專利名稱：光電子半導體元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有適于產(chǎn)生電磁輻射的半導體本體的光電子半導體元件，在該半導體本體中，在一個尤其是n型導電的半導體襯底上設置一個有源層序列，在此序列中，當電流通過半導體本體時產(chǎn)生電磁輻射，以及為該層序列至少安排一個不容易摻雜的第一導電類型的半導體層，尤其是具有一個P摻雜的ZnSe的II-VI半導體層，具有一個P摻雜的GaN的III-V半導體層或具有一個n摻雜的CdTe的II-VI半導體層。
由美國專利文獻5,268,918例如已經(jīng)公開了一種這類光電半導體元件。該文獻敘述了一種半導體激光器元件的半導體本體，其中在由n型或P型導電的GaAs或GaP組成的半導體襯底上淀積一個n型或P型導電的由ZnMgSSe或BeZnSTe組成的第一罩層(Mantelschicht)，在此層上又安置一個由ZnSSe或ZnCdSe組成的有源層。在此有源層上有一個P或n型導電的由ZnMgSSe或BeZnSTe組成的第二罩層。按照US5,268,918的這種光電元件是建立在所謂的“分開限制異質結構”(SCH)原理基礎上的。在這種層結構中電荷載流子和所產(chǎn)生的光波是被相互獨立地引導的。電子和空殼被注入到光發(fā)射有源區(qū)，該有源區(qū)是由單量子阱或多量子阱結構(Single Quantum Well，SQW或Multiple Quantumwell，MQW)組成的，并且因此比與此有源區(qū)相鄰界的勢疊層具有較小的禁帶寬度。這些勢疊層(波導層)比有源區(qū)具有較小的折射率并且同時比與此勢疊層相鄰界的罩層具有較大的折射率。通過這種折射率差使所產(chǎn)生的光波限制在圍繞有源區(qū)的狹窄區(qū)域內(nèi)。通過兩個罩層的相反摻雜形成一個pn結，通過加上適當?shù)碾妷簩⑤d流子注入該pn結。
類似的光電子半導體元件例如在A.Ishibashi所著“II-VI蘭-綠激光二極管”IEEE Journal of Selected Topics in QuantumElectronics，1，741至748頁(1995年)和在專利文獻JP-07-066494中有所敘述。
SQW和MQW半導體激光器和SCH結構的原理性結構例如已在W.Buldan所著半導體光電子學，Hanser Verlag出版社，慕尼黑，維也納，1995年第182至187頁已有敘述，并且因此這里不再詳述。
在半導體技術中常出現(xiàn)某些半導體材料難以進行P型或n型摻雜的問題。有關這方面尤其是涉及II-IV半導體材料，它們是ZnSe(不易P摻雜；尤其是ZnMgSSe或BeMgZnSe)或CaTe(不易n摻雜)，或III-V半導體材料，它們是GaN(不易P摻雜)。
特別是在以II-VI半導體材料為基礎的具有SCH結構的SQW和MQW半導體激光器中，在這些激光器中使用了ZnSe為基礎的半導體材料，特別是ZnMgSSe或BeMgZnSe組成的一個P型導電的蓋層(波導層或罩層)，這個問題顯著地影響著激光器的功能特性。通過改變Mg和S或Be和Mg的濃度可以調整上述材料的禁帶寬度和折射率。但是，隨著鎂和硫或鈹和鎂所占比例的增加，在上述組合中作為受主為了P型導電所應用的激活等離子體的氮的效率下降。從而具有較高Mg和S的濃度或較高Be和Mg的濃度的薄層總是有大的電阻。此外，由此也增加了這些薄層的接觸電阻，從而進一步惡化激光器元件的特性。在常規(guī)的II-VI半導體激光器中，這些問題導致只能使用具有最大禁帶寬度約為2.95eV(300K)的蓋層。
由于這種限制，在量子阱結構(SQW或MQW)的半導體材料與罩層之間的勢壘高度明顯地受到限制，從而在量子阱中不能封存足夠的載流子。
