[發(fā)明專利]一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)及三極發(fā)光芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010535446.X
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111834502B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭太良;吳朝興;張永愛;周雄圖;王堃;劉曄
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué);閩都創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/40;H01L33/12;H01L33/06;G09F9/33;G09G3/32
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

1.一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括從下到上依次設(shè)置的襯底、緩沖層和半導(dǎo)體層；所述半導(dǎo)體層包括依次堆疊的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第三型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第四半導(dǎo)體層；所述緩沖層緊鄰第一半導(dǎo)體層或第四半導(dǎo)體層；

所述第一半導(dǎo)體層摻雜濃度比所述第二半導(dǎo)體層的摻雜濃度高1至5個數(shù)量級；

還包括從第一半導(dǎo)體層引出的第一接觸電極、從第二半導(dǎo)體層引出的第二接觸電極和從第四半導(dǎo)體層引出的透明第三接觸電極；

所述的第一接觸電極、第二接觸電極、第三接觸電極分別和第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層形成歐姆接觸；

當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層、第三型半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層時，施加在第一接觸電極和第二接觸電極之間的電壓信號為正極性，即第二接觸電極的電位高于第一接觸電極的電位；施加在第一接觸電極和第三接觸電極之間的電壓為正極性，即第三接觸電極的電位高于第一接觸電極的電位；當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層、第三型半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層時，施加在第一接觸電極和第二接觸電極之間的電壓信號為負(fù)極性，即第二接觸電極的電位低于第一接觸電極的電位；施加在第一接觸電極和第三接觸電極之間的電壓為負(fù)極性，即第三接觸電極的電位低于第一接觸電極的電位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的第一半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層、第三型半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層；或者第一半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層、第三型半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的第一、第三、第四半導(dǎo)體層的主體材料包括但不限于GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe無機(jī)半導(dǎo)體材料，CuPc、Alq3有機(jī)半導(dǎo)體材料；所述的第二半導(dǎo)體層的主體材料包括但不限于三維材料GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe，二維材料石墨烯、二維黑磷、二維MoS₂、CNT網(wǎng)絡(luò)，有機(jī)半導(dǎo)體材料CuPc、Alq3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述發(fā)光層包括不限于多量子阱有源層及用以提高載流子復(fù)合效率的功能層，具有發(fā)光功能的有機(jī)薄膜及用于提高載流子復(fù)合效率的功能層，具有發(fā)光功能的納米材料薄膜及用于提高載流子復(fù)合效率的功能層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第二半導(dǎo)體層的厚度為0.0005μm至2μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三極發(fā)光管外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一半導(dǎo)體層的厚度為0.5μm至5μm，所述第三型 半導(dǎo)體層的厚度為0.5μm至5μm，所述第四半導(dǎo)體層的厚度為10nm至2000nm。