[發(fā)明專利]具有量子阱結構的光電子半導體本體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080042606.1
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN102498626A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設計）人: M·彼得;R·布滕戴希;瀧哲也;J·奧夫;A·瓦爾特;T·邁耶
• 申請（專利權）人: 奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司
• 主分類號: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34;H01S5/347;H01S5/343;H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜荔南;盧江

技術領域

本申請涉及一種具有量子阱結構的光電子半導體本體。

發(fā)明內容

本申請的任務是說明一種具有特別小的前向電壓的光電子半導體本體。

該任務通過根據(jù)獨立權利要求的光電子半導體本體來解決。該半導體本體的有利構型和擴展在從屬權利要求中說明。權利要求的公開內容由此明確地通過回引結合到說明書中。

說明一種光電子半導體本體。所述光電子半導體本體例如是發(fā)光二極管或激光二極管。半導體本體具有n導通層和p導通層，在它們之間布置有量子阱結構。該量子阱結構適宜地被設置用于生成輻射和/或用于接收電磁輻射，尤其是在紫外、可見和/或紅外光譜范圍中。

所述量子阱結構可以是單重量子阱結構或者是多重量子阱結構。單重量子阱結構尤其是由以下元件構成：單個的量子阱層、n側封閉層（Abschlussschicht）和p側封閉層。多重量子阱結構尤其是由以下元件構成：由多個量子阱層和至少一個阻擋層構成的層堆疊、n側封閉層和p側封閉層。

在層堆疊中，在每兩個相繼的量子阱層之間布置有與兩個量子阱層接界的阻擋層。換句話說，層堆疊是量子阱層和阻擋層的交替序列，其中該堆疊在兩側上由量子阱層封閉。該層堆疊因此包含n個量子阱層和n-1個阻擋層，其中n是大于或等于2的自然數(shù)。在一個擴展中，量子阱層的數(shù)量n小于或等于10。

各自的阻擋層尤其是具有統(tǒng)一的材料組成。換句話說，各自阻擋層的材料組成在從接界的量子阱層之一至另一接界的量子阱層的過程中尤其是保持不變。具有統(tǒng)一材料組成的阻擋層尤其是不包含不同材料組成的片段序列。

如果半導體本體具有多重量子阱結構，則n側封閉層與層堆疊和n導通層接界。p側封閉層布置在層堆疊和p導通層之間并且與層堆疊接界。優(yōu)選地，p側封閉層還與p導通層接界。

換句話說，在半導體本體具有多重量子阱結構的情況下，層堆疊這樣布置在n側封閉層與p側封閉層之間，使得在半導體本體的n側的方向上來看，n側封閉層與層堆疊的第一量子阱層接界并且p側封閉層與層堆疊的最后一個量子阱層接界。

如果半導體本體具有單重量子阱結構，則n側封閉層與單個的量子阱層和n導通層接界。p側封閉層布置在單個的量子阱層與p導通層之間并且與單個的量子阱層接界。優(yōu)選地，p側封閉層還與p導通層接界。

光電子半導體本體，尤其是至少量子阱結構、n導通層和p導通層，包含由第一成分和與第一成分不同的第二成分組成的半導體材料。在此，不必半導體本體的所有層都包含半導體材料的第一成分。但是，優(yōu)選地，該第一成分至少在一個/多個量子阱層、必要時在一個/多個阻擋層、n側封閉層和p側封閉層中包含。第二成分的組成不必在半導體本體的所有層中都相同。第二成分例如可以包含多種元素，這些元素的物質量份額在半導體本體的不同層中的第二成分中是不同的。

半導體材料例如是六邊形的化合物半導體材料。六邊形的化合物半導體材料具有六邊形的晶格結構。所述六邊形的化合物半導體材料例如是化學元素周期表的第二和第六主族元素的二價、三價和/或四價化合物。例如可以涉及以下的化合物之一：ZnO、ZnMgO、CdS、ZnCdS、MgBeO。替代地，六邊形的化合物半導體材料可以是第三和第五主族元素的二價、三價和/或四價化合物，例如是氮化合物半導體材料。這可以例如是以下的半導體結構之一：Bn、AlGaN、GaN、InAlGaN。

在此，半導體材料不必一定具有按照以上化學式之一的數(shù)學上精確的組成。更確切地說，該半導體材料可以具有一個或多個摻雜物以及附加的組分。但是出于簡單的考慮，以上化學式僅僅包含晶格的主要組分，即使當這些組分可以部分地由少量其他物質替代時也是如此。

半導體材料的第一成分的物質量份額在量子阱層的每一個中比在n側封閉層中、p側封閉層中以及可能層堆疊的一個或多個阻擋層中多。通過這種方式，尤其是實現(xiàn)了量子阱結構的帶結構，其中量子阱層區(qū)域中的量子阱結構具有比在n側封閉層、p側封閉層以及可能（一個或多個）阻擋層區(qū)域中小的帶隙。在一個構型中，所有量子阱層中的第一成分的物質量份額是同樣大的。

第一成分的物質量份額在n側封閉層中比在n導通層中大。在p側封閉層中，第一成分的物質量份額優(yōu)選比在p導通層中大。