正是為了實現(xiàn)小于約500nm的發(fā)射波長，制造較高的勢壘確實是重要的，但是到目前為止在ZnMgSSe-SCH半導體激光器中是難以實現(xiàn)的。此外，此罩層中有低的Mg和S的濃度時，在波導層和罩層之間的折射率突變相對較小，所以在有源區(qū)中產(chǎn)生的光波只能是弱傳導。
在已知的II-VI半導體激光器中的另一問題是制造與P型導電層的歐姆接觸。為了在半導體激光器P型導電一側改善這種歐姆接觸，到目前為止一般采用由ZnSe和ZnTe組成的超晶格，在這種超晶格中由于ZnSe和ZnTe之間晶格的高度失配所以結構質量很差。此外也曾建議將BeZnTeSe漸變層或BeTe/ZnSe偽漸變層用作P型接觸。在這些接觸層中，在技術上很難防止在半導體表面的吸濕性材料BeTe的氧化。在采用BeZnTeSe漸變層或BeTe/ZnSe偽漸變層作為P型導電的罩層和半導體襯底之間的電有源緩沖層時，P型導電的GaAs被用作半導體襯底，因為BeTe和GaAs之間的價帶非連續(xù)性是小的。這里的缺點是在市場上所得到的P型導電的GaAs比n型導電的GaAs質量較差。從而在上面生長的外延層的結構特性明顯地較差。
本發(fā)明的任務在于，開發(fā)一種本專利開始所述類型的光電子元件，該元件與上述已知光電子半導體元件相比具有改進的功能特性。尤其應該提供一種波長范圍在680nm和300nm之間的改進的半導體激光器元件。
此項任務是通過具有權利要求1的特征的光電子元件解決的。其它改進結構是由與此項權利要求有關的從屬權利要求得到的。
根據(jù)本發(fā)明在第一導電類型(P型或n型摻雜的)的不易摻雜的半導體層和一個從屬于此半導體層的半導體本體的接觸層(例如接觸金屬化層)之間設置一個第一導電類型的第一高摻雜簡并過渡層(P+或n+摻雜)和一個與第一導電類型相反的第二導電類型的第二高摻雜簡并過渡層(n+或P+摻雜)，并且是這樣設置的，即第一高摻雜簡并過渡層位于不易摻雜半導體層和第二高摻雜簡并過渡層之間。
本發(fā)明的解決方案良好地應用于建立在ZnSe基礎上的具有量子阱結構(SQW和MQW)尤其是具有SCH結構的半導體激光器元件，在此，有源區(qū)被安置在第一波導層和第二波導層之間，該有源區(qū)相應于SCH結構也是被封閉在第一和第二外罩層之間。在此，有利的是第一外罩層具有n型摻雜，第二外罩層具有不易摻雜的半導體層，一個具有P摻雜ZnSe的II-VI半導體層，以及第一高摻雜簡并過渡層，一個P+導電的過渡層和第二高摻雜簡并過渡層，一個n+導電的過渡層被安置在第二外罩層和從屬于此罩層的半導體本體接觸層之間。
這種P+n+層序列用于例如作為一個P型導電罩層和一個n型導電半導體襯底之間的電接觸，或一P型導電罩層和一半導體本體的接觸層之間的電接觸。通過相對于元件反向偏置的P+n+層序列，在P+n+層序列的電場內(nèi)的載流子被加速并且被快速注入有源區(qū)。在P+n+層序列內(nèi)圍繞結的一個德拜長度距離內(nèi)出現(xiàn)導電類型的真實的反轉，就是說通過在二極管一側的n型摻雜使費米能級進入導帶，而且在與此相對的一側通過P型摻雜空穴使費米能級進入價帶(“簡并”)。通過P+n+二極管的這種簡并摻雜區(qū)域之間的、幾個埃的、很窄的空間電荷區(qū)，在反向偏置電壓作用下，可以出現(xiàn)電子由P型摻雜半導體的價帶經(jīng)帶間隧道穿透進入n型摻雜半導體導帶的狀態(tài)，從而在P型摻雜的區(qū)域內(nèi)形成空穴。
在本發(fā)明量子阱SCH半導體激光器的另一優(yōu)先實施結構中，第一外罩層和第二外罩層是n型摻雜的，并且在兩個波導層之一和那個由有源區(qū)向外排列在此之后的罩層之間安排了不易摻雜的半導體層，例如一個具有P型摻雜的ZnSe的II-VI半導體層，第一高摻雜簡并過渡層，例如一個P+導電的過渡層，和第二高摻雜簡并過渡層，例如一個n+導電的過渡層。在此，P+n+層序列作為靠近有源層序列的“空穴轉換器”或“注入器”。
