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Patent Searching and Data


Title:
LED AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/041433
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an LED (1) comprising - a base layer (2) of a doped diamond or doped silicon carbide with color centers (3) embedded therein, - a Schottky contact (4) connected to the base layer (2), - an ohmic contact (5) connected to the base layer (2).

Inventors:
AGIO MARIO (DE)
SLEDZ FLORIAN (DE)
NAVID SOLTANI (DE)
HUNOLD LUKAS (DE)
FLATAE ASSEGID MENGISTU (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/075112
Publication Date:
March 23, 2023
Filing Date:
September 09, 2022
Export Citation:
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Assignee:
UNIV SIEGEN (DE)
International Classes:
H01L33/00; H01L33/02; H01L33/34
Foreign References:
DE4322830A11995-01-19
EP0390209A21990-10-03
Other References:
FLATAE ASSEGID MENGISTU ET AL: "Silicon-vacancy color centers in phosphorus-doped diamond", DIAMOND AND RELATED MATERIALS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS , AMSTERDAM, NL, vol. 105, 5 March 2020 (2020-03-05), XP086184475, ISSN: 0925-9635, [retrieved on 20200305], DOI: 10.1016/J.DIAMOND.2020.107797
Attorney, Agent or Firm:
SCHWENDERLING, Jens (DE)
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Claims:
Ansprüche LED (1) umfassend

- eine Grundschicht (2) aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren (3),

- einen an die Grundschicht (2) angebundenen Schottky-Kontakt (4),

- einen an die Grundschicht (2) angebundenen ohmschen Kontakt (5). LED (1) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein Substrat (6), wobei der Schottky-Kontakt (4) und der ohmsche Kontakt (5) an einer ersten Seite (7) der Grundschicht (2) anliegen und wobei das Substrat (6) an einer der ersten Seite (7) gegenüberliegenden zweiten Seite (8) der Grundschicht (2) anliegt. LED (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei zumindest einem Teil der Farbzentren (3) um Silizium-Vakanz-Farbzentren handelt und/oder wobei es sich bei zumindest einem Teil der Farbzentren (3) um Stickstoff-Vakanz- Farbzentren handelt und/oder wobei es sich bei zumindest einem Teil der Farbzentren (3) um H3-Zentren handelt. LED (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schottky-Kontakt (4) durch eine Metallschicht (10) und eine daran anliegende Wasserstoff- Passivierungs-Schicht (9) gebildet ist, und wobei die Wasserstoff-Passivierungs- Schicht (9) an der Grundschicht (2) anliegt. Verfahren zur Herstellung einer LED (1), welches die folgenden Schritte umfasst, die in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden: a) Bereitstellen einer Grundschicht (2) aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren (3), b) Erzeugen eines an die Grundschicht (2) angebundenen Schottky-Kontakts (4) und eines an die Grundschicht (2) angebundenen ohmschen Kontakts (5).

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Grundschicht (2) in Schritt a) gewachsen wird, und wobei zumindest ein Teil der Farbzentren (3) mittels chemischer Gasphasenabscheidung während des Wachstums der Grundschicht (2) erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei in Schritt a) zumindest ein Teil der Farbzentren (3) mittels Ionenimplantation in der Grundschicht (2) erzeugt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei für Schritt a) Art und/oder Anzahl der Farbzentren (3) in der Grundschicht (2) in Abhängigkeit eines gewünschten Emissionsspektrums der LED (1) ausgewählt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei Schritt b) die folgenden Unterschritte umfasst, die in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden: bl) Erzeugen des ohmschen Kontakts (5) an einer ersten Seite (7) der

Grundschicht (2), b2) Erzeugen einer Wasserstoff-Passivierungs-Schicht (9) an der ersten Seite (7) der Grundschicht (2) mittels eines Wasserstoff-Plasmas, b3) Erzeugen einer Metallschicht (10) auf der in Unterschritt b2) erzeugten Wasserstoff-Passivierungs-Schicht (9), wobei der Schottky-Kontakt (4) aus der in Unterschritt b2) erzeugten Wasserstoff- Passivierungs-Schicht (9) und der in Unterschritt b3) erzeugten Metallschicht (10) durch Maskierung vor Unterschritt b2) und/oder durch Ätzen nach Unterschritt b3) erhalten wird.

