[发明专利]紫外半导体发光器件

权利要求书

1.一种紫外半导体发光器件，包括：

半导体堆叠，所述半导体堆叠包括：

第一导电类型的AlGaN半导体层，所述第一导电类型的AlGaN半导体层包括第一AlGaN半导体材料，

第二导电类型的AlGaN半导体层，所述第二导电类型的AlGaN半导体层包括第二AlGaN半导体材料，以及

有源层，在所述第一导电类型的A1GaN半导体层和所述第二导电类型的AlGaN半导体层之间且包括第三AlGaN半导体材料；

至少一个沟槽，通过所述第二导电类型的AlGaN半导体层和所述有源层延伸到所述第一导电类型的AlGaN半导体层；

填充绝缘体，填充所述至少一个沟槽，使得所述填充绝缘体在所述至少一个沟槽中至少延伸通过所述有源层，所述填充绝缘体包括绝缘材料，所述绝缘材料具有比所述有源层低的折射率；

第一电极，连接到所述第一导电类型的AlGaN半导体层；以及

第二电极，连接到所述第二导电类型的AlGaN半导体层，

其中，所述至少一个沟槽的侧壁倾角(θ₀)、相对于所述至少一个沟槽的侧壁的横向方向上的入射角(θ₁)以及相对于所述横向方向的折射角(θ₂)满足下面的等式(1)至(3)：

θ₀＝90°-θ₁.....(1)

n1×sin(θ₁)＝n2×sin(θ₂).....(2)

θ₂≥9°+θ₁.......(3)，

其中，n1是所述有源层的折射率，n2是所述绝缘材料的折射率。

2.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，其中，所述至少一个沟槽的侧壁倾角(θ₀)等于或小于约80度。

3.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，其中，

所述半导体堆叠包括台面刻蚀区域，所述台面刻蚀区域暴露所述第一导电类型的AlGaN半导体层的一部分，以及

所述第一电极在所述第一导电类型的AlGaN半导体层的所述部分上。

4.根据权利要求3所述的紫外半导体发光器件，其中，所述台面刻蚀区域的底表面和所述至少一个沟槽的底表面距所述第一导电类型的A1GaN半导体层的底表面间隔开基本相同的距离。

5.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，其中，所述有源层包括第一量子阱层和第二量子阱层的交替堆叠，所述第一量子阱层包括Al_xaGa_1-xaN，0＜xa＜1，所述第二量子阱层包括Al_xbGa_1-xbN，xa＜xb＜1。

6.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，其中，所述第一导电类型的A1GaN半导体层和所述第二导电类型的A1GaN半导体层中的至少一个半导体层具有比所述有源层的第三AlGaN半导体材料大的能带隙。

7.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，其中，所述有源层被配置为发射波长在约210nm至约315nm范围内的光。

8.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，还包括：

电子阻挡层，在所述第二导电类型的AlGaN半导体层和所述有源层之间，所述电子阻挡层包括AlGaN半导体层，所述AlGaN半导体层的Al组分比大于所述第二导电类型的AlGaN半导体层的Al组分比。

9.根据权利要求1所述的紫外半导体发光器件，其中，所述绝缘材料包括从SiO₂、SiN、TiO₂、HfO和MgF₂构成的组中选择的至少一种材料。