[发明专利]具有内场防护有源区的半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件，包括由复数个极性单晶半导体材料层形成的层序列，所述复数个极性单晶半导体材料层各自具有指向与晶体极性方向和所述层序列的堆叠方向一致的方向的晶轴；其中，

-所述层序列由芯层序列和在所述芯层序列的沿所述堆叠方向的相反侧上的壳层序列形成；其中所述芯层序列由以下形成：

-有源区，所述有源区由有源层堆叠体或复数个重复的所述有源层堆叠体制成，所述有源层堆叠体由有源层和载流子限制层形成，所述有源层具有与第一带隙能量相关的第一材料组成，所述载流子限制层在所述有源层的至少两个相反侧上包埋所述有源层并且具有与大于所述第一带隙能量的第二带隙能量相关的第二材料组成，其中所述有源层和所述载流子限制层被配置成在一个、两个或三个空间维度上实现所述有源层中的电荷载流子的量子限制；以及

-一对极化防护层，所述极化防护层相邻于所述有源区并且在所述有源区的相反侧上包埋所述有源区，两个极化防护层均具有第一材料组成。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二材料组成和所述载流子限制层的厚度被选择成在施加工作电压时允许所述电荷载流子在所述极化防护层与所述载流子限制层之间的隧穿输运。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中有源层的厚度为至少两个单层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述有源层的厚度小于25纳米。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述极化防护层的厚度为至少一个单层。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，所述极化防护层的厚度适用于完全屏蔽所述有源层中的电极化场。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中在所述有源区的相反侧的至少之一上的所述极化防护层的厚度小于或最多等于所述有源层的厚度。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述壳层序列各自包括相应的外层，每个外层形成所述层序列的两个相反端面中的一个，所述端面接合电介质或具有金属导电性的接触材料，其中所述外层中的每一个具有所述第一材料组成。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述壳层序列包括形成所述层序列的顶部覆盖层的第一外层或形成所述层序列的底部载体层的第二外层，所述第一外层或所述第二外层的厚度为至少20纳米并且具有所述第一材料组成。

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述壳层序列中的至少之一包括一个或更多个中间层，所述中间层由不具有第一材料组成的材料制成，其中所述一个或更多个中间层被包埋在具有所述第一材料组成的两个壳极化防护层之间。

11.根据权利要求9或10所述的半导体器件，其中所述层序列桥接载体上布置的桥柱之间的间隙区域，所述层序列的底部载体层暴露于所述桥柱之间的所述间隙区域中的环境气氛。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述层序列形成沉积在载体层上的外延层序列。

13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一材料组成为GaN，所述第二材料组成为AlN。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述层序列形成二极管，所述有源区包括层堆叠体，所述层堆叠体被配置成在向所述层序列施加工作电压下发光，所述工作电压适用于允许电流穿过所述二极管。

15.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述层序列形成二极管，所述有源区包括层堆叠体，所述层堆叠体被配置成在向所述层序列施加工作电压下发光，所述工作电压适用于允许电流穿过所述二极管。

16.根据权利要求8和15中任一项所述的半导体器件，其中所述层序列被配置成包含在所述端面之间延伸通过所述层序列的孔的阵列的光子晶体。