Description:
LED und Herstellungsverfahren dafür

Die Erfindung betrifft eine LED und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen LED.

LED's werden heute in einer großen Zahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise zur Beleuchtung, Datenübertragung oder in biologischen Verfahren. LED's sind üblicherweise aus Halbleitermaterialen gebildet. Bei bekannten LED's kommt es allerdings regelmäßig zu einer erheblichen Hitzeentwicklung. Diese kann die LED’s beschädigen oder deren Lebensdauer verringern, was die Einsatzmöglichkeiten bekannter LED’s einschränkt. Zudem sind die Materialien bekannter LED’s für viele biologischen Anwendungen ungeeignet, was eine aufwendige Ummantelung der LED’s erfordert. Eine solche Ummantelung kann die Lichtemission beeinträchtigen. Auch kann mit bekannten LED’s nur eine für viele Anwendungen unzureichende Modulationsgeschwindigkeit erzielt werden. Zudem ist die Gestaltung bekannter LED’s aufwendig, weil das Emissionsspektrum in erster Linie durch Wahl des Halbleitermaterials festgelegt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik eine LED vorzustellen, die vielseitiger einsetzbar ist.

Diese Aufgaben werden gelöst mit der LED und dem Verfahren zur Herstellung einer LED gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung dargestellten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar.

Erfindungsgemäß wird eine LED vorgestellt, die umfasst:

- eine Grundschicht aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren,

- einen an die Grundschicht angebundenen Schottky-Kontakt,

- einen an die Grundschicht angebundenen ohmschen Kontakt.

Die beschriebene LED beruht auf der Grundschicht aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren. Durch Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung zwischen dem Schottky-Kontakt und dem ohmschen Kontakt kann durch die Farbzentren Licht emittiert werden. Insbesondere durch die Verwendung von Diamant oder Siliziumkarbid in der Grundschicht ist die beschriebene LED vielseitig einsetzbar. Dass die Grundschicht als Grundschicht und nicht bloß als Schicht bezeichnet wird, dient lediglich der sprachlichen Abgrenzung von anderen Schichten.

Die Grundschicht ist vorzugsweise aus Diamant gebildet. Diamant ist ein hitzebeständiges Material so dass die beschriebene LED auch bei besonders hohen Temperaturen betrieben werden kann. Dies ist günstig sowohl im Hinblick auf eine eventuelle Hitzeentwicklung durch die LED selbst als auch im Hinblick auf externe Wärmeeinwirkung. Zudem ist Diamant ein besonders guter Wärmeleiter, so dass Wärme entsprechend gut von der LED abgeleitet werden kann, beispielsweise zu einem Kühlelement. Die beschriebene LED ist daher besonders robust und hat eine besonders hohe Lebensdauer. Damit kann die beschriebene LED auch unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden, insbesondere in Bezug auf externe Temperatureinwirkung oder eingeschränkte Möglichkeiten zur Wärmeableitung. Auch kann die beschriebene LED durch die Verwendung von Diamant besonders gut externen Kräften standhalten, so dass die beschriebene LED beispielsweise auch in Umgebungen mit hohen Drücken eingesetzt werden kann.

Weiterhin ist Diamant chemisch inert. Damit kann die LED auch in Anwendungen eingesetzt werden, in denen bekannte LED’s eine Ummantelung aufweisen müssen, wie dies insbesondere in biologischen Anwendungen der Fall sein kann. Durch die Verwendung von Diamant entfällt der Aufwand für eine solche Ummantelung. Zudem kommt es bei der beschriebenen LED nicht zu einer Beeinträchtigung der Lichtemission durch eine solche Ummantelung.

