[发明专利]光电子半导体芯片

说明书

本申请是申请日为2006年7月28日，申请号为200680027451.8、发明名称为“光电子器件、光电子半导体芯片及其制造方法”且申请人为奥斯兰姆奥托普半导体责任有限公司的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光电子半导体芯片。

背景技术

出版物US 2003/0085409A1描述了一种光电子半导体芯片。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有改进的效率的光电子半导体芯片。

根据光电子半导体芯片的至少一种实施形式，该光电子半导体芯片具有p掺杂的阻挡层，用于半导体芯片的有源区。朝生长方向看，该阻挡层设置在有源区之前。也就是说，从半导体芯片的生长衬底看，首先是用于有源区的p掺杂阻挡层，接着是有源区。p掺杂的阻挡层(限制层)由此在空间上比有源区更靠近生长衬底地设置。p掺杂的阻挡层优选是用于有源区的p阻挡层。p掺杂的阻挡层可以包括多个p掺杂的材料的单层。

根据光电子半导体芯片的至少一种实施形式，半导体芯片的有源区在生长方向上设置在p掺杂的阻挡层之后。优选地，有源区适于产生辐射。也就是说，如果电流被注入半导体芯片，则在有源区中通过载流子的复合产生电磁辐射，该电磁辐射至少部分离开半导体芯片。在此，有源区优选通过顺序的层来提供。

根据光电子半导体芯片的至少一种实施形式，有源区基于六方结构的化合物半导体。

在本文的上下文中，这意味着，有源区或者有源区中的至少一个层包括六方结构的化合物半导体。也就是说，至少有源区具有六方结构的栅格结构。例如，整个光电子半导体芯片因此基于六方结构的化合物半导体。也就是说，半导体芯片的半导体材料具有六方结构的栅格结构。

六方结构的化合物半导体例如是由化学元素周期表的II和VI主族元素的二元化合物、三元化合物和/或四元化合物构成的半导体结构。例如，可以是以下化合物：ZnO、ZnMgO、CdS、ZnCdS、MgBeO。此外，六方结构的化合物半导体可以是由III主族元素与氮化物的二元化合物、三元化合物和/或四元化合物构成的半导体结构。例如，可以是以下半导体结构：BN、AlGaN、GaN、AlGaInN或者其它III-V化合物。

在此，有源区中的化合物半导体材料并非一定必须具有按照上面式子中之一的在数学上精确的组成。更准确地说，它可以具有一种或者多种掺杂材料以及附加的组成成分，它们基本上不改变材料的典型的物理特性。然而，出于简单的原因，上面的式子仅仅包含晶格的主要组成成分，即使这些组成成分还可部分地被少量其它材料所代替。

根据光电子半导体芯片的至少一种实施形式，有源区的n掺杂的阻挡层在生长方向上设置在有源区之后。也就是说，n掺杂的阻挡层在生长方向上跟随在有源区之后。n掺杂的阻挡层由此在空间上比有源区距生长衬底更远。n掺杂的阻挡层优选地包括多个n掺杂材料的单层。n掺杂的阻挡层是用于有源区的阻挡层。

根据光电子半导体芯片的至少一种实施形式，半导体芯片在生长方向上具有以下顺序的区域：用于有源区的p掺杂的阻挡层；适于产生电磁辐射的并基于六方结构的化合物半导体的有源区；以及用于有源区的n掺杂的阻挡层。也就是说，朝着生长方向上看，用于有源区的p阻挡层跟随在有源区之后，用于有源区的n阻挡层又跟随该有源区。在此，p和n阻挡层限制有源区中的载流子。优选的是，生长方向平行于半导体芯片的结晶学c轴。

根据光电子半导体芯片的至少一种实施形式，有源区基于III-V-半导体材料系In_yGa_1-x-yAl_xN，其中0≤x≤1，0≤y≤1且x+y≤1。

在本文的上下文中，这意味着，有源区或者有源区的至少一个层包括氮化物-III/V-化合物半导体材料，优选In_yGa_1-x-yAl_xN，其中0≤x≤1，0≤y≤1且x+y≤1。在此，该材料并非一定必须具有按照上面的式子的在数学上精确的组成。更准确地说，它可以具有一种或者多种掺杂材料以及附加的组成成分，它们基本上不改变In_yGa_1-x-yAl_xN材料的典型的物理特性。然而，出于简单的原因，上面的式子仅仅包含晶格的主要组成成分，如Al，Ga，In，N，即使这些组成成分还部分可被少量其它材料所代替。