在本發(fā)明的元件中，尤其是在最后所述實施結構中，電子被用于電荷輸運，這種電子只是在即將到達有源區(qū)前轉換成空穴。這個區(qū)域可以很好地用BeTe，尤其是用BeMgZnTe或BeZnCdTe制造，因為BeTe可以以簡單方式摻雜或良好的P型導電和制成良好的晶格匹配。
本發(fā)明光電子元件的一種特別優(yōu)先的擴展是一種SCH量子阱激光器，在這種激光器中有源區(qū)、蓋層(波導層和外部罩層)和過渡層具有由含鈹?shù)牧驅倩衔锝M制成的半導體材料。特別優(yōu)先使用的材料是例如BexZnyCd1-x-ySe(0≤x≤1，x+y≤1)用于有源區(qū)，BexMgyZn1-x-ySe(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)，或者Zn1-xMgxSySe1-y(0≤x≤1，0≤y≤1)用于蓋層，高摻雜的P型導電的BexMgyZn1-x-yTe(0≤x≤1，x+y≤1)用于P+導電的過渡層和高摻雜n型導電的InxGa1-xAs或高摻雜n型導電的BexMgyZn1-x-ySe(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)用于n+導電的過渡層。在P+導電的過渡層和與此層靠的最近的波導層之間優(yōu)先設置一個匹配層，該匹配層具有一個BeZnTeSe漸變層或一個BeTe/ZnSe偽漸變層。在本擴展中優(yōu)先應用一種已知的以簡單的方式可提供高質量的n型導電GaAs半導體襯底和應用一種特別容易制造的常規(guī)n型正面接觸。
漸變層是一種層結構，在這種結構中各組分所占比例，在本例中即Be和Te的濃度，是沿空間方向變化的，以便得到逐漸地匹配，例如導帶能量的匹配。在偽漸變層中這種變化是通過依次交替地不同組成的薄層變化的層厚比例來實現(xiàn)的。其中所選層的厚度必須相當?shù)谋?，以能保證有效的載流子輸送。
本發(fā)明光電元件的另一特別優(yōu)選擴展結構同樣是一個SCH量子阱激光器，在此激光器中有源區(qū)、蓋層(波導層和外罩層)和過渡層具有由含鈹硫屬化物組的半導體材料。作為各層特別優(yōu)選的材料應引用最后所述本發(fā)明SCH量子阱激光器的材料。然而與上述結構的區(qū)別是，這里的R+導電過渡層和n+導電過渡層安置在一波導層和一罩層之間并且具有相同導電類型的第一和第二罩層。此外，以優(yōu)選的形式在P+導電過渡層和上述波導層之間可以有一匹配層，例如以BeZnTeSe漸變層或BeTe/ZnSe偽漸變層的形式。這個附加的匹配層使載流子輸送到量子阱成為可能。它為第一類載流子構成一個勢壘而同時為互補的載流子類型提供一通路。在此擴展結構中也可以優(yōu)選地使用一種已知的以簡單方式可提供高質量的n型導電GaAs半導體襯底以及采用一種極易制造的常規(guī)n型正面接觸。
在上述優(yōu)選擴展結構中，兩個罩層之間的距離優(yōu)選介于約100nm和約400nm之間，并且兩個罩層分別具有至少200nm的層厚。
用本發(fā)明的結構可以在罩層中實現(xiàn)BeMgZnSe中的Be和Mg的高濃度或也可實現(xiàn)在ZnMgSSe中的Mg和S的高濃度，因為根據(jù)本發(fā)明這些材料的n型摻雜比P型摻雜更有效。以這種方式在罩層中的禁帶寬度可以達到大于3.1eV(300K)。用這種高的濃度有可能改善電荷載流子的封存以及較好地引導光波。此外還消除了高電阻區(qū)，這些區(qū)域可用P型摻雜的BeMgZnSe或BeMgSSe制造。