Siliziumkarbid hat, soweit für die beschriebene LED relevant, ähnliche Eigenschaften wie Diamant. Auch wenn Siliziumkarbid weniger robust ist als Diamant, können die zuvor beschriebenen Vorteile jedenfalls teilweise auch mit Siliziumkarbid erzielt werden. Die beschriebene LED kann in allen Anwendungen eingesetzt werden, in denen auch bekannte LEDs eingesetzt werden, beispielsweise zur Beleuchtung oder zur Datenübertragung. Insbesondere kann die beschriebene LED in einem Kraftfahrzeug oder einem Mobiltelefon eingesetzt werden. Beispielsweise kann die beschriebene LED in einem LIDAR-Sensor („Light Detection and Ranging“) verwendet werden. Auch im wissenschaftlichen Bereich kann die beschriebene LED zu den verschiedensten Zwecken eingesetzt werden. Insbesondere kann die beschriebene LED in biologischen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise zur Spektroskopie oder zur Mikroskopie.

Die Grundschicht ist aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid gebildet. Die Dotierung ist vorzugsweise eine n-Dotierung. Die Dotierung kann beispielsweise durch Phosphor gebildet sein. Vorzugsweise ist die Grundschicht gleichmäßig dotiert. Das bedeutet, dass die Dotierungsatome gleichmäßig über die Grundschicht verteilt angeordnet sind.

In die Grundschicht sind Farbzentren (engl. color centers) eingebettet. Der Begriff „Farbzentrum“ ist ein feststehender Fachbegriff auf dem Gebiet der Festkörperphysik, welcher hier mit seiner üblichen Bedeutung verwendet wird. Danach handelt es sich bei Farbzentren um Punktdefekte in einem Kristall, welche Licht aussenden können. Farbzentren können daher auch als lumineszierende Defekte bezeichnet werden. Farbzentren haben im Hinblick auf die Lichtemission ähnliche Eigenschaften wie Atome.

Wird eine geeignete elektrische Spannung zwischen dem Schottky-Kontakt und dem ohmschen Kontakt angelegt, können die Farbzentren elektrisch angeregt werden, was zur Emission von Licht durch die Farbzentren führen kann. So kann mit der beschriebenen LED Licht durch Elektrolumineszenz der Farbzentren emittiert werden. Neben der direkten Rekombination von Elektronen und Löchern über die Bandlücke ist also auch an den Farbzentren die Emission von Licht möglich. Aufgrund der großen Bandlücke von Diamant und Siliziumkarbid können Farbzentren besonders gut in die Grundschicht aus Diamant beziehungsweise Siliziumkarbid eingebettet werden. Während für viele Anwendungen Defekte soweit möglich vermieden werden sollen, sind bei der beschriebenen LED die Farbzentren bewusst vorgesehen. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Farbzentren in die Grundschicht eingebettet. Insbesondere ist es bevorzugt, dass bei der Herstellung der LED eine aktive Maßnahme ergriffen wird, um die Art und Zahl der Farbzentren selektiv zu erhöhen. Beispiele dafür sind chemische Gasphasenabscheidung (engl. chemical vapor deposition, kurz CVD) und Ionenimplantation (engl. ion implantation).

Vorzugsweise weist die Grundschicht zwischen 10' 1 ' 1 und 10 21 Farbzentren pro Kubikzentimeter auf, insbesondere zwischen IO 13 und IO 19 Farbzentren pro Kubikzentimeter. Das gilt insbesondere für den Fall, dass die Farbzentren mittels CVD erzeugt werden. Es hat sich herausgestellt, dass so eine Lichtausbeute erzielt werden kann, die für viele Anwendungen passend ist.

Werden Farbzentren mittels Ionenimplantation (engl. Ion Implantation) erzeugt, ist es bevorzugt, dass dabei zwischen 10 6 und 10 16 Ionen pro Quadratzentimeter eingesetzt werden, insbesondere zwischen 10 8 und IO 14 Ionen pro Quadratzentimeter. Das gilt insbesondere für Silizium-Vakanz-Farbzentren. Es hat sich herausgestellt, dass damit eine Grundschicht erhalten werden kann, mit welcher eine Lichtausbeute erzielt werden kann, die für viele Anwendungen passend ist.

