主延伸方向可以与规则的网格的网格线包围相同的角度。

优选地，每行的有源区域的主延伸方向可以与规则的网格的网格线包围相同的角度。在该情况下，每列中的有源区域的主延伸方向也与规则的网格的网格线包围相同的角度。借此，有源区域的全部主延伸方向优选彼此平行地设置。

根据至少一个实施方式，不同行的有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围彼此不同的角度。此外，不同列的有源区域的主延伸方向可以与规则的网格的网格线包围彼此不同的角度。

根据至少一个实施方式，至少一行中的有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围彼此不同的角度。此外，至少一列中的有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围彼此不同的角度。

此外可行的是，不同行的有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围彼此不同的角度，并且相同行中的有源区域的主延伸方向与规则的网格的网格线包围彼此不同的角度。借此，有源区域的主延伸方向例如在俯视图中可以圆形地设置。此外，这种圆形的设置在俯视图中可以重叠。

根据至少一个实施方式，在俯视图中至少两个有源区域重叠。重叠的有源区域的在俯视图中重叠的部分形成至少两个重叠的有源区域的共同的有源区域。优选地，共同的行的至少两个有源区域在俯视图中彼此重叠。此外可行的是，共同的列的至少两个有源区域在俯视图中彼此重叠。此外，共同的行中的至少两个有源区域在俯视图中可以彼此重叠并且重叠的有源区域可以分别与直接相邻的行的至少一个有源区域在俯视图中彼此重叠。

如果至少两个有源区域重叠地构成，那么重叠的区域例如可以与至少两个有源区域的发射器区域沿横向方向间隔开。例如，重叠的区域在俯视图中设置在有源区域的中央。

有利地，由于有源区域在俯视图中的重叠，每单位面积可以设置特别多的有源区域。借此，每单位面积的发射器区域的密度可以有利地是特别大的。

根据至少一个实施方式，在每个有源区域的第一边缘区域中设置有第一反射面，所述第一反射面与主延伸平面包围至少35°和最高55°的角度。优选地，第一边缘区域中的第一反射面与主延伸平面包围至少40°和最高50°的角度。特别优选地，在第一反射面和主延伸平面之间的角度为大约45°。

第一反射面优选地对电磁辐射具有至少90％、尤其95％、99％或100％的反射率。

第一反射面优选电绝缘地构成并且例如包括介电材料或者由其构成。第一反射面例如是布拉格镜，所述布拉格镜由高折射率的和低折射率的材料的交替设置的层构成。

此外，第一反射面可以为金属材料和电绝缘材料的组合。在第一反射面和半导体层序列之间的边界面在此优选电绝缘地构成。

根据至少一个实施方式，一行中的至少两个直接相邻的发射器区域的第一边缘区域在俯视图中重叠。可行的是，至少两个直接相邻的发射器区域的第一反射面在两个有源区域的重叠部分中直接彼此邻接。优选地，至少第二直接相邻的发射器区域的第一边缘区域在重叠的区域中彼此完全地重叠。

有利地，因此发射辐射的半导体芯片的光耦合输出效率和放射特性得到改进，因为有源区域的发射的辐射经由重叠的发射器区域耦合输出并且可以在远场中重叠。

在该实施方式中，在重叠的第一边缘区域中的第一反射面优选地可以具有相对于主延伸平面的角度，所述角度不同于45°，但是在至少35°和最高55°之间。优选地，反射面的角度在此不同大地构成。因为有源区域的发射的电磁辐射在重叠的发射器区域中重叠，所以反射面的不同于45°的角度可以得到补偿并且辐射功率的共同的光谱有利地仅具有唯一的主峰。

根据至少一个实施方式，在每个有源区域的与第一边缘区域相对置的第二边缘区域中，设置有第二反射面。第二反射面优选电绝缘地构成并且例如包括介电材料或者由其构成。第二反射面例如是布拉格镜，所述布拉格镜由高折射率的和低折射率的材料的交替设置的层构成。

此外，第二反射面可以为金属材料和电绝缘材料的组合。在第二反射面和半导体层序列之间的边界面在此优选电绝缘地构成。

第二反射面优选地对电磁辐射具有至少90％、尤其95％、99％或100％的反射率。

根据至少一个实施方式，第二反射面与主延伸平面包围至少35°和最高55°的角度。优选地，第二边缘区域中的第二反射面与主延伸平面包围至少40°和最高50°的角度。特别优选地，在第二反射面和主延伸平面之间的角度为45°。