在元件中應用BexMgyZn1-x-yTe的另一優(yōu)點是，這些元件發(fā)射出小于460nm的短波長光。對于這些短波長BexMgyZn1-x-yTe與例如BexZnyCd1-x-ySe相比具有較小的折射率，因此在P+導電過渡層和在匹配層中應用BexMgyZn1-x-yTe時光波可以更好地傳導。
作為BeTe和從而還有BeMgZnTe和BeZnCdTe的P型摻雜材料，除等離子體激活的氮外還可以良好地應用As。As與氮相比具有明顯小很多的擴散，這將提高摻雜的穩(wěn)定性。同樣也可以從Sb、P族，I族元素如K、Rb和Cs以及IV族元素如C、Si、Ge和Sn中選用一種或多種元素作為摻雜材料。
下面結合

圖1至圖5借助四個實施例進一步說明本發(fā)明。其中圖1示出第一實施例層結構示意圖；圖2示出第二實施例層結構示意圖；圖3示出第三實施例層結構示意圖；圖4示出第四實施例層結構示意圖；和圖5示出圖3實施例的能帶結構。
在圖1中示出的層結構涉及一種SCH量子阱半導體激光器的半導體本體12。在第一導電類型的半導體襯底8上，例如由n型導電的GaAs組成，淀積由兩種相反導電類型、高摻雜、簡并過渡層6、7組成的序列，例如在n型導電的半導體襯底8上淀積一n+導電的過渡層7并在其上淀積一P+導電的過渡層6。這個過渡層6、7序列用作在一個在過渡層6、7上安置的SCH量子阱結構13之間的緩沖層。此結構例如是由蓋層，如第一外罩層5和第二外罩層1和一個第一波導層4和一個第二波導層2，以及一個有源區(qū)3組成。
在此，半導體襯底8和過渡層7是第一導電類型(例如空穴或電子導電)，過渡層6和第一罩層5是一種與第一導電類型相反的第二導電類型。第二罩層1的導電類型同樣與第一罩層5的導電類型相反。
過渡層7例如由高摻雜的n型導電的InxGa1-xAs或由高摻雜的n型導電的BexMgyZn1-x-ySe(0＜＝x＞＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成，并且過渡層6例如由高摻雜P型導電的BexMgyZn1-x-yTe(0＜＝x＜＝1，x+y＜＝1)組成。
SCH量子阱結構13例如具有一個BexMgyCd1-x-ySe量子阱(0＜＝x＜＝1，x+y＜＝1)作為有源區(qū)3，若干BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)用作波導層4、2和若干BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)用作罩層1，5，其中第一罩層5例如由用一BeZnTeSe漸變層或由一BeTe/ZnSe偽漸變層組成的一匹配層11，以及一個P型摻雜的BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成。但是匹配層11也可以不采用，這樣第一外罩層5可以直接淀積在第二過渡層6上。第二罩層1例如可以具有n型導電的BexMgyZn1-x-ySe(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)。
背面歐姆接觸9和正面歐姆接觸10構成半導體本體12的電極連接，其中背面歐姆接觸9安置在半導體襯底8的下側和正面歐姆接觸10安置在第二外罩層1上。在n型導電GaAs襯底8的情況下可以應用以簡單方式制造的常規(guī)n型上側接觸。第二歐姆接觸10可以例如由Ti/Pt/Au序列或由A1組成。
在按照圖2的實施例中與上述圖1所示實施例的區(qū)別是，高摻雜簡并過渡層6和7的序列安置在正面接觸10和SCH量子阱結構13之間。這導致正面接觸10不再是沉積在第二罩層1上，而是淀積在過渡層7上或者淀積在一安置在這些層之上的另外的層上。SCH量子阱結構13和高摻雜簡并過渡層6、7序列總的說是以與圖1所示實施例相反的序列淀積在半導體襯底8上。各個層例如是由與圖1所示實施例相應各層的相同材料組成。