Denkbar ist es auch, die Zahl der Farbzentren so weit zu reduzieren, dass die beschriebene LED als eine elektrisch angetriebene Einzelphotonenquelle betrachtet werden kann. Die Grundschicht kann also auch weniger als IO 11 Farbzentren pro Kubikzentimeter aufweisen. Im Grenzfall können sogar nur einzelne Farbzentren vorgesehen sein.

Die LED kann Licht mit einem Emissionsspektrum aussenden, welches insbesondere durch die Farbzentren bestimmt ist. Es gibt eine Vielzahl von möglichen Ausgestaltungen der Farbzentren. Insbesondere können die Farbzentren durch Atome verschiedenster Elemente gebildet sein. Über die Art und Anzahl der Farbzentren kann daher das Emissionsspektrum der LED gestaltet werden. Über die Ausgestaltung der Farbzentren können insbesondere die Breite und die Lage des Emissionsspektrums der LED beeinflusst werden. Beispielsweise können die Farbzentren so gewählt werden, dass ein enges Emissionsspektrum mit einer Breite von 1 nm oder ein breites Emissionsspektrum mit einer Breite von 200 nm erhalten wird, sowie auch ein Emissionsspektrum vom UV-Bereich bis in den Infrarot-Bereich. Durch Kombination verschiedener Farbzentren kann die beschriebene LED als eine Weißlichtquelle ausgebildet werden. Da es viele verschiedene Farbzentren gibt, kann die beschriebene LED durch die Wahl der Farbzentren besonders flexibel und an die verschiedensten Anforderungen angepasst gestaltet werden. Eine Abweichung von Diamant beziehungsweise Siliziumkarbid als grundlegendem Material ist dabei nicht erforderlich. Bei bekannten halbleiterbasierten LED’s muss hingegen für die Gestaltung einer LED mit einem anderen Emissionsspektrum unter Umständen auf ein anderes Halbleitermaterial als Ganzes zurückgegriffen werden, so dass eine bestimmte Technologieplattform nur begrenzte Möglichkeiten in Bezug auf die Emissionsspektren bietet.

Die Ausgestaltung eines der beiden Kontakte als Schottky-Kontakt erleichtert zudem die Herstellung der beschriebenen LED. Insbesondere kann durch den Schottky-Kontakt auf die Ausbildung eines p-n-Übergangs oder eines p-i-n-Übergangs verzichtet werden, welche bei halbleiterbasierten LEDs üblicherweise verwendet werden. Die Kontakte der beschriebenen LED können demgegenüber durch Auftragung von Metall auf die Oberfläche der Grundschicht erhalten werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die LED weiterhin ein Substrat auf, wobei der Schottky-Kontakt und der ohmsche Kontakt an einer ersten Seite der Grundschicht anliegen und wobei das Substrat an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Grundschicht anliegt.

In der vorliegenden Ausführungsform kann die beschriebene LED beispielsweise ausgehend von intrinsischem Diamant hergestellt werden. Dazu kann eine oberste Schicht des intrinsischen Diamants dotiert und mit Farbzentren versehen werden, so dass diese Schicht zur Grundschicht wird. Der verbleibende intrinsische Diamant wird zu dem erwähnten Substrat. Für Siliziumkarbid gilt Entsprechendes. Das Substrat ist vorzugsweise aus intrinsischem Diamant gebildet, insbesondere in dem Fall, dass die Grundschicht aus dotiertem Diamant gebildet ist. Alternativ ist das Substrat vorzugsweise aus intrinsischem Siliziumkarbid gebildet, insbesondere in dem Fall, dass die Grundschicht aus dotiertem Siliziumkarbid gebildet ist.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der LED handelt es sich bei zumindest einem Teil der Farbzentren um Silizium-Vakanz-Farbzentren (engl. silicon vacancy color centers, kurz SiV color centers) und/oder handelt es sich bei zumindest einem Teil der Farbzentren um Stickstoff-Vakanz-Farbzentren (engl. nitrogen vacancy color centers, kurz NV color centers) und/oder handelt es sich bei zumindest einem Teil der Farbzentren um H3-Zentren.

