[发明专利]发光和激光作用半导体装置和方法

权利要求书

1.一种用于改进发光晶体管的操作的方法，其包括以下步骤：

提供发光晶体管，其包含发射极、基极和集极半导体区，和所述基极区内的量子大小区，所述基极区包括所述量子大小区的发射极侧上的第一基极子区，和所述量子大小区的集极侧上的第二基极子区；以及

向所述第一和第二基极子区提供不对称带结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述向所述第一和第二基极子区提供不对称带结构的步骤包括向所述第一基极子区提供比所述第二基极子区的半导体材料高的带隙的半导体材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述向所述第一基极子区提供比所述第二基极子区的半导体材料高的带隙的半导体材料的步骤包含向所述第一基极子区提供分级带隙半导体材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述向所述第一基极子区提供分级带隙半导体材料的步骤包括向所述第一基极子区提供经分级而在所述发射极的方向上具有逐渐增加的带隙的材料。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述向所述第一基极子区提供比所述第二基极子区的半导体材料高的带隙的半导体材料的步骤包含向所述第一基极子区提供阶梯状带隙半导体材料。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述向所述第一基极子区提供比所述第二基极子区的半导体材料高的带隙的半导体材料的步骤包含向所述第一基极子区提供分级且阶梯状带隙半导体材料。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其中所述在所述基极区内提供量子大小区的步骤包括在所述基极区内提供至少一个量子阱。

8.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其中所述在所述基极区内提供量子大小区的步骤包括在所述基极区内提供至少一个量子点层。

9.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其中所述在所述基极区内提供量子大小区的步骤包括提供具有单个能量状态的至少一个浅量子阱。

10.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其进一步包括提供封围所述基极区的至少一部分的光学腔。

11.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其进一步包括提供封围所述基极区的至少一部分的光学共振腔，且其中所述发光晶体管是晶体管激光器。

12.一种半导体发光装置，其包括：

异质结双极型发光晶体管，其具有位于发射极区与集极区之间的基极区；

发射极电极、基极电极和集极电极，其分别用于使电信号与所述发射极区、基极区和集极区耦合；以及

位于所述基极区中的量子大小区；

所述基极区包含位于所述量子大小区的发射极侧上的第一基极子区，和位于所述量子大小区的集极侧上的第二基极子区；且

所述第一和第二基极子区具有不对称带结构。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述第一基极子区包括相对较高的带隙的半导体材料，且所述第二基极子区包括相对较低的带隙的半导体材料；借此减少从所述量子大小区朝所述发射极区的载流子再热化。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一基极子区包括分级带隙半导体材料。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述分级带隙半导体材料经分级而在所述发射极的方向上具有逐渐增加的带隙。

16.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一基极子区包括阶梯状带隙半导体材料。

17.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一基极子区包括分级且阶梯状带隙半导体材料。

18.根据权利要求12到17中任一权利要求所述的装置，其中所述基极区内的所述量子大小区包括所述基极区内的至少一个量子阱。

19.根据权利要求12到17中任一权利要求所述的装置，其中所述基极区内的所述量子大小区包括所述基极区内的至少一个量子点层。

20.根据权利要求12到17中任一权利要求所述的装置，其进一步包括封围所述基极区的至少一部分的光学共振腔，且其中所述发光晶体管是晶体管激光器。