[发明专利]一种三极发光管外延结构及三极发光芯片

权利要求书

1.一种三极发光管外延结构，其特征在于，包括从下到上依次设置的衬底、缓冲层和半导体层；所述半导体层包括依次堆叠的第一半导体层、第二半导体层、第三型半导体层、发光层、第四半导体层；所述缓冲层紧邻第一半导体层或第四半导体层；

所述第一半导体层掺杂浓度比所述第二半导体层的掺杂浓度高1至5个数量级；

还包括从第一半导体层引出的第一接触电极、从第二半导体层引出的第二接触电极和从第四半导体层引出的透明第三接触电极；

所述的第一接触电极、第二接触电极、第三接触电极分别和第一半导体层、第二半导体层、第四半导体层形成欧姆接触；

当第一半导体层为N型半导体层、第二半导体层为P型半导体层、第三型半导体层为N型半导体层、第四半导体层为P型半导体层时，施加在第一接触电极和第二接触电极之间的电压信号为正极性，即第二接触电极的电位高于第一接触电极的电位；施加在第一接触电极和第三接触电极之间的电压为正极性，即第三接触电极的电位高于第一接触电极的电位；当第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三型半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层时，施加在第一接触电极和第二接触电极之间的电压信号为负极性，即第二接触电极的电位低于第一接触电极的电位；施加在第一接触电极和第三接触电极之间的电压为负极性，即第三接触电极的电位低于第一接触电极的电位。

2.根据权利要求1所述的一种三极发光管外延结构，其特征在于：所述的第一半导体层为N型半导体层、第二半导体层为P型半导体层、第三型半导体层为N型半导体层、第四半导体层为P型半导体层；或者第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三型半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层。

3.根据权利要求1所述的一种三极发光管外延结构，其特征在于：所述的第一、第三、第四半导体层的主体材料包括但不限于GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe无机半导体材料，CuPc、Alq3有机半导体材料；所述的第二半导体层的主体材料包括但不限于三维材料GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe，二维材料石墨烯、二维黑磷、二维MoS₂、CNT网络，有机半导体材料CuPc、Alq3。

4.根据权利要求1所述的一种三极发光管外延结构，其特征在于：所述发光层包括不限于多量子阱有源层及用以提高载流子复合效率的功能层，具有发光功能的有机薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层，具有发光功能的纳米材料薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层。

5.根据权利要求1所述的一种三极发光管外延结构，其特征在于：所述第二半导体层的厚度为0.0005μm至2μm。

6.根据权利要求1所述的一种三极发光管外延结构，其特征在于：所述第一半导体层的厚度为0.5μm至5μm，所述第三型 半导体层的厚度为0.5μm至5μm，所述第四半导体层的厚度为10nm至2000nm。