Silizium-Vakanz-Farbzentren sind negativ geladen und können Licht mit einem engen Emissionsspektrum im nahen Infrarot emittieren. Weist die beschriebene LED Silizium-Vakanz-Farbzentren auf, kann die LED beispielsweise zur Datenübertragung oder in biologischen Sensoren eingesetzt werden.

Stickstoff-Vakanz-Farbzentren haben eine neutrale Ladung und können Licht mit einem breiten Emissionsspektrum emittieren (engl. broad band light source). Weist die beschriebene LED Stickstoff-Vakanz-Farbzentren auf, kann die LED daher beispielsweise besonders gut für Experimente in der Plasmonik eingesetzt werden.

H3-Zentren können Licht im unteren sichtbaren Wellenlängenbereich von beispielsweise 520 nm emittieren.

Die vorstehend thematisierten Farbzentren sind lediglich Beispiele. In die Grundschicht der beschriebenen LED können alternativ oder zusätzlich verschiedenste andere Farbzentren eingebettet sein.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der LED ist der Schottky-Kontakt durch eine Metallschicht und eine daran anliegende Wasserstoff-Passivierungs- Schicht gebildet, wobei die Wasserstoff-Passivierungs-Schicht an der Grundschicht anliegt.

Durch die Wasserstoff-Passivierungs-Schicht kann das Oberflächenpotential der Grundschicht so beeinflusst werden, dass die Injektion von Minderheitsladungsträgern in die Grundschicht erleichtert wird. Dies ermöglicht eine effiziente Anregung der Farbzentren. Die Metallschicht ist vorzugsweise aus Gold gebildet.

Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer LED vorgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst, die in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden: a) Bereitstellen einer Grundschicht aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren, b) Erzeugen eines an die Grundschicht angebundenen Schottky-Kontakts und eines an die Grundschicht angebundenen ohmschen Kontakts.

Die beschriebenen Merkmale und Vorteile der LED sind auf das Verfahren anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Die beschriebene LED wird vorzugsweise mit dem beschriebenen Verfahren erhalten.

In Schritt a) wird die Grundschicht aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren bereitgestellt. Vorzugsweise werden die Farbzentren in Schritt a) erzeugt. Die Farbzentren werden in dem Fall bewusst als Teil des Verfahrens erzeugt. Insbesondere ist folgende Ausgestaltung von Schritt a) bevorzugt: Bereitstellen einer Grundschicht aus dotiertem Diamant oder dotiertem Siliziumkarbid mit darin eingebetteten Farbzentren, wobei die Farbzentren durch eine aktive Maßnahme erzeugt werden. Als eine solche aktive Maßnahme kommen insbesondere chemische Gasphasenabscheidung (engl. chemical vapor deposition, kurz CVD) oder Ionenimplantation (engl. ion implantation) in Betracht. Insbesondere dadurch unterscheidet sich das beschriebene Verfahren von Verfahren, bei denen Diamant oder Siliziumkarbid mit dem Ziel hergestellt wird, möglichst wenige Defekte zu erhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Grundschicht in Schritt a) gewachsen, wobei zumindest ein Teil der Farbzentren mittels chemischer Gasphasenabscheidung (engl. chemical vapor deposition, kurz CVD) während des Wachstums der Grundschicht erzeugt wird.

In dieser Ausführungsform wird die Grundschicht als Teil des beschriebenen

Verfahrens hergestellt. Dazu wird die Grundschicht in Schritt a) gewachsen. Das kann beispielsweise insoweit der Fall sein, als dass in Schritt a) intrinsischer Diamant gewachsen und jedenfalls in einer oberen Schicht dotiert wird. Diese Schicht ist die Grundschicht, während der übrige Diamant als das oben beschriebene Substrat aus intrinsischem Diamant angesehen werden kann. Während des Wachstums des Diamants werden einige oder alle der Farbzentren in das Material eingebettet, dass letztlich die Grundschicht bildet. Das erfolgt in der vorliegenden Ausführungsform mittels chemischer Gasphasenabscheidung. Dies eignet sich insbesondere für Stickstoff-Vakanz-Farbzentren. Für Siliziumkarbid gilt Entsprechendes.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt a) zumindest ein Teil der Farbzentren mittels Ionenimplantation (engl. ion implantation) in der Grundschicht erzeugt.