根据至少一个实施方式，第二反射面分别垂直于主延伸平面。第二反射面优选地分别相对于竖直方向具有最高2°的偏差。

根据至少一个实施方式，每个有源区域具有抗反射覆层，所述抗反射覆层在半导体层序列上设置在第一边缘区域中。抗反射覆层优选地设置在半导体层序列的覆盖面上并且能够与其直接接触。优选地，抗反射覆层分别与发射器区域重叠。特别优选地，抗反射覆层完全与发射器区域重叠。

在半导体层序列的覆盖面与抗反射覆层的边界面处的反射例如为最高1％、最高0.0001％或最高0.00001％。

根据至少一个实施方式，每个有源区域具有反射覆层，所述反射覆层在半导体层序列上设置在第二边缘区域中。优选地，反射覆层设置在半导体层序列的覆盖面上并且可以与其直接接触。反射覆层对由有源区域产生的电磁辐射优选地具有至少90％、至少95％或至少99％的反射率。借此，反射覆层可以为高反射率的覆层。

如果第二反射面分别垂直于主延伸平面，那么半导体层序列的覆盖面优选地不具有反射覆层。特别优选地，发射辐射的半导体芯片在该情况下不具有反射覆层。

替选地可行的是，每个有源区域不具有反射覆层和/或每个有源区域不具有抗反射覆层。

根据至少一个实施方式，每个有源区域包括第一接触层，所述第一接触层设置在半导体层序列的覆盖面上。第一接触层优选导电地构成并且设立成和设为用于电接触半导体层序列。第一接触层优选局部地设置在半导体层序列的覆盖面上。

第一接触层优选地沿横向方向彼此间隔开地设置在半导体层序列的覆盖面上。此外，第一接触层分别具有宽度和长度。

根据一个实施方式，第一接触层设置在半导体层序列的覆盖面上。第一接触层优选连通地构成并且覆盖半导体层序列的覆盖面的大部分。第一接触层优选地不覆盖第一边缘区域和/或第二边缘区域。第一接触层优选地覆盖半导体层序列达至少80％或至少90％。第一接触层优选地包括金属或者由其构成。此外，第一接触层可以包括多个单层。

此外，第一接触层可以具有透明导电氧化物或者由其形成。透明导电氧化物(“transparent conductive oxide”，TCO)是透明的、导电的材料，通常为金属氧化物，如例如氧化锌、氧化锡、氧化铝锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟和氧化铟锡(ITO)。

根据至少一个实施方式，每个有源区域包括第二接触层，所述第二接触层设置在半导体层序列的底面上。第二接触层优选导电地构成并且设立成和设为用于电接触半导体层序列。第二接触层优选局部地设置在半导体层序列的底面上。第二接触层优选地沿横向方向彼此间隔开地设置在半导体层序列的底面上。此外，第二接触层分别具有宽度和长度。

第二接触层优选地包括金属或者由其构成。此外，第二接触层可以包括多个单层。此外，第一接触层可以包括透明导电氧化物或者由其形成。

第一接触层的金属和/或第二接触层的金属例如是Ti、Pt、Ag和/或Au。

根据至少一个实施方式，第一接触层和第二接触层预设每个有源区域的有源区的横向尺寸。

优选地，每个有源区域具有第一接触层和第二接触层，所述第一接触层和第二接触层相对置。优选地，每个有源区域的第二接触层和第一接触层在俯视图中彼此重叠。在重叠的区域中，要引入的电流的电流密度是相对高的。在重叠的区域中，电流密度优选是大的，使得有源区域发射电磁辐射和从而包括有源区。优选地，有源区与第一接触层或第二接触层相比具有较大的面，通过所述面预设有源区。

如果有源区域重叠地构成，那么重叠地构成的有源区域的第一接触层在俯视图中彼此重叠。此外，在那里第二接触层也能够在俯视图中彼此重叠。

如果有源区域无重叠地构成，那么有源区域和有源区优选单独地且彼此分离地操控。如果至少两个有源区域彼此重叠，那么重叠的有源区域优选可共同地操控。替选地可行的是，重叠地构成的有源区域的第一接触层和/或第二接触层在俯视图中不彼此重叠。在该情况下，重叠的有源区域优选可彼此分离地操控。

