(57)【要約】【課題】効率的な放射線出力を有する放射線放出体１を提供する。【解決手段】電磁放射線を生ぜしめるための能動領域２を有する層連続５５と、層連続５５の第１の側に配置された、生ぜしめられた放射線を出力させるための出力層４と、前記第１の側とは反対側の第２の側に配置された、生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層３と、突起する複数の構造化エレメント６を備えた側方の構造化部を有する、前記反射層３に面した、層連続５５の境界面１０と、を有しており、前記反射層３は、この反射層が、境界面１０の構造化部に対応する構造化部を有するように、前記層連続５５に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線放出体（１）において、
電磁放射線を生ぜしめるための能動領域（２）を有する層連続（５５）と、
層連続（５５）の第１の側に配置された、生ぜしめられた放射線を出力させるための出力層（４）と、
前記第１の側とは反対側の第２の側に配置された、生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層（３）と、
突起する複数の構造化エレメント（６）を備えた側方の構造化部を有する、前記反射層（３）に面した、層連続（５５）の境界面（１０）と、
を有しており、
前記反射層（３）は、この反射層（３）が、境界面（１０）の構造化部に対応する構造化部を有するように、前記層連続（５５）に接続されている、
ことを特徴とする、放射線放出体。
【請求項２】
前記層連続（５５）が半導体層連続（５）を有している、請求項１記載の放射線放出体。
【請求項３】
放射線放出体（１）が薄膜半導体である、請求項１又は２記載の放射線放出体。
【請求項４】
構造化エレメント（６）が、生ぜしめられた放射線の波長よりも大きい構造化寸法を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項５】
構造化エレメント（６）が、生ぜしめられた放射線の波長にほぼ相当する構造化寸法を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項６】
反射層（３）が金属を含有しているか、又は金属層として構成されている、請求項１記載の放射線放出体。
【請求項７】
前記反射層（３）が、Ａｕ，Ａｇ又はＡｌを含有している、請求項６記載の放射線放出体。
【請求項８】
前記反射層（３）が、層連続（５５）上に直に被着されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項９】
前記反射層（３）が、層連続（５５）に形状結合的に結合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項１０】
前記層連続（５５）が中間層（９）を有しており、該中間層（９）が、半導体層連続（５）と反射層（３）との間に配置されている、請求項２から請求項９までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項１１】
前記中間層（９）が、生ぜしめられた放射線を透過させるようになっている、請求項１０記載の放射線放出体。
【請求項１２】
中間層（９）が、誘電材料を含有している、請求項１０又は１１記載の放射線放出体。
【請求項１３】
中間層（９）が、ＳｉＮ又はＳｉＯ2を含有している、請求項１２記載の放射線放出体。
【請求項１４】
中間層（９）が、導電性材料を含有している、請求項１０又は１１記載の放射線放出体。
【請求項１５】
中間層（９）が、ＩＴＯ又はＺｎＯを含有している、請求項１４記載の放射線放出体。
【請求項１６】
中間層（９）に隣接する、半導体層連続（５）の表面（１２）が平らに構成されている、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項１７】
層連続（５５）の境界面（１０）が粗面である、請求項１から１６までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項１８】
半導体層連続（５）の、中間層（９）に隣接する表面（１２）が複数の構造化エレメント（６）を有している、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項１９】
能動領域（２）と反射層（３）との間にトンネル移行部（１４）が配置されている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項２０】
出力層（４）上に、生ぜしめられた放射線を透過させる窓層（７）が配置されている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項２１】
窓層（７）が導電性である、請求項２０記載の放射線放出体。
【請求項２２】
窓層（７）は、屈折率が放射線放出体（１）の材料よりも小さく、隣接する媒体よりも大きい材料を含有している、請求項２０又は２１記載の放射線放出体。
【請求項２３】
出力層（４）が側方の構造化部を有している、請求項１から２２までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項２４】
出力層（４）が粗面である、請求項２３記載の放射線放出体。
【請求項２５】
出力層（４）がフォトニック結晶である、請求項２３記載の放射線放出体。
【請求項２６】
出力層（４）が半導体層連続（５）の一部である、請求項１から２５までのいずれか１項記載の放射線放出体。
【請求項２７】
放射線放出体（１）を製造するための方法において、
