光電子器件和用于其制造的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電子器件和一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造光電子器件的方法。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參引
[0003]本申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)102012217640.3的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參考并入本文。
【背景技術(shù)】
[0004]在基于由III族氮化物材料體系構(gòu)成的半導(dǎo)體、例如基于InGaN-GaN且具有由多個(gè)量子膜(Mult1-Quantum-Well ;MQW，多量子阱)構(gòu)成的有源區(qū)的發(fā)光二極管中，在現(xiàn)有技術(shù)中顯示出如下問(wèn)題，并非全部的量子膜都能夠最佳地且均勻地共同運(yùn)行。這引起這種發(fā)光二極管的效率損失。
[0005]在多個(gè)量子膜之上的載流子分布通過(guò)沿著半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方向?qū)⑤d流子注入到量子膜中得到。值得期望的是盡可能均勻的載流子注入和分布。然而，所述盡可能均勻的載流子注入和分布尤其由于設(shè)置在量子膜之間的必須通過(guò)注入的載流子克服的勢(shì)皇受到妨礙。特別地，在從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的P型摻雜側(cè)注入的可較差移動(dòng)的正載流子(空穴)和從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的η型摻雜側(cè)注入的可較好移動(dòng)的負(fù)載流子(電子)之間的不平衡引起量子膜的不均勻的填充、尤其引起η型側(cè)的量子膜的不均勻的填充，這降低發(fā)光二極管的效率。與在置于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的P型摻雜側(cè)的量子膜附近相比，在置于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的η型摻雜側(cè)的量子膜附近獲得更少的正載流子。
[0006]在此，效率下降隨著量子膜的數(shù)量而上升。此外，發(fā)光二極管的發(fā)射波長(zhǎng)越長(zhǎng)，該效果就越顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:提供一種改進(jìn)的光電子器件。所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的光電子器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于:提出一種用于制造光電子器件的改進(jìn)的方法。所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求12的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)形式在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。
[0008]光電子器件具有帶有光有源層的層結(jié)構(gòu)。在此，光有源層在第一橫向區(qū)域中具有比在第二橫向區(qū)域中更高的V型缺陷密度。因此，有利地，與在第二橫向區(qū)域中相比，載流子在第一橫向區(qū)域中能夠更容易穿過(guò)光有源層。在此，載流子移動(dòng)穿過(guò)V型缺陷。以該方式，能夠?qū)⑤d流子在光有源層之內(nèi)從第一橫向區(qū)域中注入到第二橫向區(qū)域中。
[0009]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，光有源層具有多個(gè)沿層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方向依次的量子膜。此外，有利地，光有源層通過(guò)設(shè)置在第一橫向區(qū)域中的V型缺陷提高的可穿透性簡(jiǎn)化載流子到光有源層的量子膜中的注入。由此，得到以提高的均勻性填充光有源層的量子膜，這能夠有利地引起光電子器件的改進(jìn)的效率。
[0010]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，在兩個(gè)量子膜之間構(gòu)成勢(shì)皇。在此，勢(shì)皇在V型缺陷的區(qū)域中在生長(zhǎng)方向上比在第二橫向區(qū)域中更薄。此外，有利地，勢(shì)皇在第一橫向區(qū)域中與在第二橫向區(qū)域中相比對(duì)于載流子而言是更可穿透的。這引起:載流子優(yōu)選在第一橫向區(qū)域中穿過(guò)V型缺陷注入到光有源層的量子膜中。
[0011]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，第一量子膜在V型缺陷的區(qū)域中具有比在第二橫向區(qū)域中更低的銦濃度。有利地，這引起:量子膜在第一橫向區(qū)域中與在第二橫向區(qū)域中相比對(duì)于載流子而言是更容易接近的。由此，有利地，優(yōu)選在第一橫向區(qū)域中用載流子填充量子膜。
[0012]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，至少一些V型缺陷在層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方向上完全地穿過(guò)光有源層。有利地，光有源層由此在其沿生長(zhǎng)方向的整個(gè)厚度之上對(duì)于穿過(guò)V型缺陷注入的載流子是可接近的。由此，支持用載流子均勻地填充光有源層。
[0013]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，層結(jié)構(gòu)具有P型摻雜層。在此，V型缺陷朝向P型摻雜層的方向擴(kuò)寬。有利地，正載流子(空穴)由此尤其簡(jiǎn)單地在第一橫向區(qū)域中穿過(guò)V型缺陷從P型摻雜層注入到光有源層中。
[0014]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，P型摻雜層在V型缺陷的區(qū)域中延伸進(jìn)入到V型缺陷中。有利地，這支持正載流子從P型摻雜層穿過(guò)V型缺陷注入到光有源層中。
[0015]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，在光有源層和P型摻雜層之間設(shè)置有分離層。在此，分離層在V型缺陷的區(qū)域中沿生長(zhǎng)方向比在第二橫向區(qū)域中更薄。此外，有利地，分離層在第一橫向區(qū)域中與在第二橫向區(qū)域中相比對(duì)于正載流子而言是更可穿透的。這有利地促進(jìn)正載流子從層結(jié)構(gòu)的P型摻雜層穿過(guò)第一橫向區(qū)域的V型缺陷注入到層結(jié)構(gòu)的光有源層中。