Mittels Ionenimplantation werden einige oder alle der Farbzentren in die Grundschicht eingebettet, nachdem diese gewachsen worden ist. Das Wachstum der Grundschicht kann in diesem Fall vor Beginn des Verfahrens abgeschlossen werden sein. Alternativ ist es auch in dieser Ausführungsform bevorzugt, dass die Grundschicht als Teil von Schritt a) gewachsen wird. Insoweit gilt das zur vorhergehenden Ausführungsform Beschriebene auch hier.

In dieser Ausführungsform werden einige oder alle der Farbzentren mittels Ionenimplantation in der fertigen Grundschicht erzeugt. Dies eignet sich insbesondere für Silizium-Vakanz-Farbzentren. Mittels Ionenimplantation können Farbzentren in einem an der Oberfläche der Grundschicht liegenden Bereich in die Grundschicht eingebettet werden, insbesondere an der ersten Seite der Grundschicht. Beispielsweise kann die Energie eines für die Ionenimplantation verwendeten lonenstrahls auf einige wenige 10 keV eingestellt werden, so dass Farbzentren in einer Tiefe von bis zu 200 nm von der Oberfläche der Grundschicht gebildet werden. Bei der Ionenimplantation werden Leerstellen in der Grundschicht gebildet, welche mit Silizium-Atomen oder Stickstoff-Atomen im Diamant beziehungsweise Siliziumkarbid rekombinieren und so Silizium-Vakanz-Farbzentren beziehungsweise Stickstoff- Vakanz-Farbzentren bilden. Dies wird durch erhöhte Temperatur begünstigt, so dass nach der Ionenimplantation vorzugsweise eine Ausheilung (engl. annealing) durchgeführt wird. Es ist bevorzugt, die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen miteinander zu verbinden. So kann die Grundschicht in Schritt a) gewachsen werden, wobei ein Teil der Farbzentren mittels chemischer Gasphasenabscheidung während des Wachstums der Grundschicht erzeugt wird und wobei ein weiterer Teil der Farbzentren mittels Ionenimplantation in der Grundschicht erzeugt wird, nachdem die Grundschicht gewachsen worden ist. Vorzugsweise sind die mittels chemischer Gasphasenabscheidung während des Wachstums der Grundschicht erzeugten Farbzentren Stickstoff-Vakanz-Farbzentren und die nach dem Wachstum der Grundschicht mittels Ionenimplantation erzeugten Farbzentren Silizium-Vakanz- Farbzentren oder Stickstoff-Vakanz-Farbzentren.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden für Schritt a) Art und/oder Anzahl der Farbzentren in der Grundschicht in Abhängigkeit eines gewünschten Emissionsspektrums der LED ausgewählt.

Alternativ zu der Wahl der Farbzentren können Eigenschaften des Emissionsspektrums auch durch die zwischen dem Schottky-Kontakt und dem ohmschen Kontakt angelegte elektrische Spannung und/oder über die Temperatur der LED eingestellt werden. Diese beiden Möglichkeiten zur Einstellung bestehen auch nach Fertigstellung der LED.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst Schritt b) die folgenden Unterschritte, die in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden: bl) Erzeugen des ohmschen Kontakts an einer ersten Seite der Grundschicht, b2) Erzeugen einer Wasserstoff-Passivierungs-Schicht an der ersten Seite der

Grundschicht mittels eines Wasserstoff-Plasmas, b3) Erzeugen einer Metallschicht auf der in Unterschritt b2) erzeugten Wasserstoff- Passivierungs-Schicht, wobei der Schottky-Kontakt aus der in Unterschritt b2) erzeugten Wasserstoff- Passivierungs-Schicht und der in Unterschritt b3) erzeugten Metallschicht durch Maskierung vor Unterschritt b2) und/oder durch Ätzen nach Unterschritt b3) erhalten wird. In Unterschritt b1) kann der ohmsche Kontakt beispielsweise mittels optischer Lithografie und Sputtern erzeugt werden. Beispielsweise kann der ohmsche Kontakt aus Chrom, Titanium, oder anderen Karbid formenden Metallen und Gold gebildet sein.