放射線を生ぜしめるための能動領域（２０）を基板（１１）上に有する層連続（５０）を形成し、
前記層連続（５０）の境界面（１０）上に、突起する複数の構造化エレメント（６０）を備えた側方の構造化部を形成し、
生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層（３０）を、構造化エレメント（６０）を有する境界面（１０）上に配置し、それによって境界面（１０）の構造化部に対応した構造化部を反射層（３０）に形成する、
ことを特徴とする、放射線放出体を製造するための方法。
【請求項２８】
前記層連続に、半導体層連続（５０）を設ける、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
半導体層連続（５０）において基板（１１）を剥離する、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
境界面（１０）を形成するために、層連続の表面又は半導体層連続（５０）の表面を粗面にする、請求項２８又は２９記載の方法。
【請求項３１】
前記表面を、単純なリソグラフィーによって構造化する、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記表面を、湿式化学的なエッチングによって構造化する、請求項３０記載の方法。
【請求項３３】
前記表面を、フォトリソグラフィーによって構造化する、請求項３０記載の方法。
【請求項３４】
反射層（３０）を、境界面（１０）上に直接被着する、請求項２７から３３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３５】
反射層（３０）を境界面（１０）上にスパッタリングする、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
反射層（３０）を境界面（１０）に蒸着する、請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
反射層（３０）を、電気メッキによって境界面（１０）上に被着する、請求項３４記載の方法。
【請求項３８】
半導体層連続（５０）と反射層（３０）との間に中間層を形成する、請求項２８から３７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３９】
中間層をスパッタリングによって半導体層連続上に被着する、請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
中間層を、ＣＶＤによって半導体層連続上に被着する、請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
出力層（４）に側方の構造化部を設ける、請求項２７から４０までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を生ぜしめるための能動領域を備えた層連続と、生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層とを有する放射線放出体に関する。また本発明は、このような形式の放射線放出体を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００６０１７５５６．５号明細書、同第１０２００７００２４１６．０号明細書を優先権としており、その開示内容が遡及される。
【０００３】
光学的に屈折率の大きい材料を含有する放射線放出体においては、光学的に薄い媒体への移行部において放出体から生ぜしめられた放射線が全反射されて、放出体内に戻る方向に反射される。放射線は、放射線放出体内で「補足」され、それによって少ない放射線が外へ出力される。
【０００４】
アメリカ合衆国特許第３７３９２１７号明細書によれば、放射線放出体を備えた放射線放出素子について記載されており、この放射線放出体は、放射線出力を改善するための非扁平な表面を有している。この放射線放出体によって生ぜしめられた放射線は、非扁平な表面とは反対側の放射線出力面で全反射され、非扁平な表面に向かって偏光される。非扁平な表面において、放射線は、放射線出力面を通過して放出体から出力されるように反射される。放出体は、非扁平な表面が存在する側で、担体としての反射を行うベースプレート上に被着される。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００６０１７５５６．５号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００７００２４１６．０号明細書
【特許文献３】アメリカ合衆国特許第３７３９２１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の課題は、効率的な放射線出力を有する放射線放出体を提供することである。本発明の第２の課題は、特に効率的な放射線出力を有する放射線放出体を製造するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記第１の課題を解決した本発明の放射線放出体によれば、電磁放射線を生ぜしめるための能動領域を有する層連続と、層連続の第１の側に配置された、生ぜしめられた放射線を出力させるための出力層と、前記第１の側とは反対側の第２の側に配置された、生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層と、突起する複数のパターン形成されたパターン化エレメント若しくは構造化エレメント（Strukturelement）を備えた側方の構造化部を有する、前記反射層に面した、層連続の境界面とを有しており、前記反射層は、この反射層が、境界面の構造化部に相当する構造化部を有するように、前記層連続に接続されている。
