[發(fā)明專利]半極性平面III-氮化物半導體基發(fā)光二極管和激光二極管的氮化鋁鎵阻擋層和分離限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)(SCH)層

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180017281.6
• 申請日: 2011-04-05
• 公開（公告）號: CN102823088A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: Y-D·林;H·太田;S·納卡姆拉;S·P·德恩巴拉斯;J·S·斯派克
• 申請（專利權(quán)）人: 加利福尼亞大學董事會
• 主分類號: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;陸惠中

1.半極性平面III-氮化物半導體基光電子器件結(jié)構(gòu)，包含：

一個或多個III-氮化物器件層，所述一個或多個III-氮化物器件層包含活性層，其中所述活性層包含：

至少第一和第二含鋁(Al)量子阱阻擋層；和

半極性含銦(In)量子阱層，所述半極性含銦(In)量子阱層位于所述第一與第二含Al量子阱阻擋層之間，其中所述半極性含In量子阱層以及所述第一和第二含Al量子阱阻擋層在半極性平面上以半極性取向生成。

2.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述III-氮化物器件層進一步包含：

位于所述活性層任一側(cè)上的上含In分離限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)(SCH)層和下含In?SCH層，其中所述上和下SCH層的In組成高于不具有所述第一和第二含Al量子阱阻擋層的類似器件中的上和下SCH層的In組成。

3.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述III-氮化物器件層進一步包含：

位于所述活性層任一側(cè)上的上含In分離限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)(SCH)層和下含In?SCH層，其中所述上和下含In?SCH層的In組成大于10%。

4.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述含Al量子阱阻擋層是AlGaN，所述含In量子阱層是InGaN。

5.權(quán)利要求2所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述上和下含In?SCH層是InGaN層。

6.權(quán)利要求2所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述上含In?SCH層和下含In?SCH層中的至少一個是包含不同In組成的InGaN/GaN或InGaN/AlGaN超晶格(SL)結(jié)構(gòu)。

7.權(quán)利要求2所述的器件結(jié)構(gòu)，其中與具有較低Al組成的量子阱阻擋層相比，所述第一和第二含Al量子阱阻擋層的Al組成通過補償由所述下和上含In?SCH層引起的所述器件結(jié)構(gòu)中的應變而減少或防止由所述下和上SCH層的In組成引起的所述III-氮化物器件層中的失配位錯。

8.權(quán)利要求6所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述器件結(jié)構(gòu)是激光二極管結(jié)構(gòu)，其光學限制因子為至少3，對于20mA的驅(qū)動電流，輸出功率為至少2mW。

9.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述III-氮化物器件層一致生成，而無堆垛層錯或失配位錯。

10.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述III-氮化物器件層形成發(fā)光器件，所述活性層發(fā)射光，并且所述器件穿過所述活性層的整個頂部表面、整個底部表面或整個側(cè)壁中的一個或多個均勻地發(fā)射所述光。

11.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中與具有較低Al組成的量子阱阻擋層相比，所述第一和第二AlGaN量子阱阻擋層的Al組成通過補償由于所述量子阱中的In組成引起的應變而減少或防止由所述半極性含In量子阱中的In組成引起的所述器件結(jié)構(gòu)中的三角形暗色缺陷。

12.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述器件結(jié)構(gòu)中暗色缺陷的表面積小于100微米×100微米，密度小于~4.5×10³cm^-2。

13.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述半極性平面是20-21、11-22、30-31、30-3-1、10-1-1、(n0-n1)、(n0-n-1)平面，且n是整數(shù)，以便實現(xiàn)平面階梯式生成，并且所述III-氮化物器件層和所述量子阱結(jié)構(gòu)具有平滑的平面表面和界面。

14.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，進一步包含由兩個反射鏡界定的激光器腔，其中所述反射鏡通過干蝕刻進行蝕刻或被切割.

15.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述第一和第二含Al量子阱阻擋層中的Al百分比組成x為0<x<5%。

16.權(quán)利要求1所述的器件結(jié)構(gòu)，其中所述器件結(jié)構(gòu)形成發(fā)射綠色光的(20-21)平面激光二極管。