[發(fā)明專利]半導(dǎo)體紫外光源器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310168605.7
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103311388A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張劍平;高英
• 申請（專利權(quán)）人: 青島杰生電氣有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 劉曉

1.一種半導(dǎo)體紫外光源器件，所述器件的外延結(jié)構(gòu)包括：至少一個N-型層、至少一個P-型層和至少一個發(fā)光區(qū)，所述發(fā)光區(qū)在所述N-型層和所述P-型層之間且包含至少一個量子阱，所述量子阱至少被量子壘所包裹，其特征在于：所述器件的外延結(jié)構(gòu)還至少包含一正離子區(qū)于所述發(fā)光區(qū)一側(cè)；一負(fù)離子區(qū)于所述發(fā)光區(qū)另一側(cè)，所述正離子區(qū)與負(fù)離子區(qū)產(chǎn)生的外加電場抵消或減小量子阱中的極化電場。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于，所述正離子區(qū)是重?fù)焦杌蜴N的AlInGaN或AlGaN外延區(qū)。

3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于，所述正離子區(qū)是重?fù)焦杌蜴N的異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延區(qū)。

4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)焦杌蜴N是在異質(zhì)結(jié)構(gòu)的寬能帶區(qū)域進(jìn)行,?且所述異質(zhì)結(jié)的寬能帶區(qū)與所述異質(zhì)結(jié)的窄能帶區(qū)的Al組份差至少是10%。

5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于，所述正離子區(qū)是重?fù)焦杌蜴N的超晶格外延區(qū)。

6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)焦杌蜴N是在超晶格的寬能帶區(qū)域進(jìn)行，且所述超晶格的寬能帶區(qū)與所述超晶格的窄能帶區(qū)的Al組份差至少是10%。

7.如權(quán)利要求1-6所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)焦杌蜴N的摻雜濃度是5×10^18?cm^-3至2×10¹⁹?cm^-3。

8.如權(quán)利要求1-6所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)焦杌蛘哝N的正離子區(qū)的厚度是10?nm至200?nm。

9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于，所述負(fù)離子區(qū)是重?fù)芥V的AlInGaN或AlGaN外延區(qū)。

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于，所述負(fù)離子區(qū)是重?fù)芥V的異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延區(qū)。

11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)芥V是在異質(zhì)結(jié)構(gòu)的寬能帶區(qū)域進(jìn)行，且所述異質(zhì)結(jié)的寬能帶區(qū)與所述異質(zhì)結(jié)的窄能帶區(qū)的Al組份差至少是10%。

12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于，所述負(fù)離子區(qū)是重?fù)芥V的超晶格外延區(qū)。

13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)芥V是在超晶格的寬能帶區(qū)域進(jìn)行，且所述超晶格的寬能帶區(qū)與所述超晶格的窄能帶區(qū)的Al組份差至少是10%。

14.如權(quán)利要求9-13所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)芥V的摻雜濃度是2×10¹⁹?cm^-3至5×10²⁰?cm^-3。

15.如權(quán)利要求9-13所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述重?fù)芥V的負(fù)離子區(qū)的厚度是?10?nm至100?nm。

16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述量子阱和所述量子壘的Al組份在外延生長方向上存在組份梯度，所述量子阱和所述量子壘在外延生長方向上的Al組份梯度方向相反。

17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述量子阱含的Al組份沿外延生長方向增加，所述量子壘的Al組份沿外延生長方向減少。

18.如權(quán)利要求16或17所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述量子阱含有1%-70%的Al組份，所述量子壘含有5%-85%的Al組份。

19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體紫外光源器件，其特征在于：所述量子阱含的鋁組份沿外延生長方向線性增加，梯度范圍在0.6%/納米至12%/納米，所述量子壘的鋁組份沿外延生長方向線性減少，梯度范圍在-0.1%/納米至-2%/納米。