【０００７】
前記第２の課題を解決した本発明の放射線放出体を製造するための方法によれば、放射線を生ぜしめるための能動領域を基板上に有する層連続を形成し、層連続の境界面上に、突起する複数の構造化エレメントを備えた側方の構造化部を形成し、生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層を、構造化エレメントを有する境界面上に配置し、それによって境界面の構造化部に対応した構造化部を反射層に形成するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
突出する構造化エレメントを境界面に有する層連続は、放射線出力を約２５％〜２００％以上まで上昇させるように作用する。パターン形成若しくは構造化された境界面は、一般的に出力層の側に配置されているが、これは例えば、出力層上に配置された注型材料が比較的接着しにくいという欠点がある。これに対して、構造化された境界面を本発明に従って、出力層とは反対側に配置すれば、出力層が平ら（フラット）に構成され、それによって、注型材料の接着が改善されると同時に、放射線出力の上昇が得られる、という利点を有している。
【０００９】
能動領域内に生ぜしめられ、構造化された境界面に達する放射線は、有利な形式でこの境界面を通って、出力層で全反射される角度範囲に偏光される。境界面の構造化部に対応する構造化部を有する反射層によって、放射線の方向は偏光される。有利な形式で、放射線は出力層の方向に偏光される。
【００１０】
境界面の構造化部に対応する構造化部とは、層連続に面した反射層の面が、境界面の構造化エレメントに対して逆向きの構造化エレメントを有している、という意味である。構造化エレメントは特に、反射層が、層連続上に形状結合（形状による束縛）的に被着されることによって形成される。
【００１１】
出力層と層連続と、構造化された境界面に結合された、対応して構造化された反射層とから成る、本発明による複合体は、有利な形式で、２つの機能領域を局所的に分離することを可能にする。これら２つの機能領域のうちの一方は放射線出力のために設けられていて、他方の機能領域は放射線出力（構造化エレメントと組み合わされた反射層）を上昇させるために設けられている。
【００１２】
有利な実施例によれば、放射線放出体の層連続は半導体層連続を有している。この半導体層連続は、ｐ−ｎ移行部を備えた能動領域を有している。例えば、能動領域は量子ポット構造（Quantentopfstruktur）を有しており、量子ポット構造とは、電荷担体が閉じこめ（"confinement"）によってそのエネルギー状態の量子化が得られる構造のことである。特に、量子ポット構造の表示は、量子化の寸法に関する記載を有していない。従って量子ポット構造は、特に量子トラフ（Quantentroege）、量子ワイヤ（Quantendraehte）、量子点（Quantenpunkte）及びこれらの構造のそれぞれの組み合わせを有している。
【００１３】
有利な形式で、層連続は、フォトニック結晶又は窒化物をベースとする接続半導体材料を有している。この材料は、放射線を生ぜしめるために、光学スペクトルの主に青から赤外線範囲の波長の放射線を生ぜしめるために適している。
【００１４】
これに関連して、"リン化物をベースとする接続半導体材料"とは、有利にはＡｌnＧａmＩｎ1-n-mＰを有する材料のことであり、この場合、０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１及びｎ＋ｍ≦１である。この場合、この材料は、必ずしも上記式に基づく数学的に正確な組成を有していなくてもよい。この材料はむしろ、材料の物理的特性が殆ど変わらない、１つ又は複数のドーピング材料並びに付加的な成分を有していてよい。簡略化のために、上記式は、結晶格子（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ）の主要な成分だけを有しているが、これらの成分の代わりに少量の別の材料を使用してもよい。
【００１５】
また、"窒化物をベースとする接続半導体材料"とは、材料が、窒化物−III/V接続半導体材料、有利にはＡｌnＧａmＩｎ1-n-mＮを有する材料のことであり、この場合、０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１及びｎ＋ｍ≦１である。この場合、この材料は、必ずしも上記式に基づく数学的に正確な組成を有していなくてもよい。むしろこの材料は、ＡｌnＧａmＩｎ1-n-mＮ材料の物理的特性が殆ど変わらない、１つ又は複数のドーピング材料並びに付加的な成分を有していてよい。簡略化のために、上記式は、結晶格子（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｎ）の主要な成分だけを有しているが、これらの成分の代わりに少量の別の材料を使用してもよい。
【００１６】
有利な形式で、放射線放出体は、薄膜半導体である。この薄膜半導体は特に、次の特性的特徴をのうちの少なくとも１つにおいて優れている。
【００１７】
・担体エレメントに面した、第１の放射線を放出するエピタキシャル層連続の第１の主要面に、反射層が被着又は構成されており、この反射層は、エピタキシャル層連続において生ぜしめられた放射線の少なくとも一部を戻り方向に反射させる
・エピタキシャル層連続は、２０μｍの範囲又はそれより小さい、特に１０μｍの範囲内の厚さを有している。
【００１８】