據(jù)此，半導體襯底例如還是由n型導電的GaAs組成，在其上淀積SCH量子阱結構13，該結構例如具有一個BexZnyCd1-x-ySe量子阱(0＜＝x＜＝1，x+y＜＝1)作為有源區(qū)3，若干BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜1，x+y＜＝1)作為波導層4、2和若干BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)作為罩層1、5，其中第一罩層5例如是由一個由BeZnTeSe漸變層或BeTe/ZnSe偽漸變層組成的匹配層和一個P型摻雜的BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成。但是在這里也可以不采用匹配層11，這樣第一外罩層5可以直接與第二過渡層6鄰界。
在與GaAs襯底8相對的SCH量子阱結構13的一側，例如設置一高摻雜的由BexMgyZn1-x-yTe(0＜＝x＜＝1，x+y＜＝1)組成的P型導電的過渡層6，在該層上再設置一高摻雜的例如由BexMgyZn1-x-ySe(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成的n型導電的過渡層7。使用這種高摻雜的n型導電的過渡層7可以有利于阻止BeTe與空氣直接接觸，由此可獲得明顯的技術上的優(yōu)點和能制成低歐姆接觸。正面接觸10例如可以由Ti/Pt/Au序列或鋁組成。
在圖3所示的實施例中高摻雜簡并過渡層6和7序列安置在第一外罩層5和第一波導層4之間。在本實施例中由第一導電類型的半導體襯底8起始的各個層的順序如下第一導電類型的第一外罩層5，第一導電類型的第一簡并過渡層7，第二導電類型的第二簡并過渡層6，第一波導層4，有源區(qū)3，第二波導層2，第一導電類型的第二外罩層1和正面接觸10各個層例如由圖1所示實施例中相應各層的相同材料組成。
此外，可能有必要在高摻雜的第二簡并過渡層6和第一波導層4之間插入一匹配層11，借助此層可以將載流子輸入量子阱3。在此需要注意，這個層對一種類型的載流子構成勢壘。同時對互補的載流子類型促成輸送。
第一簡并過渡層7、第二簡并過渡層6和匹配層11的折射率是以有利的方式與作為波導的功能相匹配的。尤其需要注意，外罩層1和5的折射率小于其余各層(第二波導層2、有源區(qū)3、第一波導層4、第二簡并過渡層6、第一簡并過渡層7、匹配層11)的折射率。在本實施結構中1、2、5、7、8各層仍然具有相同的導電類型。在4、6、11各層中以與上述相反的導電類型為主。
在本實施例的一個特殊實施結構中，半導體襯底8是一種n型導電的GaAs襯底，在該襯底上淀積一n型導電的BexMgyZn1-x-ySe(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)層作為第一外罩層5。
過渡層7例如是一種高摻雜n型導電BexMgyZn1-x-ySe層(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)并且過渡層6例如是一高摻雜P型導電的BexMgyZn1-x-yTe層(0＜＝x＜＝1，x+y＜＝1)，此層借助一P型導電的BeZnTeSe漸變層或借助一BeTe/ZnSe偽漸變層作為匹配層11與波導層4電連接。有源區(qū)3具有由例如BexZnyCd1-x-ySe(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成的一量子阱。波導層2、4可以由BexMgyZn1-x-ySe(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成。第二外罩層1例如由n型導電的BexMgyZn1-x-ySe(0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1，x+y＜＝1)組成并且接觸10例如由Ti/Pt/Au序列或由鋁組成。
