专利汇可以提供半导体异质结构及包括该半导体异质结构的发光二极管专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种应变 半导体 异质结 构(10)包括:注入区,其包括具有p型传导性的第一发射极层(11)和具有n型传导性的第二发射极层(12);以及光产生层(13),其位于第一发射极层(11)和第二发射极层(12)之间。 电子 俘获区(14)位于光产生层(13)和第二发射极层(12)之间,该电子俘获区包括邻近第二发射极层的俘获层(16)、以及邻近该电子俘获层的局限层(15)。根据本 发明 ,局限层(15)和俘获层(16)的宽度和材料选择成使俘获层(16)中电子的局域能级中的一个能级和第二发射极层(12)的导带底之间 能量 差等于光声子的能量。,下面是半导体异质结构及包括该半导体异质结构的发光二极管专利的具体信息内容。
1.一种应变半导体异质结构(10),其包括:
注入区,其包括具有p型传导性的第一发射极层(11)和具有n型传 导性的第二发射极层(12);
光产生层(13),其位于所述第一发射极层(11)和所述第二发射极 层(12)之间,所述光产生层的带隙能量小于所述第一发射极层和所述第 二发射极层的带隙能量;
电子俘获区(14),其位于所述光产生层(13)和所述第二发射极层 (12)之间,所述电子俘获区包括邻近所述第二发射极层的俘获层(16) 以及邻近所述俘获层的局限层(15),所述局限层的带隙能量大于所述光 产生层的所述带隙能量,所述俘获层的带隙能量小于所述局限层的所述带 隙能量,以及所述俘获层中电子的最低能级高于所述光产生层中电子的最 低能级;
其特征在于,
所述局限层(15)和所述俘获层(16)的宽度和材料选择成提供所述 俘获层(16)中电子的局域能级中的一个局域能级和所述第二发射极层 (12)的导带底之间的能量差等于光声子的能量。
2.根据权利要求1所述的应变半导体异质结构(10),其特征在于, 所述第二发射极层(12)中电子的浓度被调整等于以下三个部分全部相乘 得到的乘积:
所述第一发射极层(11)中空穴的浓度;
所述第二发射极层(12)中空穴的扩散系数与所述第一发射极层(11) 中电子的扩散系数的比值;及
所述第一发射极层(11)中电子的扩散长度与所述第二发射极层(12) 中空穴的扩散长度的比值。
3.根据权利要求1或2所述的应变半导体异质结构(10),其特征 在于,所述应变半导体异质结构由热电半导体材料制成;以及
所述光产生层(13)的宽度和材料选择成提供由自发热电极化引起的 内建电场具有量级等于内建压电电场的相应量级,且其方向与所述内建压 电电场的相应方向相反。
4.根据权利要求3所述的应变半导体异质结构(10),其特征在于, 实现下列条件中至少一个:
所述第一发射极层(11)包括Alx1Ga1-x1N,其中0≤x1≤1;
所述第二发射极层(12)包括Alx2Ga1-x2N,其中0≤x2≤1;
所述光产生层(13)包括Alx3Iny3Ga1-x3-y3N,其中0≤x3≤1,0≤y3≤1, 0≤x3+y3≤1;
所述局限层(15)包括Alx4Iny4Ga1-x4-y4N,其中0≤x4≤1,0≤y4≤1, 0≤x4+y4≤1;以及
所述俘获层(16)包括Alx5Iny5Ga1-x5-y5N,其中0≤x5≤1,0≤y5≤1, 0≤x5+y5≤1。
5.根据权利要求1或2所述的应变半导体异质结构(10),其特征 在于,实现下列条件中至少一个:
所述第一发射极层(11)包括Alx1Iny1Ga1-x1-y1Asa1Nb1P1-a1-b1,其中 0≤x1≤1,0≤y1≤1,0≤x1+y1≤1,以及0≤a1≤1,0≤b1≤0.1,0≤a1+b1≤1;
所述第二发射极层(12)包括Alx2Iny2Ga1-x2-y2Asa2Nb2P1-a2-b2,其中 0≤x2≤1,0≤y2≤1,0≤x2+y2≤1,以及0≤a2≤1,0≤b2≤0.1,0≤a2+b2≤1;
所述光产生层(13)包括Alx3Iny3Ga1-x3-y3Asa3Nb3P1-a3-b3,其中0≤x3≤1, 0≤y3≤1,0≤x3+y3≤1,以及0≤a3≤1,0≤b3≤0.1,0≤a3+b3≤1;
所述局限层(15)包括Alx4Iny4Ga1-x4-y4Asa4Nb4P1-a4-b4,其中0≤x4≤1, 0≤y4≤1,0≤x4+y4≤1,以及0≤a4≤1,0≤b4≤0.1,0≤a4+b4≤1;以及
所述俘获层(16)包括Alx5Iny5Ga1-x5-y5Asa5Nb5P1-a5-b5,其中0≤x5≤1, 0≤y5≤1,0≤x5+y5≤1,以及0≤a5≤1,0≤b5≤0.1,0≤a5+b5≤1。
6.根据权利要求1或2所述的应变半导体异质结构(10),其特征 在于,所述电子俘获区(14)包括介入在所述局限层(15)和所述光产生层 (13)之间的至少一对宽带隙层和窄带隙层,邻近所述局限层的层是所述 窄带隙层中的一个,所述宽带隙层的带隙能量大于所述光产生层的所述带 隙能量,所述窄带隙层的带隙能量小于所述宽带隙层的所述带隙能量,以 及所述宽带隙层和所述窄带隙层的宽度和材料选择成提供:
任何窄带隙层中电子的最低能级高于所述光产生层(13)中电子的最 低能级,低于所述俘获层(16)中电子的最低能级,以及低于位于所考虑 的窄带隙层和所述局限层(15)之间的所述窄带隙层中电子的最低能级; 以及
