[发明专利]具有包含InGaN的有源区的发光二极管半导体结构体

说明书

技术领域

本公开涉及半导体结构体和由具有包含InGaN的有源区的此类半导体结构体制造的发光器件、制造此类发光器件的方法以及包含此类发光器件的装置。

背景技术

如发光二极管(LED)等发光器件是对阳极和阴极之间的LED有源区施加电压时发射可见光形式的电磁辐射的电子器件。LED通常包含一个或多个半导体材料层，在所述半导体材料层中由阳极供给的电子和由阴极供给的空穴进行复合。随着电子和空穴在LED有源区内复合，能量以从LED有源区发出的光子的形式释放。

可将LED制造为包含大范围不同类型的半导体材料，其包括例如III-V族半导体材料和II-V族半导体材料。从任何特定LED发出的光的波长是电子与空穴复合时所释放的能量的函数。因此，从LED发出的光的波长是电子能级与空穴能级之间的相对能量差的函数。电子能级和空穴能级至少部分地是以下参数的函数：半导体材料组成、掺杂类型和浓度、半导体材料的构造(即，晶体结构和取向)以及其中发生电子和空穴复合的半导体材料的品质。因此，通过选择性地定制LED内半导体材料的组成和构造，可以选择性地定制LED发出的光的波长。

本领域已知可制造包含如III族氮化物材料等III-V族半导体材料的LED。已知此类III族氮化物LED能够发射电磁辐射光谱的蓝色和绿色可见区的辐射，且已知其能够以相对较高的功率和光度(luminosity)工作。

发明内容

提供此发明内容部分来以简化形式介绍一部分概念集合。这些概念将在下文公开的示例性实施方式的具体描述中进一步详细描述。本发明内容部分并非意在指定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非意在用来限制所要求保护的主题的范围。

在某些实施方式中，本公开包括一种半导体结构体，其包含基体层、设置在所述基体层上的有源区、电子阻挡层、p-型In_pGa_1-pN主体层和p-型In_cGa_1-cN接触层。所述有源区包含多个InGaN层，所述多个InGaN层包括至少一个包含In_wGa_1-wN的阱层和至少一个包含In_bGa_1-bN的屏蔽层，其中0.10≤w≤0.40，0.01≤b≤0.10。所述电子阻挡层设置在所述有源区上的与所述基体层相对的一侧。所述电子阻挡层包含In_eGa_1-eN，其中0.00≤e≤0.02。p-型In_pGa_1-pN主体层设置在所述电子阻挡层上，并且所述In_pGa_1-pN主体层中0.01≤p≤0.08。p-型In_cGa_1-cN接触层设置在所述p-型In_pGa_1-pN主体层上，并且In_cGa_1-cN接触层中0.00≤c≤0.10。

在另一些实施方式中，本公开包括由所述半导体结构体制造的发光器件。

例如，在一些实施方式中，本公开包括一种发光器件，所述发光器件包含基体层、设置在所述基体层上的有源区、设置在所述有源区上的电子阻挡层、设置在所述电子阻挡层上的p-型In_pGa_1-pN主体层和设置在所述p-型In_pGa_1-pN主体层上的p-型In_cGa_1-cN接触层。所述有源区包括多个InGaN层，所述多个InGaN层包含至少一个InGaN阱层和直接设置在所述至少一个阱层上的至少一个InGaN屏蔽层。所述发光器件的临界应变能可以为约1800以下。