[发明专利]用于与LED结合使用的重发光半导体载流子器件及其制造方法

说明书

本专利申请涉及下述美国专利申请：美国专利申请No.61/175,640“Re-Emitting Semiconductor Construction With Enhanced Extraction Efficiency”(提取效率提高的重发光半导体构造)(代理人案卷号64759US002)；和美国专利申请No.61/175,632“Semiconductor Devices Grown on Indium-Containing Substrates Utilizing Indium Depletion Mechanisms”(利用铟耗尽机理在含铟基底上生长的半导体器件)(代理人案卷号65434US002)，该专利申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及固态半导体光源以及有关器件、系统和方法。

发明背景

已知有许多种半导体器件及其制备方法。这些器件中的一些被设计为发射光，例如可见光或近可见光(如紫外光或近红外光)。实例包括发光二极管(LED)和激光二极管。另一个实例为重发射半导体构造(RSC)。

与LED不同，RSC不需要得自外部电子电路的驱动电流以便发射光。相反，RSC通过在RSC的有源区中吸收第一波长λ₁的光来产生电子空穴对。这些电子和空穴随后在有源区中的势阱内重新结合，以发射不同于第一波长λ₁的第二波长λ₂以及任选其他波长λ₂、λ₃等的光，这取决于势阱数及其设计特征。第一波长λ₁的引发辐射或“泵浦光”通常由耦合至RSC的蓝光、紫光或紫外光发射LED提供。示例性的RSC器件、其构造方法以及相关器件和方法可见于(如)美国专利7,402,831(Miller等人)、美国专利申请公开US 2007/0284565(Leatherdale等人)和US 2007/0290190(Haase等人)、PCT公开WO 2009/048704(Kelley等人)、以及提交于2008年6月26日的待审的美国专利申请序列号61/075,918“Semiconductor Light Converting Construction”(半导体光转换构造)(代理人案卷号64395US002)，上述全部专利均以引用方式并入本文。

当本文中提及特定波长的光时，读者将会理解，所提及的光具有其峰值波长位于特定波长处的光谱。

垂直腔体发射激光器(VCSEL)(可视为RSC型)为被设计用于发射光的半导体器件的另一个实例。VCSEL将泵浦光源(例如包括氮气的III-V基泵浦光源)发射的第一波长的光的至少一部分转换成第二波长的至少部分相干光。VCSEL包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜形成光学腔体，以用于第二波长的光。第一反射镜在第二波长下为显著反射性的，并且包括第一多层叠件。第二反射镜在第一波长下为显著透射性的，并且在第二波长下为部分反射性和部分透射性的。第二反射镜包括第二多层叠件。VCSEL还包括半导体多层叠件，半导体多层叠件设置在第一反射镜和第二反射镜之间，并且将第一波长的光的至少一部分转换成第二波长的光。半导体多层叠件包括量子阱，所述量子阱含有Cd(Mg)ZnSe合金。参见待审的美国专利申请序列号61/094,270“Diode-Pumped Light Source”(二极管泵浦光源)(代理人案卷号64116US002)，该专利申请于2008年9月4日提交，并以引用方式并入本文。

论述