[发明专利]半导体器件中的有效载流子注入

权利要求书

1.一种具有从宽能带隙半导体材料到窄能带隙半导体材料的有效载流子注入的半导体器件，该半导体器件包括：

具有所需能带隙的第一半导体材料；

邻近所述第一半导体材料的注入结构，所述注入结构包括：

由具有比所述第一半导体材料宽的能带隙的第二半导体材料形成的限制区域；

位于所述第一半导体材料和第二半导体材料之间并提供在所述第一半导体材料和第二半导体材料之间成分变化的过渡区，所述过渡区包括掺杂的中间结构，该掺杂的中间结构具有在所述成分变化中的变形，其中(i)所述中间结构是n掺杂并且在变形处电子亲和力低于所述限制区域的电子亲和力或者(ii)所述中间结构是p掺杂并且在所述变形处空穴亲和力高于所述限制区域的空穴亲和力。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述过渡区进一步包含邻近所述有源区域的基本未掺杂的部分。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述中间结构包含平台。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述注入结构包含选自由AlGaAs、AlGaInP、GaAsP或SiGe组成的组中的材料。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述成分变化包含Al、P或Si含量的变化并且Al、P或Si含量的变化在所述变化内提供最小的电子亲和力或者最大的空穴亲和力。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述变形在Al、P或Si含量在所述最小电子亲和力或最大空穴亲和力的20％内发生。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述变形在铝含量在所述最小电子亲和力或最大空穴亲和力的15％内发生。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述变形在铝含量是所述最小电子亲和力或最大空穴亲和力的10％内发生。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述限制区域的所述厚度在从约5nm到约100nm的范围内。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述中间结构具有在从约5nm到100nm范围的厚度。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述中间结构内的掺杂高于约5×10¹⁷/cm³。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述限制区域内的所述掺杂剂级别在约5×10¹⁷/cm³到约1×10¹⁹/cm³的范围内。

13.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，进一步包括邻近所述限制区域的分隔层并具有低于所述限制区域铝含量的铝含量。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包含有源区域并且所述第一半导体材料沉积在所述有源区域中。

15.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包含异质结双极型晶体管。

16.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述中间结构为n掺杂并且在所述变形处的所述电子亲和力低于所述限制区域的电子亲和力。

17.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述中间结构为p掺杂并且在所述变形处的所述空穴亲和力低于所述限制区域的空穴亲和力。

18.一种具有从宽能带隙半导体材料到窄能带隙半导体材料的有效电子注入的发光半导体器件，包括：

有源区域，其包括一个或多个量子阱和一个或多个量子阱势垒区；

邻近所述有源区域的注入结构，所述注入结构由包含AlGaAs的半导体材料形成，所述注入结构包含：

具有化学式Al_xGa_1-xAs的n掺杂限制区域，其中x在约0.7到约1.0范围内；以及

位于所述限制区域和所述有源区域之间的n掺杂中间结构，所述中间结构具有化学式Al_xGa_1-xAs，其中x在约0.35到约0.7范围内。