根据一个实施方式，半导体层序列在有源区域中可以分别包括脊形波导。每个脊形波导优选地通过突出部形成，所述突出部包括半导体层序列的一部分。脊形波导的垂直于有源区域的主延伸方向定向的宽度优选地预设有源区域的宽度。脊形波导的边沿可以分别由钝化层覆盖，所述钝化层具有分别不同于半导体层序列的折射率的折射率。

发射器区域在俯视图中沿横向方向大部分不与有源区重叠。例如，发射器区域分别与有源区在俯视图中沿横向方向重叠最高10％。优选地，发射器区域分别不与有源区重叠。在该情况下，发射器区域在俯视图中沿横向方向优选地分别直接邻接于有源区。

在此描述的发射辐射的半导体芯片的构思此外是，发射辐射的半导体芯片具有多个有源区域，所述有源区域不平行于规则的网格的网格线延伸，在其上设置有发射器区域。借此，这种半导体芯片有利地具有每单位面积的发射器区域的特别高的密度。

此外，有源区的尺寸分别通过第一接触层和第二接触层的尺寸预设。借此，可以弃用对半导体层序列的耗费的刻蚀。有利地，因此载流子的非辐射复合降低，所述非辐射复合例如可以在半导体层序列的被蚀刻掉的侧面处出现。借此，发射辐射的半导体芯片的效率是特别好的。

根据一个实施方式，发射辐射的半导体芯片是相对于传统的发光二极管具有提高的亮度和/或提高的光通量的超辐射发光二极管。超辐射发光二极管(简称为“SLED”)的所产生的电磁辐射能够在有源区域中增强。例如，朝向第二反射面的方向传播的电磁辐射可以朝向第一反射面的方向偏转。朝向第一反射面的方向传播的发射的电磁辐射可以有利地与向回反射的、来自第二反射面的电磁辐射重叠。耦合输出的电磁辐射因此增强并且具有提高的亮度和/或光通量。

与激光二极管不同地，超辐射发光二极管通常不具有谐振器。结合超辐射发光二极管，电磁辐射有利地增强，其中辐射具有相对小的时间相干性和相对大的空间相干性。借此，超辐射发光二极管与激光二极管相比具有更宽的发射谱。有利地，斑点噪声(英语为“speckle noise”)可以通过相对宽的发射谱降低。

电磁辐射优选地在有源区中并且在有源区域中沿着主延伸方向传播并且定向到第一反射面上并且经由发射器区域耦合输出。借此，耦合输出的辐射有利地具有定向的发射方向。

在此描述的发射辐射的半导体芯片优选地可以形成显示器或者作为辐射源在显示器中使用。此外，在此描述的发射辐射的半导体芯片优选适合于近眼应用(英语为“near-to-eye-applications”)。

此外，在此描述的发射辐射的半导体芯片可以用于如下应用，其中在预设的面上要求高的、例如单色的光密度。在该情况下，发射辐射的半导体芯片可以作为光源在投影仪或放映机中使用。有源区域在该情况下通常不可单独地操控。

根据一个实施方式，发射辐射的半导体芯片是激光二极管。在该情况下，发射辐射的半导体芯片构成用于发出激光辐射。优选地，激光辐射经由发射器区域发出。发出的激光辐射优选地具有相对大的时间相干性和相对大的空间相干性。在该情况下，激光辐射是相干辐射。由有源区域发出的辐射在该情况下优选是单色的和相干的激光。辐射因此有利地在光通量相对大的同时具有相对小的带宽。

借助于电磁辐射的在抗反射覆层上反射的部分，发射辐射的半导体芯片可以从超辐射发光二极管转换成激光二极管。

根据发射辐射的半导体芯片的一个实施方式，有源区域设置为阵列。有源区域设置为阵列在此例如表示，有源区域在一维网格的网格点上或者在二维网格的网格点上设置。

此外，提出一种发射辐射的半导体器件，所述半导体器件包括在此描述的发射辐射的半导体芯片。所有结合发射辐射的半导体芯片公开的特征和实施方式因此也可以结合发射辐射的半导体器件构成并且反之亦然。