Unterschritt b2) erfolgt vorzugsweise in einem CVD-Reaktor. In diesem wird die Wasserstoff-Passivierungs-Schicht auf der Grundschicht erzeugt. Durch die in Unterschritt b2) herrschende Temperatur kann zudem eine Ausheilung (engl. annealing) des ohmschen Kontakts erreicht werden.

In Unterschritt b3) wird die Metallschicht auf der in Unterschritt b2) erzeugten Wasserstoff-Passivierungs-Schicht erzeugt, beispielsweise durch Metallabscheidung.

Die in Unterschritt b2) gebildete Wasserstoff-Passivierungs-Schicht und die Metallschicht bilden zusammen den Schottky-Kontakt. Vorzugsweise sind die Wasserstoff-Passivierungs-Schicht und die Metallschicht lokal begrenzt und erstrecken sich insbesondere nicht bis zu dem ohmschen Kontakt. Das kann durch Maskierung vor Unterschritt b2) und/oder durch Ätzen nach Unterschritt b3) erreicht werden. So kann vor der Erzeugung der Wasserstoff-Passivierungs-Schicht in Unterschritt b2) eine Maske auf die erste Seite der Grundschicht und auf den ohmschen Kontakt aufgebracht werden, die an der für den Schottky-Kontakt vorgesehenen Stelle eine Ausnehmung hat. Nach Unterschritt b3) kann die Maske zusammen mit der darauf gegebenenfalls gebildeten Wasserstoff-Passivierungs- Schicht und Metallschicht entfernt werden. Alternativ können die Wasserstoff- Passivierungs-Schicht und die Metallschicht ohne Maske auf die erste Seite der Grundschicht und auf den ohmschen Kontakt gewachsen werden und nach Unterschritt b3) durch Ätzen lokal so entfernt werden, dass nur der Schottky-Kontakt übrig bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Die Figur und die darin dargestellten Größenverhältnisse sind nur schematisch. Es zeigt:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße LED. Fig. 1 zeigt eine LED 1 umfassend eine Grundschicht 2 aus dotiertem Diamant mit darin eingebetteten Farbzentren 3. Bei einem Teil der Farbzentren 3 handelt es sich um Stickstoff-Vakanz-Farbzentren, die während des Wachstums der Grundschicht 2 in die Grundschicht 2 eingebettet worden sind. Diese Farbzentren 3 sind gleichmäßig in der Grundschicht 2 verteilt und in der Figur dadurch angedeutet, dass die Grundschicht 2 zusätzlich mit Bezugszeichen 3 versehen ist. Bei einem weiteren Teil der Farbzentren 3 handelt es sich um Silizium-Vakanz-Farbzentren, die nach dem Wachstum der Grundschicht 2 durch Ionenimplantation in die Grundschicht 2 implantiert worden sind. Diese sind als ein Bereich implantierten Siliziums 11 angedeutet. Weiterhin weist die LED 1 einen an die Grundschicht 2 angebundenen Schottky-Kontakt 4 und einen an die Grundschicht 2 angebundenen ohmschen Kontakt 5 auf. Zudem weist die LED 1 ein Substrat 6 aus intrinsischem Diamant auf. Der Schottky-Kontakt 4 und der ohmsche Kontakt 5 liegen an einer ersten Seite 7 an der Grundschicht 2 an; das Substrat 6 liegt an einer der ersten Seite 7 gegenüberliegenden zweiten Seite 8 an der Grundschicht 2 an. Der Schottky-Kontakt

4 ist durch eine Metallschicht 10 und eine daran anliegende Wasserstoff- Passivierungs-Schicht 9 gebildet. Die Wasserstoff-Passivierungs-Schicht 9 liegt an der Grundschicht 2 an.

Bezugszeichenliste

1 LED

2 Grundschicht 3 Farbzentren

4 Schottky-Kontakt

5 ohmscher Kontakt

6 Substrat

7 erste Seite 8 zweite Seite

9 Wasserstoff-Passivierungs-Schicht

10 Metallschicht

11 implantiertes Silizium