薄膜層・発光ダイオードチップの基本原理は、例えば「I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174 - 2176」に記載されており、その基本原理については、その開示内容が遡及される。
【００１９】
放射線を放出する薄膜半導体は、ランバート（Lambert）の表面放射器（Oberflaechenstrahler）に非常に近いものであって、特にバックライト、照明若しくは信号のために適している。
【００２０】
構造化エレメントは、選択的に、構造化エレメントに衝突する放射線の波長の範囲内か、又はこれより大きければ、特に効果的である。この場合、構造化寸法は、波長が半分の波長よりも大きいか又は同じであって、２倍の波長と同じか又はこれよりも小さい場合、波長の範囲内にある。選択的に、構造化寸法は、幾何学的な光学系の法則に当てはまる程度に、波長よりも大きくてもよい。それによって、構造化寸法は、上方に向かって、放射線放出体の寸法（大きさ）及び構造化された層の厚さによって制限されているだけである。
【００２１】
「構造化寸法」とは、有利には「構造化幅」又は「構造化深さ」の寸法（大きさ）のうちの少なくとも１つのことである。「構造化幅」は側方で測定した構造化エレメントの幅寸法であって、「構造化深さ」は垂直方向で測定した構造化エレメントの深さ寸法である。
【００２２】
少なくとも部分的に、種々異なる構造化寸法を有する構造化エレメントが設けられていれば、構造化寸法は、平均でもまた最大及び最小でも波長の範囲内であるか、若しくは波長よりも大きい。
【００２３】
反射層は有利な形式で金属を含有していて、金属層として構成されている。それによって有利な形式で、放射線放出体は、反射層によって電気的に接続される。有利な形式で、生ぜしめられた放射線を反射させるために特に適した金属が使用される。例えば、リン化物をベースとする接続半導体材料においては、Ａｕ又はＡｇを含有する反射層が特に適していて、窒化物をベースとする接続半導体材料においてはＡｇ又はＡｌを含有する反射層が特に適している。
【００２４】
有利な形式で、反射層は、層連続に直接被着されている。従って反射層は自立的ではない。例えば反射層は、層連続に蒸着によって施されるか又はスパッタリングによって施される。これによって、反射層と層連続との堅密な接続が可能である。特に有利には、反射層は層連続と形状結合（形状による束縛）的に結合されている。
【００２５】
有利な変化実施態様によれば、層連続は中間層を有しており、該中間層が、半導体層連続と反射層との間に配置されている。
【００２６】
中間層は、有利な形式で、能動領域によって生ぜしめられた光線を透過させる。それによって、中間層にぶつかる放射線は中間層を横断して、反射層で反射される。
【００２７】
さらに、中間層は選択的に非導電性であるか、又は導電性に構成されている。この場合、非導電性の中間層のためには、誘電性の材料特にＳｉｎ又はＳｉＯ2が適しており、導電性の中間層のためには、酸化物特にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）又はＺｎＯが特に適している。有利な形式で、導電性の中間層においては、反射層が、放射線放出体の裏側の電気接点として用いられる。
【００２８】
第１変化実施例によれば、中間層に隣接する、半導体層連続の表面が平らに構成されている。
【００２９】
この場合、層連続の境界面は、反射層に隣接する、中間層の表面が構造化されていることによって、突起する複数の構造化エレメントを備えた側方の構造化部を有している。
【００３０】
特に、層連続の境界面は粗面に構成されている。この場合、構造化エレメントは、少なくとも部分的に種々異なる構造化寸法を有していてよい。さらにまた、構造化エレメントは、境界面上に不規則に分配されている。中間層を有していない層連続においては、この場合、半導体層連続の表面が粗面にされており、そうでなければ中間層の表面が粗面にされている。
【００３１】
境界面上に突起する複数の構造化エレメントを備えた側方の構造化部を得るために、中間層に隣接する、半導体層連続の表面が、複数の構造化エレメントを有している。中間層は、有利な形式で半導体層連続の表面上に被着されているので、中間層の表面の形状は半導体層連続の表面の形状と同じになる。
【００３２】
放射線放出体の別の実施例によれば、能動領域と反射層との間にトンネル移行部が配置されている。
【００３３】
トンネル移行部は、第１変化実施例によれば半導体層連続内に組み込まれていて、有利には高ドーピングされた伝導型式が異なる２つのトンネル層を有している。特に有利には、２つのトンネル層のうちの一方が反射層に直接隣接している。
【００３４】
第２の変化実施例によれば、トンネル移行部は、第１のトンネル層としての中間層と、この中間層に隣接する、第２のトンネル層としての半導体層連続の層との間に形成されている。
【００３５】
トンネル移行部を介して、放射線放出体に、有利には小さい抵抗が電気的に供給される。トンネル移行部が２つの能動領域間に配置されている、複数の能動領域を有する半導体とは異なり、トンネル移行部は反射層を能動領域に導電接続するために使用され、異なる能動領域を互いに電気的に接続するためには使用されない。
【００３６】
有利な実施例によれば、出力層上に、生ぜしめられた放射線を透過させる窓層が配置されている。有利な形式で、窓層は導電性であって、特にＩＴＯ又はＺｎＯ等の材料を含有している。この層は、放射線放出体の前側の電気接点として用いられる。特に有利には窓層は、出力層とは反対側が平らに構成されている。
【００３７】