2、3、4、6、7、11各層，就是說用作波導的各層的厚度之和，有利的是應該不低于100nm和不高于400nm，與此相反罩層1和5應該最少有200nm厚。采用這種結構可以在蓋層1和5中在BeMgZnSe中達到Be和Mg的高濃度或在ZnMgSSe中達到Mg和S的高濃度。因為根據(jù)經(jīng)驗這些材料的n型摻雜比P型摻雜更加有效。以這種方法在蓋層中禁帶寬度可以超過3.1eV(300K)。用這種高的濃度有可能改善電的載流子封存和光波的良好傳輸。此外還消除了P型摻雜的BeMgZnSe或BeMgSSe的高阻區(qū)。另一優(yōu)點是在元件中應用BexMgyZn1-x-yTe時得到的，這些元件發(fā)射具有波長小于460nm的短波長光。對于這種波長BexMgyZn1-x-yTe與例如BexZnyCd1-x-ySe相比具有較小的折射率，借此，當在層6和11中應用BexMgyZn1-x-yTe時光波被更好地傳輸。
在圖5中示意性示出圖3所示本發(fā)明元件的實施例的能帶結構。各個區(qū)域的標記與圖3所示的層序列相似。在此層結構中載流子的注入是按如下方式進行的通過在pn結上施加導通方向偏置的電壓，該pn結的P側由層6、11和4組成，n側由層2、1組成，在電壓作用下電子由接觸10(在圖5中未示出)經(jīng)罩層1和波導層2進入有源區(qū)3。在此，匹配層11通過勢壘阻止負電荷載流子向高濃度P摻雜過渡層6遷移(這種功能也可以由層4替代而承擔)。在本實施例中由SCH量子阱結構13的襯底一側經(jīng)高濃度n摻雜過渡層7、n摻雜外罩層5和n型GaAs襯底8將電子在施加的外電壓作用下抽出。在高濃度n摻雜過渡層7和高濃度P摻雜過渡層6之間的結處，電子可以由P摻雜過渡層6的材料的價帶穿過勢壘進入過渡層7的導帶，借此形成經(jīng)層6、11和4進入有源區(qū)3的有效空穴電流。在此，波導層2或/和外罩層1構成空穴的勢壘。
在圖4的實施例中，與圖3的實施例不同，圖3所示的SCH量子阱結構13的構成以相反的順序淀積在半導體襯底8上。這時，空穴的注入經(jīng)位于靠近有源區(qū)3表面一側的過渡層6和7的序列進行，這些層也是相反摻雜的并且是高導電性的。此外，相應各層的結構和材料選擇與圖3所示實施例類同。
對高濃度n摻雜(或n+摻雜)和高濃度P摻雜(或P+摻雜)，也就是簡并摻雜，都應理解為摻雜材料濃度≥1017cm-3是適宜的。
當然，借助這些實施例對本發(fā)明半導體元件的說明不應理解為將本發(fā)明限制在這些實施例上。按照本發(fā)明的發(fā)光二極管和激光二極管同樣可以在其它半導體材料的基礎上制造，例如GaN或相關混晶系統(tǒng)，或II-VI半導體，如CdTe、BeTe、BeSe、ZnS、MgS、CdSe、HgTe或相關混晶系統(tǒng)，如ZnxCd1-xSySe1-y、BexZnyCd1-x-yTe、BexMgyZn1-x-yTe、BexMgyZn1-x-yS或BexZnyCd1-x-yS。作為襯底除GaAs外也可以應用例如GaP、ZnSe、Si、Ge、InP、InGaAs、ZnO、Al2O3、SiC或其它類似材料。
權利要求
1.光電子半導體元件，該元件具有一適用于產(chǎn)生電磁輻射的半導體本體(12)，在該本體中在半導體襯底(8)上設置一有源區(qū)(3)，在電流通過半導體本體(12)時在該有源區(qū)內(nèi)產(chǎn)生電磁輻射，并且該有源區(qū)至少包含一個第一導電類型的難以摻雜的半導體層，尤其具有一種P型摻雜的ZnSe的II-VI半導體層，具有一種P型摻雜的GaN的III-V半導體層或具有一n型摻雜的CdTe的II-VI半導體層，其特征在于，作為電荷載流子源，在難以摻雜的半導體層和一個從屬于此層的半導體本體的接觸層(9)之間安置一反向極性的層序列，該層序列具有第一導電類型的第一高摻雜簡并過渡層(6)和一個與第一導電類型相反的第二導電類型的第二高摻雜簡并過渡層(7)，其中第一高摻雜簡并過渡層(6)位于難以摻雜的半導體層和第二高摻雜簡并過渡層(7)之間。