邻近所述局限层的窄带隙层中电子的最低局域能级和所述俘获层 (16)中电子的最低局域能级间的能量差等于光声子的能量。
7.根据权利要求6所述的应变半导体异质结构(10),其特征在于, 所述应变半导体异质结构由热电半导体材料构成;以及
所述光产生层(13)的宽度和材料选择成提供由自发压电极化引起的 内建电场具有量级等于内建压电电场的相应量级,且其方向与所述内建压 电电场的相应方向相反。
8.根据权利要求7所述的应变半导体异质结构(10),其特征在于, 实现下列条件中至少一个:
所述第一发射极层(11)包括Alx1Ga1-x1N,其中0≤x1≤1;
所述第二发射极层(12)包括Alx2Ga1-x2N,其中0≤x2≤1;
所述光产生层(13)包括Alx3Iny3Ga1-x3-y3N,其中0≤x3≤1,0≤y3≤1, 0≤x3+y3≤1;
所述局限层(15)包括Alx4Iny4Ga1-x4-y4N,其中0≤x4≤1,0≤y4≤1, 0≤x4+y4≤1;
所述俘获层(16)包括Alx5Iny5Ga1-x5-y5N,其中0≤x5≤1,0≤y5≤1, 0≤x5+y5≤1;以及
宽带隙层和窄带隙层的所述对包括交互的AlmiInniGal-mi-niN宽带 隙层和AlkiInliGa1-ki-liN窄带隙层,其中,i列举对数,0≤mi≤1,0≤ni≤1, 0≤mi+ni≤1,0≤ki≤1,0≤li≤1,0≤ki+li≤1。
9.根据权利要求4或8所述的应变半导体异质结构(10),其特征 在于
邻近于所述第二发射极层(12)增加n型传导性的额外低电阻率区 (17),所述额外低电阻率区包括由多对交互的AlxGa1-xN层和AlyGa1-yN 层构成的横向电流输运超晶格,其中0≤x≤1以及0≤y≤1。
10.根据权利要求6所述的应变半导体异质结构(10),其特征在于, 实现下列条件中至少一个:
所述第一发射极层(11)包括Alx1Iny1Ga1-x1-y1Asa1Nb1P1-a1-b1,其中 0≤x1≤1,0≤y1≤1,0≤x1+y1≤1,以及0≤a1≤1,0≤b1≤0.1,0≤a1+b1≤1;
所述第二发射极层(12)包括Alx2Iny2Ga1-x2-y2Asa2Nb2P1-a2-b2,其中 0≤x2≤1,0≤y2≤1,0≤x2+y2≤1,以及0≤a2≤1,0≤b2≤0.1,0≤a2+b2≤1;
所述光产生层(13)包括Alx3Iny3Ga1-x3-y3Asa3Nb3P1-a3-b3,其中0≤x3≤1, 0≤y3≤1,0≤x3+y3≤1,以及0≤a3≤1,0≤b3≤0.1,0≤a3+b3≤1;
所述局限层(15)包括Alx4Iny4Ga1-x4-y4Asa4Nb4P1-a4-b4,其中0≤x4≤1, 0≤y4≤1,0≤x4+y4≤1,以及0≤a4≤1,0≤b4≤0.1,0≤a4+b4≤1;
所述俘获层(16)包括Alx5Iny5Ga1-x5-y5Asa5Nb5P1-a5-b5,其中0≤x5≤1, 0≤y5≤1,0≤x5+y5≤1,以及0≤a5≤1,0≤b5≤0.1,0≤a5+b5≤1;以及
所述多对宽带隙层和窄带隙层包括交互的AlmiInniGa1-mi-niAspiNqiP1-pi-qi 宽带隙层和AlkiInliGa1-ki-liAsriNsiP1-ri-si窄带隙层,其中i列举对数,0≤mi≤1, 0≤ni≤1,0≤mi+ni≤1,以及0≤pi≤1,0≤qi≤0.1,0≤pi+qi≤1,0≤ki≤1, 0≤li≤1,0≤ki+li≤1,0≤ri≤1,0≤si≤0.1,0≤ri+si≤1。
11.一种发光二极管,其包括根据权利要求1、2、4、7、8或10所 述的应变半导体异质结构。
12.一种发光二极管,其包括根据权利要求3所述的应变半导体异质 结构。
13.一种发光二极管,其包括根据权利要求5所述的应变半导体异质 结构。
14.一种发光二极管,其包括根据权利要求6所述的应变半导体异质 结构。
15.一种发光二极管,其包括根据权利要求9所述的应变半导体异质 结构。
16.一种发光二极管,其包括根据权利要求5所述的应变半导体异质 结构,其特征在于,
所述应变半导体异质结构生长在其材料是从GaP、GaAs、InP组成的 组中选择的衬底上;以及
所述第一发射极层(11)和所述第二发射极层(12)的材料选择成向 所述衬底提供晶格匹配。
17.一种发光二极管,其包括根据权利要求10所述的应变半导体异 质结构,其特征在于,
所述应变半导体异质结构生长在其材料是从GaP、GaAs、InP组成的 组中选择的衬底上;以及
所述第一发射极层(11)和所述第二发射极层(12)的材料选择成向 所述衬底提供晶格匹配。
本发明涉及一种用于发光器件的半导体异质结构,具体地,涉及一种 由晶格失配半导体材料构成的结构。该异质结构包括由两个发射极组成的 注入区、光产生层(light generation layer)、以及电子俘获区。更具体地, 该异质结构可以由热电材料制成,具体地,由第三族金属及其合金的氮化 物制成。该异质结构还可以由包括第三族金属的砷化物以及磷化物的氮制 成。
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