窓層としては、特に屈折率が、出力層の材料若しくは層連続の材料の屈折率よりも小さく、隣接する媒体例えば空気の屈折率よりも大きいものが適している。これによって、全反射の発生が減少され、それによって放射線出力が高められる。
【００３８】
有利な形式で、出力層は半導体層連続の一部を形成している。有利な形式で出力層の構造化部は、層連続を適当に処理することによって形成される。
【００３９】
本発明の別の有利な実施例によれば、出力層は同様に側方の構造化部を有している。
【００４０】
第１の変化実施例によれば、出力層は粗面にされている。構造化部は、構造化エレメントの構成と同様に構成されている。
【００４１】
第２変化実施例によれば、出力層はフォトニック結晶である。有利な形式で、フォトニック結晶によって、放射線放出体から生ぜしめられた放射線の初期の放出角度は狭められ、それによって指向性が得られる。
【００４２】
有利な形式で、フォトニック結晶は、第１の屈折率を有する複数の第１の領域と、第２の屈折率を有する複数の第２の領域とを備えている。特に有利には、これらの領域は規則的に配置されている。
【００４３】
規則的な配置は、１次元的、２次元的又は３次元的な格子構造に相当する。特に、本発明の枠内でフォトニック結晶は、２次元的な格子構造を有している。この場合、隣接し合う２つの第１の領域間、若しくは隣接し合う２つの第２の領域間の間隔は、格子定数に相当する。フォトニック結晶は、格子定数が放射線放出体によって生ぜしめられた放射線の波長に合わせられていれば、最適な作用が得られる。有利な形式で、隣接し合う２つの第１領域間の間隔、若しくは隣接し合う２つの第２の領域間の間隔は、放射線放出体によって生ぜしめられた波長にほぼ相当する。特に有利には、この間隔は１０−９ｍ〜１０−６ｍの間の間隔である。
【００４４】
有利な実施態様によれば、複数の第２の領域はつながっている。つまり、それぞれ２つの第２の領域は、特に１つ以上の接触点、例えば１つの接触面を有している。この場合、接触点若しくは接触面は、物理的な構成部分ではなく、フォトニック結晶の想定分割に基づいて同じ構造の「結晶細胞」が得られる。
【００４５】
典型的な形式で、フォトニック結晶は誘電体材料を含有している。本発明によれば、複数の第１の領域は、特に半導体層連続の半導体層内の有利には満たされた又は満たされていない複数の凹部である。第１の領域は、周期的な配置の複数の凹部として半導体層内に設けられている。選択的に、複数の第１の領域を格子形式で配置することもできる。この場合、これらの第１の領域は、アイランド状（島状）に構成されていて、適当な中間室例えばつながっている凹部によって互いに分離されている。複数の領域と凹部とを互いに入れ替えることによって、第２の可能性は、第１の可能性の逆転を形成する。２つのケースにおいて、有利な形式で複数の凹部若しくは中間室は、第１の領域の屈折率とは異なる屈折率を有する充填材料例えば誘電体又は別の半導体材料で満たすことができる。特に、第１の領域は、１００ｎｍ〜５００ｎｍの幅及び／又は深さを有している。
【００４６】
次に、放射線放出体を製造するための方法について説明する。この方法は特に、前記実施態様による放射線放出体を製造するために適している。
【００４７】
この方法は、以下に挙げる特徴の他に、放射線放出体との関連性において挙げられた特徴によって特徴付けられるか、又はその逆であってもよい。これは例えば材料データ又は寸法データに関するものである。
【００４８】
放射線放出体を製造するための方法は、次のステップを有している。
【００４９】
・放射線を生ぜしめるための能動領域を基板上に有する層連続を形成し、
・層連続の境界面上に、突起する複数の構造化エレメントを備えた側方の構造化部を形成し、
・生ぜしめられた放射線を反射させるための反射層を、構造化エレメントを有する境界面上に配置し、それによって境界面の構造化部に対応した構造化部を反射層に形成する。
【００５０】
有利な実施態様によれば、層連続は、半導体層連続を有している。半導体層連続は、有利には、基板上にエピタキシャル成長によって形成することができる。基板のために使用された材料システムは、特に有利な形式で、層連続の材料システムの格子定数に合わせられた格子定数を有している。
【００５１】
また有利には、基板は放出体の製造過程おいて剥離される。これによって例えば、高さ寸法の小さい放射線放出体を製造することができる。この場合、層連続は補助的に、基板の剥離後に層連続を安定化させる中間担体上に被着される。最後に、中間担体が剥離され、この際に、有利な形式で剥離された基板の位置に担体が配置される。
【００５２】
この方法の別の実施例によれば、層連続の表面又は半導体層連続の表面が粗面にされる。それによって、境界面上に不規則に配置された、突起した構造化エレメントが形成される。
【００５３】
有利な形式で境界面は単純なリソグラフィーによって構造化される。
【００５４】
この方法は、主に、層連続の境界面上に複数の球が設けられ、境界面に付着されることによって、説明される。乾式エッチングによって、球の箇所に柱状の構造化エレメントが形成され、この場合、構造化エレメント間のスペース（室）は、乾式エッチングプロセスによって層連続からエッチングで取り除かれる。
【００５５】
このような形式で、構造化エレメントに衝突する放射線の波長範囲の構造化寸法を有する構造化エレメントが形成される。例えば構造化幅３００ｎｍであって、構造化深さは２００ｎｍである。
【００５６】
波長よりも著しく大きい構造化寸法を有する構造化エレメントは、湿式エッチング又は乾式エッチングによって形成される。この場合、構造化寸法は、＞４μｍの範囲内にある。
【００５７】