[0016]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，在層結(jié)構(gòu)上設(shè)置有導(dǎo)電的接觸層。在此，導(dǎo)電的接觸層在第二橫向區(qū)域中具有開(kāi)口。有利地，在第二橫向區(qū)域中不需要電流輸入，因?yàn)樵诘诙M向區(qū)域中到光有源層中的載流子注入總歸不如在第一橫向區(qū)域中有效。由此，第二橫向區(qū)域能夠有利地保持不通過(guò)導(dǎo)電的接觸層覆蓋。由此，能夠在光吸收減少的情況下通過(guò)第二橫向區(qū)域進(jìn)行光發(fā)射，由此光電子器件能夠具有提高的效率。
[0017]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，在層結(jié)構(gòu)上設(shè)置有接觸和鏡層。在此，接觸和鏡層在第一橫向區(qū)域中具有與在第二橫向區(qū)域中不同的材料。有利地，由此，接觸和鏡層能夠在第一橫向區(qū)域中具有接觸電阻尤其小的材料并且在第二橫向區(qū)域中具有光學(xué)反射能力尤其高的材料。在此利用:在第二橫向區(qū)域中不需要電流輸入，因?yàn)樵诘诙M向區(qū)域中的電流流動(dòng)由于缺乏穿過(guò)V型缺陷注入載流子總歸不如在第一橫向區(qū)域中有效。在第二橫向區(qū)域中設(shè)置的光學(xué)折射能力高的材料引起在光有源層中產(chǎn)生的光的尤其有效的反射，并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)在光電子器件的層結(jié)構(gòu)的與接觸和鏡層相對(duì)置的表面上尤其有效地耦合輸出所述光。
[0018]在光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中，第一橫向區(qū)域形成橫向柵格。有利地，由此確保:第二橫向區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)沿橫向方向遠(yuǎn)離第一橫向區(qū)域中的V型缺陷不超過(guò)規(guī)定值。由此，有利地確保在光有源層之內(nèi)載流子從第一橫向區(qū)域尤其有效地注入到第二橫向區(qū)域中。
[0019]用于制造光電子器件的方法包括用于提供襯底和用于將層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)到襯底上的步驟。在此，層結(jié)構(gòu)包括光有源層。此外，在此，將V型缺陷嵌入到光有源層中。在此，在光有源層的第一橫向區(qū)域中與在光有源層的第二橫向區(qū)域中相比在每橫向單位面積嵌入更多的V型缺陷。有利地，在根據(jù)該方法制造的光電子器件的層結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⑤d流子穿過(guò)光有源層的第一橫向區(qū)域的V型缺陷注入到第二橫向區(qū)域中，這支持用載流子均勻地填充光有源層。這能夠有利地有助于提高光電子器件的效率。
[0020]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在生長(zhǎng)光有源層之前安置掩模層，所述掩模層在第一橫向區(qū)域中具有開(kāi)口。有利地，由此，線缺陷能夠穿過(guò)掩模層的開(kāi)口在第一橫向區(qū)域中朝向光有源層的方向伸展，這在那里帶來(lái)形成V型缺陷的提高的概率。由此，掩模層能夠?qū)崿F(xiàn)限定第一橫向區(qū)域和第二橫向區(qū)域。
[0021]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，將隆起部安置在襯底的表面上。有利地，將隆起部安置在襯底的表面上能夠影響在襯底的隆起部之上在光有源層中形成V型缺陷的概率。由此，在該方法中也能夠?qū)崿F(xiàn)限定第一橫向區(qū)域和第二橫向區(qū)域。
[0022]在方法的一個(gè)實(shí)施方式中，將隆起部在第一橫向區(qū)域中安置在襯底的表面上。有利地，襯底的表面上的隆起部引起提高在隆起部之上在光有源層中形成V型缺陷的概率，這引起在隆起部之上在第一橫向區(qū)域中更高的V型缺陷密度。
【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明的上面描述的特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)這些特性、特征和優(yōu)點(diǎn)的方式和方法結(jié)合下面對(duì)實(shí)施例的描述理解上變得更加清晰和明確，所述實(shí)施例結(jié)合附圖詳細(xì)闡述。在此，在相應(yīng)極度示意的視圖中示出:
[0024]圖1示出貫穿光電子器件的層結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0025]圖2示出V型缺陷的立體圖；
[0026]圖3示出貫穿具有V型缺陷的層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)剖面圖；
[0027]圖4示出另一個(gè)層結(jié)構(gòu)的預(yù)先結(jié)構(gòu)化的表面的俯視圖；
[0028]圖5示出層結(jié)構(gòu)的光有源層的俯視圖；
[0029]圖6示出另一個(gè)層結(jié)構(gòu)的預(yù)先結(jié)構(gòu)化的表面的俯視圖；
[0030]圖7示出所述層結(jié)構(gòu)的光有源層的俯視圖；
[0031]圖8示出另一個(gè)層結(jié)構(gòu)的預(yù)先結(jié)構(gòu)化的表面的俯視圖；
[0032]圖9示出所述層結(jié)構(gòu)的光有源層的俯視圖；
[0033]圖10示出貫穿具有掩模層的另一個(gè)層結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0034]圖11示出所述層結(jié)構(gòu)的掩模層的俯視圖；
[0035]圖12示出貫穿所述層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)剖面圖；
[0036]圖13示出所述層結(jié)構(gòu)的光有源層的俯視圖；
[0037]圖14示出貫穿另一個(gè)層結(jié)構(gòu)的襯底的剖面圖；
[0038]圖15不出所述襯底的俯視圖；
[0039]圖16示出貫穿所述層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)剖面圖；
[0040]圖17示出所述層結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0041]圖18示出貫穿另一個(gè)層結(jié)構(gòu)的襯底的剖面圖；
[0042]圖19不出所述襯底的俯視圖；