[发明专利]发光二极管‑半导体元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求书1的前序部分的发光二极管-半导体元件。

背景技术

由DE 102007057674A1、DE 10211531B4、US 8330174B2、US 7151307已知发光二极管-半导体元件。此外，由Y,Yu等人所著的《Vaccum69(2003)，489-493》、由M.D’Hondt等人所著的《Journal of Crystal 195，(1998)，655-639》和由H.Jifang等人所著的《Journal of Semiconductor 2011，32(4)》已知另外的发光二极管结构。

在该背景下本发明的任务在于，说明一种扩展现有技术的装置。

发明内容

所述任务通过具有权利要求书1的特征的发光二极管-半导体元件解决。本发明的有利的构型是从属权利要求的主题。

根据本发明的主题，提供一种发光二极管-半导体元件，其具有n型掺杂的衬底层、n型掺杂的第一外套层、主动层、p型掺杂的第二外套层、p型掺杂的电流扩张层、p型掺杂的接触层，其中，所述外套层设置在所述衬底层上，其中，所述主动层包括发光层并且设置在所述第一外套层上，其中，所述第二外套层设置在所述主动层上，其中，所述电流扩张层设置在所述第二外套层上，其中，所述p型掺杂的接触层设置在所述电流扩张层上，其中，所述p型掺杂的接触层由含铝层组成并且具有碳作为掺杂物。显然，对于商业上通用的发光二极管，所述层状结构通常封装并且设有电连接端。此外应注意，以令人惊讶的方式通过提高最上层的铝含量也可以增加碳掺杂并且在此改善元件特性。

按照本发明的装置的一个优点是，通过按照本发明的构型提高发光效率并且降低发光二极管的正向电压。由此提高效率并且简化制造。此外，降低了制造成本。

在一种扩展方案中，在接触层中铝浓度比在所述电流扩张层中更大地构造。接触层优选由Al_xGa_1-xAs组成并在此具有x>0.1的铝含量。

在一种实施方式中，接触层的碳浓度大于2.5x10¹⁹。研究表明，接触层的厚度小于100nm是足够的。特别有利地，当设置在衬底层上的外套层和所述电流扩张层分别包括AlGaAs化合物时，能够使用按照本发明的构型。特别有利的是，衬底层包括锗或GaAs或者由锗或GaAs组成。显然，分别对衬底层进行掺杂。衬底层优选n型掺杂。

在一种扩展方案中，发光层如此构造，使得该层发出在红外光谱范围内的光。该层优选发出在750nm和1000nm之间的光谱范围内的光。研究表明，特别有利的是，发光层包括多量子阱结构。多量子阱结构尤其包括来自GaAs和/或AlGaAs和/或InGaAs和/或GaAsP和/或InGaAsP和/或InAlGaAs的化合物。此外应注意，电流扩张层具有和第二外套层不同的化学组成。这两层绝不能构造为唯一的均质层。电流扩张层优选还具有和第二外套层不同的层厚度。

附图说明

以下参考附图进一步地阐述本发明。在此，相似的部分用相同的符号标记。示出的实施方式是高度地示意化，也就是说距离和横向延伸及垂直延伸不是按照比例的，并且相互也不具有可推导的几何关系，除非另有说明。附图示出：

图1：层状结构的横截面，

图2：图1中示出的层状结构的最上面两层中的铝浓度的变化曲线。

图3：图1中示出的层状结构的最上面两层中的掺杂物浓度的变化曲线。

具体实施方式

图1的描绘示出具有n型掺杂衬底层N-SUB的发光二极管-半导体元件LEDA的层状结构的横截面，其中，衬底层N-SUB包括锗或砷化镓的化合物。在n型掺杂衬底层N-SUB上构造有n型掺杂外套层N-MAN，其中，外套层N-MAN尤其材料锁合地设置在衬底层N-SUB上。在外套层N-MAN上构造有主动层AKT，其中，主动层包括发光层并且优选材料锁合地设置在第一外套层N-MAN。发光层包括未示出的多量子阱结构。在主动层AKT上构造有p型掺杂的第二外套层p-MAN，其中，第二外套层P-MAN和主动层AKT材料锁合连接。在第二外套层P-MAN上是p型掺杂的电流扩张层P-VERT，其中，电流扩张层P-VERT和第二外套层P-MAN材料锁合连接。在电流扩张层P-VERT上设置有p型掺杂的接触层P-KON，其中，p型掺杂的接触层P-KON和电流扩张层P-VERT材料锁合连接。在此，p型掺杂的接触层P-KON由含铝层组成并且具有碳作为掺杂物。