さらにまた、境界面上に構造化エレメントを形成するために、若しくは境界面を粗面にするために公知のエッチング法を用いることができる。このような形式のエッチング法は、例えば湿式化学的なエッチング又は乾式エッチングである。このようなエッチング法として、反応性のイオンエッチング、イオンビームエッチング又は化学的に補助されたイオンビームエッチングが挙げられる。
【００５８】
規則的な境界面構造を形成するために、フォトリソグラフィーが特に適している。
【００５９】
有利な形式で、反射層は、境界面と緊密に結合され、それによって後で放射線放出体を駆動する時にも反射層が剥離する危険性が比較的小さくなるような形式で、被着される。
【００６０】
反射層を施すために適した方法は、例えばスパッタリング又は蒸着である。また反射層を電気メッキによって被着することも考えられる。
【００６１】
半導体層連続と反射層との間に中間層を形成することができる。この中間層は、特にスパッタリング又はＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）によって半導体層連続上に被着される。
【００６２】
放射線を出力させるために用いられる、放射線放出体の別の表面に、前記方法に従って側方の構造化部を設けることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
図１に概略的に示した放射線放出体１は、層連続５５を有しており、この層連続５５は、半導体層連続５５より成っており、この半導体層連続５５は、電磁放射線を放出するための能動領域２を有している。能動領域２は、特に有利には半導体材料特にＩｎＧａＡｌｐを有している。
【００６４】
層連続５５の第１の側に、放出された放射線を出力させるための出力層４が配置されている。この出力層４は、扁平に構成されていて、それによって良好に付着する別の層７の被着を容易にする。出力層４は、層連続５の一部として構成されていてよい。
【００６５】
出力層４上の非扁平性を回避することによって、次に位置する層例えば能動層のシール性が改善される。これによってさらに、放射線放出体１の老化防止が改善される。
【００６６】
さらに、粗い出力層とは異なる、出力層４の高い品質及び純度によって、窓層７の被着が容易になる。特に窓層７は、放射線透過性であり、また導電性である。例えば窓層７は、ＴＣＯ（Transparent Conductive Oxide）、例えばＩＴＯ又はＺｎＯである。窓層７は、有利には、放射線を放出する半導体１のｐ型伝導層上に被着される。ｐ型伝導層は、有利には出力層４である。導電性の窓層７による、出力側の大きい面に亘る接触によって、高電流範囲までの、比較的良好な電流増大（Stromaufweitung）が得られる。
【００６７】
連続層５５の前記第１の側とは反対側の第２の側には、放出された放射線を反射させるための反射層３が配置されている。反射層３は金属層であって、この場合、ＩｎＧａＡｌＰを有する放射線放出体１においては、Ａｕ又はＡｇが特に適している。
【００６８】
反射層３の厚さは、衝突した放射線が反射層３を透過しないように選定されている。有利な形式で、反射層３の厚さは、１μｍの範囲内である。反射層３は金属を含有しており、従って同時に導電性であり、これによって有利な形式で、反射層３による放射線放出体１の電気的な接続が可能である。
【００６９】
同時に半導体の層連続５の表面１２でもある、反射層３に向いた境界面１０は、突き出した構造化（パターン形成された）エレメント６を有している。構造化エレメント６の構造的な大きさは、放射線放出体１内に生ぜしめられた放射線の波長範囲内である。この大きさは特に２００ｎｍ〜３００ｎｍの間である。
【００７０】
このような構造寸法においては、構造化エレメントにおいて生じた光の偏光（例えば光線８）は、衝突する光線の散乱に基づいている。
【００７１】
発生した散乱によって、有利には光出力の増大が得られる。光出力の増大はＩｎＧａＡｌＰをベースとする半導体において特に望まれている。何故ならばＩｎＧａＡｌＰをベースとする半導体は、放出した放射線を強く吸光する能動領域２を有しているからである。
【００７２】
構造化エレメント６は、境界面１０にランダムに配置されていて、平均的な構造的大きさ有し、かつ放出された放射線の波長範囲内で最大及び最小である構造的大きさも有している。
【００７３】
構造化エレメント６は、前記方法によって、有利には単純なリソグラフィー（平版印刷）を用いて構成することができる。
【００７４】
反射層３は、その境界面１０に向いた側の表面で、構造化エレメント６に対して反転したエレメントを有している。これは、反射層３が半導体層連続５と形状結合（形状による束縛）によって結合されることによって、構成される。反射層３に衝突した光線８の偏光は、散乱も反射も生ぜしめる。
【００７５】
有利な形式で、反射層３によって、構造化エレメント６は、出力層４と向き合う、層連続５５の側上に移動せしめられ、これによって放射線出力が増大されると同時に、出力層４は効果的な形式で電気的に接触可能である。
【００７６】
図２に示した放射線放出体１は、層連続５５を有していて、この層連続５５は、能動領域２を備えた層連続を有している。有利な形式で、半導体層連続５と出力層４とは、エピタキシャル成長を行い、この際に基板が剥離される。特に有利には、放射線放出体１は薄膜半導体である。
【００７７】
半導体層連続５及び出力層４は、窒化物をベースとする接続半導体材料を有している。半導体層連続５は、特にＩｎＧａＮを含有している。
【００７８】
図１に示した、生ぜしめられた放射線を著しく吸収するＩｎＧａＡｌＰをベースとする能動領域とは異なり、ＩｎＧａＮをベースとする能動領域は、相応の厚味を有する層連続において、生ぜしめられた放射線をほぼ透過させる。
【００７９】