根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体器件包括第一发射辐射的半导体芯片，所述第一发射辐射的半导体芯片通过在此描述的发射辐射的半导体芯片形成。

根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体器件包括至少一个另外的发射辐射的半导体芯片。

根据至少一个实施方式，第一发射辐射的半导体芯片构成用于发出第一波长范围的电磁辐射。优选地，电磁辐射为蓝色的、绿色的或红色的光。第一波长范围优选地位于400纳米和490纳米之间，位于490纳米和600纳米之间或者位于600纳米和700纳米之间，其中包含边界值。

根据至少一个实施方式，第二发射辐射的半导体芯片构成用于发出第二波长范围的电磁辐射。第二波长范围优选地位于400纳米和490纳米之间，位于490纳米和600纳米之间或者位于600纳米和700纳米之间，其中包含边界值。

优选地，第一波长范围的电磁辐射不同于第二波长范围的电磁辐射。

根据至少一个实施方式，第二发射辐射的半导体芯片是在此描述的发射辐射的半导体芯片。

根据至少一个实施方式，第一发射辐射的半导体芯片和第二发射辐射的半导体芯片并排地设置。优选地，第一发射辐射的半导体芯片和第二发射辐射的半导体芯片的侧面直接彼此邻接。此外，第一发射辐射的半导体芯片和第二发射辐射的半导体芯片的覆盖面和底面可以分别在共同的平面中设置。

此外可行的是，发射辐射的半导体构件具有第三发射辐射的半导体芯片，所述第三发射辐射的半导体芯片通过在此描述的发射辐射的半导体芯片形成。第三发射辐射的半导体芯片优选构成用于发出第三波长范围的电磁辐射。第三波长范围优选地位于400纳米和490纳米之间，位于490纳米和600纳米之间或者位于600纳米和700纳米之间，其中包含边界值。

优选地，第一波长范围的电磁辐射不同于第二波长范围的和第三波长范围的电磁辐射。

优选地，第二发射辐射的半导体芯片和第三发射辐射的半导体芯片的侧面直接彼此邻接。此外，第二发射辐射的半导体芯片和第三发射辐射的半导体芯片的覆盖面可以分别在共同的平面中设置。

例如，第一发射辐射的半导体芯片可以构成用于发出红色的电磁辐射，第二发射辐射的半导体芯片构成用于发出绿色的电磁辐射，并且第三发射辐射的半导体芯片构成用于发出蓝色的电磁辐射。第一发射辐射的半导体芯片、第二发射辐射的半导体芯片和第三发射辐射的半导体芯片优选可以并排设置。

此外，发射辐射的半导体构件可以包括多个第一发射辐射的半导体芯片、多个第二发射辐射的半导体芯片和多个第三发射辐射的半导体芯片。第一、第二和第三半导体芯片可以交替地并排设置。

替选地，第二发射辐射的半导体芯片设置在第一发射辐射的半导体芯片上。优选地，第二发射辐射的半导体芯片设置在第一发射辐射的半导体芯片的覆盖面上。在该情况下，第一发射辐射的半导体芯片的发射器区域和第二发射辐射的半导体芯片的发射器区域在俯视图中重叠。第二发射辐射的半导体芯片的发射器区域在该情况下沿竖直方向优选地设置在第一发射辐射的半导体芯片的发射器区域的下游。

根据至少一个实施方式，发射辐射的半导体器件包括多个第二发射辐射的半导体芯片。第二发射辐射的半导体芯片优选为发光二极管芯片，简称LED芯片。

根据至少一个实施方式，第二发射辐射的半导体芯片设置在第一发射辐射的半导体芯片上。优选地，第二发射辐射的半导体芯片设置在第一发射辐射的半导体芯片的覆盖面上。特别优选地，第二发射辐射的半导体芯片此外也设置在发射器区域上。在该情况下，第一发射辐射的半导体芯片构成用于发出红色的光，并且第二发射辐射的半导体芯片构成用于发出蓝色的或绿色的光。优选地，第一半导体芯片的光可以基本上不受干扰地穿过第二发射辐射的半导体芯片。