2.按照權利要求1的光電半導體元件，其特征在于，有源區(qū)(3)具有一安置在第一波導層(4)和第二波導層(2)之間的量子阱結構。
3.按照權利要求2的光電半導體元件，其特征在于，有源區(qū)(3)以及第一和第二波導層(2、4)安置在第一外罩層(5)和第二外罩層(1)之間。
4.按照權利要求3的光電半導體元件，其特征在于，第二外罩層(1)具有第二導電類型并且第一外罩層(5)具有難以摻雜的半導體層，以及第一高摻雜簡并過渡層(6)和第二高摻雜簡并過渡層(7)安置在第二外罩層(5)和從屬于此層的半導體本體(12)的接觸層(9)之間。
5.按照權利要求3的光電半導體元件，其特征在于，第一外罩層(5)和第二外罩層(1)具有第二導電類型，以及在兩個波導層(2，4)之一和從有源區(qū)(3)看安置在此層之后的外罩層(1、5)之間安置難以摻雜的半導體層(11)、第一高摻雜簡并過渡層(6)和第二高摻雜簡并過渡層(7)。
6.按照權利要求3的光電半導體元件，其特征在于，第一外罩層(5)和第二外罩層(1)具有第二導電類型，在兩個波導層(2、4)之一上淀積第一高摻雜簡并過渡層(6)和在此層上淀積第二高摻雜簡并過渡層(7)，以及從有源區(qū)(3)看在此層之后安置外罩層(1、5)之一。
7.按照權利要求1至6其中之一的光電半導體元件，其特征在于，難以摻雜的半導體層具有一種具有P型摻雜的ZnSe，尤其是ZnMgSSe或BeMgZnSe的II-VI半導體層。
8.按照權利要求1至7其中之一的光電半導體元件，其特征在于，有源區(qū)(3)具有含鈹硫屬化物組或Zn1-xCdxSySe1-y組構成的半導體材料。
9.按照權利要求2至6其中之一或按照權利要求2至6其中之一和權利要求7或8的光電半導體元件，其特征在于第一波導層(4)和第二波導層(2)具有含鈹硫屬化物組構成的半導體材料。
10.按照權利要求3至6其中之一或按照權利要求3至6其中之一和權利要求7、8或9的光電半導體元件，其特征在于第一外罩層(5)和第二外罩層(1)具有含鈹硫屬化物組構成的半導體材料。
11.按照權利要求1至10其中之一的光電半導體元件，其特征在于，第一高摻雜簡并過渡層(6)是一P+導電的過渡層，并且據(jù)有Be、Te尤其是BeMgZnTe或BeZnCdTe。
12.按照權利要求11的光電半導體元件，其特征在于，P+導電的過渡層(6)用取自As、Sb、P、K、Rb、Cs、C、Si、Ge和Sn組的摻雜物摻雜。
13.按照權利要求3至6其中之一或按照權利要求3至6其中之一和權利要求7至12其中之一的光電半導體元件，其特征在于，兩個罩層(1、4)之間的距離在約100nm和約400nm之間，并且第一罩層(5)和第二罩層(1)分別具有至少200nm的厚度。
全文摘要
具有一光發(fā)射有源層序列的光電半導體元件,該層序列具有至少一個第一導電類型的難以摻雜的半導體層。在難以摻雜的半導體層和一個從屬于此層的半導體本體的接觸層之間設置一第一導電類型的第一高摻雜簡并過渡層和一與第一導電類型相反的第二導電類型的第二高摻雜簡并過渡層。
文檔編號H01S5/34GK1252169SQ98803918
公開日2000年5月3日 申請日期1998年1月29日 優(yōu)先權日1997年1月31日
發(fā)明者G·蘭德韋爾, M·凱姆, G·羅伊舍爾, T·利茨, T·巴隆, F·菲舍爾, H·J·盧高爾 申請人:西門子公司