構造化エレメント６によって得られる、放射線出力の上昇は、図１に示した放射線放出体１におけるよりも小さいが、それでも十分な放射線出力が得られる。
【００８０】
放射線出力の上昇が小さいのは、構造化エレメント６がより大きく構成されている場合である。しかしながらより大きい構造化エレメントを有する層は、著しく構造化（パターン形成）された層におけるよりも、後から配置される層の付着に及ぼす影響は小さい。
【００８１】
それにも拘わらず十分な放射線出力を得るために、図２に示したように、出力層４にもまた層連続５にも構造化エレメント６を配置することができる。
【００８２】
構造化エレメント６の構造化寸法は、幾何光学の法則に相当する程度だけ、衝突した放射線の波長よりも大きい。構造化寸法（構造化の大きさ）は、構造化エレメント６の深さＴ及び幅Ｂに相当する。例えば構造化寸法は＞４μｍの範囲内である。
【００８３】
このような形式の構造化エレメント６は、前記方法のうちの１つによって構成される。有利には構造化エレメント６は、種々異なる大きさで、境界面１０（同時に半導体層連続５の表面でもある）上に不規則に分布している。しかしながら、構造化エレメント６を、同じ大きさで規則的な間隔を保って配置することも考えられる。
【００８４】
反射層３と係合結合式に結合された、図示の構造化エレメント６の組織は、局部的に異なる傾斜を有する鏡面に相当する。鏡面反射による放射線偏光は、放射線放出出力を上昇させるために役立つ。
【００８５】
また、出力層４上に窓層が被着されており、この窓層は生ぜしめられた放射線を透過させる。窓層の屈折率は、有利には、放射線放出体１よりも小さく、隣接する媒体例えば空気よりも大きい。これによって放射線放出体はさらに改善される。
【００８６】
特に有利には、窓層は、エポキシド、エポキシ樹脂、シリコーン又はこれらの材料の混合物を含有している。これらの材料は付加的に、放射線放出体１の老化防止に肯定的に作用する。
【００８７】
図３に示した放射線放出体１において、層連続５５は、半導体層連続５と、この半導体層連続５と反射層３との間に配置された中間層９とを有している。この中間層９は、衝突した放射線を透過させる。
【００８８】
中間層９によって、放射線放出体１の機械的な形状安定性は改善され、導電特性に影響を及ぼすことができる。
【００８９】
放射線放出体１の裏側を絶縁するために、中間層９は、誘電材料例えばＳｉＮ又はＳｉＯ2を含有している。
【００９０】
裏側の電気的接触を可能にするために、中間層９は、導電性の金属酸化物、例えばＩＴＯ又はＺｎＯを含有している。
【００９１】
有利な形式で中間層９は形状結合式に、例えばスパッタリング又はＣＶＤによって、半導体層連続５の構造化された表面１２に被着される。反射層３に向いた側の、中間層３の表面１５は、境界面１０を形成している。表面１５若しくは境界面１０の構造化エレメント６は、相応に成形されたエレメントによって、半導体層連続５の表面１２に形成されているので、反射層３は、構造化エレメントに対して逆のエレメントを備えている。
【００９２】
構造化エレメント６は、衝突した放射線の波長範囲内の構造化寸法を有している。選択的に、構造化寸法は、波長よりも著しく大きくてもよい。
【００９３】
別の実施例によれば、中間層９は、少なくとも部分的に導電性であるか、若しくは絶縁されている。
【００９４】
図４に示した放射線放出体１においては、出力層４はフォトニック結晶として構成されている。フォトニック結晶は、第１の屈折率を有する領域４ａと、第２の屈折率を有する領域４ｂとを有している。領域４ａは有利な形式で凹部として、層連続５５の閉鎖しようとする層内に形成されている。複数の凹部はさらに、充填材料で満たされており、この充填材料は、閉鎖しようとする半導体層の半導体材料とは異なる屈折率を有している。
【００９５】
また領域４ａは、有利な形式で円筒形状に構成されているが、その他の形状も考えられる。領域４ａは規則的に配置されているので、このような配置に基づいて２次元的な格子構造が得られる。
【００９６】
能動領域２内で発生される放射線は、放射線１３で示されているように直接的な経路で出力層４に達し、非限界角度内で出力層４に衝突すると、放射線放出体１から出力することができる。放射線放出体１から放出される放射線は、開放角度αを有する円錐形放射線を形成する。間接的な経路で、例えば光線８で示された放射線は、まず能動領域２から出力層４に向かって放出されると、限界角度で出力層４にぶつかるので、層連続５に向かって反射される。次いで放射線は、反射層３で反射され、構造化された境界面１０に基づいて、非限界角度で出力層４にぶつかり、次いで放射線放出体１から放出される。
【００９７】
図５に示した放射線放出体１も、図４に示した放射線放出体１と同様に、フォトニック結晶として構成された出力層４を有している。図４に示した放射線放出体１とは異なり、図５に示した放射線放出体１は、有利にはｐ側でトンネル移行部１４を有しており、このトンネル移行部１４は、層連続５５内に組み込まれている。特に有利には、第１のトンネル層を形成する半導体層５ａは高ドーピングされたｎ型半導体材料を有しており、これに対して第２の半導体層を形成する半導体層５ｂは高ドーピングされたｐ型半導体材料を有している。有利な形式で、この実施例ではｐ型半導体層上の接点（構成するのが比較的困難である）は省くことができる。ｐ型半導体は伝導性が比較的低いので、ｎ型半導体上に接点を構成することによって、しきい電圧が減少されるという利点が得られる。
【００９８】
