[发明专利]具有吸收层的发光半导体器件

说明书

技术领域

本发明设计一种发射辐射的半导体器件。

背景技术

对于不同的应用而言，如下发射辐射的半导体器件，例如发光二极管是所期望的，所述半导体器件在红外光谱范围中发射辐射。已表明：在近红外、例如在850nm的发射波长下发射辐射的器件中能够具有短波的辐射份额，所述短波的辐射份额还是能够由人眼感觉到的。为了避免这种辐射份额，将被放射的辐射的峰值波长朝更大的波长移动。然而，常规的硅检测器的灵敏度对于850nm之上的波长而言下降，使得难以检测该波长之上的辐射。

发明内容

本发明的目的是：提出一种半导体器件，所述半导体器件的所发射的辐射可简单地检测并且同时人眼不能够感觉到。

该目的尤其通过根据权利要求1的半导体器件来实现。其他的设计方案和有利方案是从属权利要求的主题。

根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列。半导体层序列包括设置用于产生辐射的、尤其用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域。在有疑问的情况下将近红外光谱范围理解为波长在0.78μm和1.5μm之间的范围，其中包括边界值。优选地，峰值波长位于830nm和920nm之间、尤其优选位于830nm和860nm之间，其中包括边界值。

在垂直于半导体本体的半导体层序列的主延伸平面伸展的竖直方向上，半导体本体例如在辐射出射面和与辐射出射面相对置的后侧之间延伸。发射辐射的半导体器件例如具有载体，在所述载体上设置有半导体本体。

半导体本体例如具有第一半导体区域，所述第一半导体区域在辐射出射面和有源区域之间延伸。此外，半导体本体例如具有第二半导体区域，所述第二半导体区域在有源区域和后侧之间延伸。第一半导体区域和第二半导体区域适当地至少在邻接于有源区域的区域中关于传导类型彼此不同，使得有源区域位于pn结中。

例如，第一半导体区域至少局部是n型的而第二半导体区域至少局部是p型的或者相反。第一半导体区域和第二半导体区域尤其没有有源区域。

根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体本体具有吸收区域。也就是说，吸收区域是半导体本体的一部分。特别地，在吸收区域和有源区域之间仅存在半导体本体的半导体材料。吸收区域尤其设置用于至少部分地吸收具有如下极限波长的短波的辐射份额，所述极限波长小于由有源区域发射的辐射的峰值波长。

也就是说，具有小于或等于极限波长的波长的辐射至少部分地被吸收。吸收区域适当地构成为，使得具有峰值波长的辐射的吸收系数为具有极限波长的辐射的吸收系数的至多50％、优选至多20％、最优选10％。

极限波长和峰值波长之间的间距例如为至少20nm并且至多100nm。

在发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式中，半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列，其中半导体层序列具有设置用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域和吸收区域，其中吸收区域至少部分地吸收具有如下极限波长的短波的辐射份额，所述极限波长小于峰值波长。

也就是说，发射辐射的半导体器件具有集成到半导体本体中的吸收区域，所述吸收区域至少部分地吸收短波的、尤其对于人眼而言可见的辐射份额。也就是说，可见光谱范围中的所不期望的辐射份额借助于吸收区域至少被抑制到这种程度，使得该辐射份额不再能够由人眼感觉到。借助于这种吸收区域即使在离人眼的感觉极限相对近的峰值波长中、例如在850nm的峰值波长中也能够避免人眼能够感觉到短波的辐射份额。也就是说，发射辐射的半导体器件能够相对简单地提供可检测的辐射，例如可借助于常规的硅检测器提供可检测的辐射，而不出现在可见光谱范围中的干扰性的辐射份额。能够弃用用于抑制这种可见的光谱份额的施加在半导体本体之外的滤波元件或滤波层。特别地，吸收区域在例如外延沉积半导体本体的半导体层时就已经构成。

根据半导体器件的至少一个实施方式，用于具有极限波长的辐射的吸收区域具有至少5000/cm、优选至少10000/cm的吸收系数。在吸收系数为10000/cm的情况下，厚度为100nm的层例如使得射到其上的辐射在简单地垂直横越时引起所述辐射的10％消光。由于半导体材料的相对高的折射率，在有源区域中产生的辐射通常在辐射从半导体本体中射出之前多次穿过半导体本体进而也穿过吸收区域。也就是说，通过集成到半导体本体中的吸收区域，即使在例如100nm的极其小的厚度中也能够实现对可见光谱范围中的所不期望的辐射份额的有效吸收，而在此不显著地损害具有峰值波长的辐射。