[发明专利]非极性和半极性绿光发光器件中的空穴阻挡层

权利要求书

1.一种发光器件，包括内插在所述器件的n型和p型侧之间的有源区域以及内插在所述器件的所述有源区域和所述n型侧之间的空穴阻挡层，其中：

所述器件的所述n型和p型侧包括III族氮化物（III-N）半导体化合物；

所述有源区域包括有源MQW结构并且被配置成用于光谱的绿光部分内的光子的电泵浦受激发射；

所述发光器件的所述n型侧包括n掺杂的半导体区域；

所述发光器件的所述p型侧包括p掺杂的半导体区域；

所述n掺杂的半导体区域包括n掺杂的非极性或n掺杂的半极性衬底；

所述空穴阻挡层（HBL）包括n掺杂的半导体材料并且内插在所述非极性或半极性衬底和所述有源区域之间；

所述有源区域的有源MQW结构包括与多个量子阱势垒层交替接续的多个纳米级量子阱；以及

HBL组成的特征是带隙比所述量子阱势垒层的带隙宽。

2.如权利要求1所述的发光器件，其中：

所述n掺杂的HBL的特征是掺杂剂密度在3x10¹⁷cm^-3和1x10¹⁹cm^-3之间；并且

所述n掺杂的半导体区域的特征是平均掺杂剂密度在3x10¹⁷cm^-3和3x10¹⁸cm^-3之间。

3.如权利要求1所述的发光器件，其中：

所述n掺杂的HBL的特征是掺杂剂密度小于1x10²⁰cm^-3；以及

所述n掺杂的半导体区域的特征是平均掺杂剂密度小于1x10¹⁹cm^-3。

4.如权利要求1至3之一所述的发光器件，其中：

所述HBL、所述有源MQW结构以及所述HBL和所述有源MQW结构之间的任何区域的缺陷密度对于穿透位错低于1x10⁶cm^-2并且对于面内错配位错低于1x10³cm^-1；以及

所述n掺杂的半导体区域的面内错配位错的缺陷密度大于所述HBL、所述有源MQW结构以及所述HBL和所述有源MQW结构之间的任何区域的面内错配位错的缺陷密度。

5.如权利要求4所述的发光器件，其中，所述n掺杂的半导体区域的面内错配位错的缺陷密度是所述HBL、所述有源MQW结构以及所述HBL和所述有源MQW结构之间的任何区域的面内错配位错的缺陷密度的大小的至少两倍。

6.如权利要求4所述的发光器件，其中，所述n掺杂的半导体区域的面内错配位错的缺陷密度比所述HBL、所述有源MQW结构以及所述HBL和所述有源MQW结构之间的任何区域的面内错配位错的缺陷密度大至少量级。

7.如权利要求1至6之一所述的发光器件，其中，所述n掺杂的半导体区域的缺陷密度对于穿透位错在1x10²cm^-2和1x10⁶cm^-2之间并且对于面内错配位错低于2x10⁶cm^-1。

8.如权利要求1至7之一所述的发光器件，其中：

所述发光器件是激光二极管；

所述激光二极管的n掺杂的半导体区域是内插在所述非极性或半极性衬底和所述n掺杂的空穴阻挡层之间的n掺杂的波导层；

所述激光二极管的n掺杂的半导体区域进一步包括内插在所述n掺杂的波导层和所述非极性或半极性衬底之间的n掺杂的覆层；以及

所述有源区域、波导层、以及覆层被形成为所述非极性或半极性衬底的非极性或半极性晶体生长面上的多层激光二极管，从而使得所述波导层引导来自所述有源区域的光子受激发射，并且所述覆层促进所发射的光子在所述波导层中传播。

9.如权利要求8所述的发光器件，其中，所述n掺杂的波导层的面内错配位错的缺陷密度是所述HBL、所述有源MQW结构以及所述HBL和所述有源MQW结构之间的任何区域的面内错配位错的缺陷密度的大小的至少两倍。