図６に示した放射線放出体１は、図５に示した放射線放出体１と比較可能な、裏側（有利にはｐ側）の接点を有している。何故ならばこの場合も、能動領域２と反射層３との間の電気的な結合を改善するためにトンネル移行部１４が構成されているからである。勿論、このトンネル移行部１４は、半導体層連続５内に組み込まれているのではなく、第１のトンネル層としての中間層９と、この中間層９に隣接する、第２のトンネル層としての半導体層連続５の半導体層５ａとの間に形成されている。中間層９は、特にＴＣＯ特にＩＴＯを有しており、半導体層連続５の製造後に表面１２上に被着される。反射層３に隣接する、中間層９（境界面１０を形成する）の表面１５は、突起する構造化エレメント６を備えた側方の構造化部を有している。
【００９９】
図７に示した、放射線放出体を製造するための方法において、まず（図７ａ）基板１１上に半導体層連続５０が配置される。このように形成されたウェーハ１００は、放射線を発生させるために設けられている能動領域２０を有している。
【０１００】
有利な形式で、半導体層連続５０は、前記定義によるリン化物又は窒化物をベースとする接続半導体材料特にＩｎＧａＡｌＰ又はＩｎＧａＮである。しかしながらヒ素をベースとする例えばＧａＡｌＡｓも考えられる。
【０１０１】
特に有利には、半導体層連続５０は基板１１上で成長する。この場合、基板１１は典型的な材料システムを有しており、この材料システムの格子定数は、層連続５０の材料システムの格子定数に合わせられている。窒化物をベースとする接続半導体においては、例えばサファイヤ又はＳｉＣを含有する基板が適している。
【０１０２】
図７ｂに示した別の製造ステップにおいては、半導体層連続５０の、基板１１とは反対側に中間層１１０が被着されている。中間層１１０は、基板１１が剥離される際に、半導体層連続５０を補強する。
【０１０３】
図７ｃに示されているように、半導体層連続５０の境界面１０（この境界面１０から基板１１が剥離される）は、構造化エレメント６０を備えている。有利な形式で、境界面１０は、前記方法にうちの１つによって粗面にされる。これによって、特に有利な構造化エレメント６０が形成され、この構造化エレメント６０は、境界面１０上に不規則的に配置されていて、種々異なる構造化寸法を有している。それぞれの材料システムに応じて、構造化寸法は、運転に適した放射線の波長範囲内にあるか、又はそれよりも著しく大きい。
【０１０４】
図７ｄには、構造化エレメント６０を備えた境界面１０に反射層３０を被着することが示されている。有利な形式で反射層３０は金属を有しており、この金属は、例えば蒸着又はスパッタリングによって境界面１０に被着される。
【０１０５】
図７ｅに示した製造ステップにおいては、ウェーハ１００が担体１１１に接続される。次いで中間担体１１０が剥離される。
【０１０６】
次いでウェーハ１００が複数の放射線放出体１に分離される（図７ｆ）。放射線放出体１は、能動領域２を備えた半導体層連続５と、出力層４と、この出力層４とは反対側に位置する反射層３とを有しており、この場合、能動領域２と反射層３との間に構造化エレメント６が配置されている。
【０１０７】
選択的に、図７ａに示した製造ステップ後に、半導体層連続の、基板とは反対側の表面に構造化エレメントを備えることができる。次いで、構造化エレメントを備えた側に担体が配置され、基板が剥離される。ウェーハは、複数の放射線放出体に分離（個別化）される。
【０１０８】
本発明は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００６０１７５５６．５号明細書を優先権としており、その開示内容が遡及される。
【０１０９】
本発明は、図示の実施例だけに限定されるものではない。むしろ本発明は、特に請求項に記載された複数の特徴のそれぞれの組み合わせを包含する、それぞれ新たな特徴並びにこれらの各特徴の組み合わせを含むものであり、これは、これらの特徴又はその組み合わせ自体が特許請求の範囲又は実施例に明確に記載されていなくても、そうである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明による放射線放出体の第１実施例の概略的な横断面図である。
【図２】本発明による放射線放出体の第２実施例の概略的な横断面図である。
【図３】本発明による放射線放出体の第３実施例の概略的な横断面図である。
【図４】本発明による放射線放出体の第４実施例の概略的な横断面図である。
【図５】本発明による放射線放出体の第５実施例の概略的な横断面図である。
【図６】本発明による放射線放出体の第６実施例の概略的な横断面図である。
【図７ａ】本発明による方法の各製造ステップの概略図である。
【図７ｂ】本発明による方法の各製造ステップの概略図である。
【図７ｃ】本発明による方法の各製造ステップの概略図である。
【図７ｄ】本発明による方法の各製造ステップの概略図である。
【図７ｅ】本発明による方法の各製造ステップの概略図である。
【図７ｆ】本発明による方法の各製造ステップの概略図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  放射線放出体、  ２  能動領域、  ３  反射層、  ４  連結解除層、  ４ａ  領域、  ４ｂ  領域、  ５  半導体の層連続、  ５ａ  半導体層、  ６  構造化エレメント、  ７  窓層、  ８  光線、  ９  中間層、  １０  限界層、  １１  基板、  １２  表面、  １４  トンネル移行部、  ２０  能動領域、  ３０  反射層、  ５０  半導体層連続、  ５５  層連続、  ６０  構造化エレメント、  １００  ウェーハ、  １１０  中間担体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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