CN1347581A - 带有应变补偿层的半导体结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体结构,该结构包括:包含许多组成层对的应变补偿的超晶格层,其中第一组成层包含处于张应力下的材料,而第二组成层包含处于压应力下的材料,以致使,相邻层的应力互相补偿,并使缺陷的产生减少。对材料适当的选择提供了增加的带隙和在至少某些装置中的光学限制。所述结构特别适合于激光二极管、光电二极管、光电晶体管、和异质结场效应晶体管和双极晶体管。

Description

带有应变补偿层的半导体结构及其制备方法
                     发明领域
本发明涉及半导体结构及其制备方法，特别是涉及在第III族氮化物材料体系中使用应变补偿层以及使晶格缺陷的出现变得最少的方法。
                     发明背景
蓝色激光源的开发成功宣告了下一代的高密度光学装置，包括磁盘存储器，DVD，等等的出现。图1示出了现有技术半导体激光装置的横截面图(S.Nakamura，MRS BULLETIN，Vol.23，No.5，pp.37-43，1998)。在蓝宝石基材5上，形成氮化镓(GaN)缓冲层10，然后形成n-型GaN层15，和0.1mm厚的二氧化硅(SiO2)层20，使所述层20构图，以便形成4mm宽的窗户25，其在GaN<1-100>方向上的周期性为12mm。然后，形成n-型GaN层30，n-型氮化铟镓(In0.1Ga0.9N)层35，n-型氮化铝镓(Al0.14Ga0.86N)/GaN MD-SLS((调制掺杂应变层超晶格)Modulation Doped Stained-Layer Superlattices)包复层40，以及n型GaN包复层45。接着，形成In0.02Ga0.98N/In0.15Ga0.85NMQW(多量子阱(Multiple Quantum Well)活性层50，之后是p-型Al0.2Ga0.8N包复层55，p-型GaN包复层60，p-型Al0.14Ga0.86N/GaNMD-SLS包复层65，和p型GaN包复层70。在p-型Al0.14Ga0.86N/GaNMD-SLS包复层55中形成脊形条结构，以便限制在侧向于脊形波导结构中传播的光场。在p-型GaN包复层70和n-型GaN层30上形成电极，以便提供电流注入。
在图1所示的结构中，n型GaN包复层45和p-型GaN包复层60是光导层。n-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层40和p-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层65起包复层的作用，用于限制从InGaN MQW层50的活性区发射出的载流子和光线。n-型In0.1Ga0.9N层35起用于厚的AlGaN薄膜增长的缓冲层的作用，以便防止开裂。
通过利用图1所示的结构，通过电极将载流子注入InGaN MQW活性层50中，使得在400nm波长范围内进行光发射。由于在脊条区下的有效折射率大于脊条区外的有效折射率，因此，光场被限制在侧向的活性层中，这是由于在p-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层65中形成的脊形波导结构所致。另一方面，由于活性层的折射率大于n型GaN包复层45和p-型GaN包复层60，n-型Al0.14Ga0.86N/GaNMD-SLS包复层40和p-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层60的折射率，因此，通过n型GaN包复层45，n-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层40，p-型GaN包复层60，和p-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层55，在横向将光场限制在活性层中。因此，获得了基本上横模的操作。
然而，对于图1所示的结构，难于使缺陷密度降低至低于108cm-2，这是因为AlGaN，InGaN和GaN的晶格常数彼此完全不同，当n-型In0.1Ga0.9N层35，In0.02Ga0.98N/In0.15Ga0.85N MQW活性层50，n-型Al0.14Ga0.86N/GaN MD-SLS包复层40，p-型Al0.14Ga0.86N/GaNMD-SLS包复层65，以及p-型Al0.2Ga0.8N包复层55超过临界厚度时，作为释放应变能量的一种方式，在结构中将产生缺陷。缺陷由相分离造成并且起激光吸收中心的作用，这将造成光辐射效率的降低并增加临阈电流。结果是：操作电流变大，这又将使得可靠性受损害。
此外，在图1所示的结构中，将InGaN的三元合金体系用作活性层。在这种情况下，带隙能量在1.9eV(InN)至3.5eV(GaN)之间改变。因此，能量值高于3.5eV的紫外光，通过利用InGaN活性层将不能获得。由于在例如更高密度光学磁盘存储***和其它装置中，作为光学拾取装置的光源，紫外光是有吸引力的，因此，这将出现一些问题。
为更好地了解在常规三元材料体系中由相分离所造成的缺陷，必须理解InN，GaN和AlN之间晶格常数的失配。在InN和GaN，InN和AlN，以及GaN和AlN之间的晶格失配分别为11.3％，13.9％，和2.3％。因此，即使等效晶格常数与基材的等效晶格常数相同，但由于等效粘结长度在InN，GaN和AlN之间彼此不同，内部应变能量将积累在InGaN层中。为了降低内部应变能量，在InGaN晶格失配材料体系中，存在着发生相分离的组分范围，其中In原子，Ga原子，和Al原子不均匀地分布在所述层中。相分离的结果是：InGaN层中的In原子，Ga原子，和Al原子将不根据各组成层中的原子摩尔份数进行均匀地分布。这意味着，包括相分离的任何层的带隙能量分布也将变得不均匀。相分离部分的带隙区不成比例地起光学吸收中心的作用，或者使波导的光线产生光学散射。如上所述，解决这些问题的典型的现有技术的办法是增加驱动电流，因此将降低半导体装置的寿命。
利用GaN材料体系获得低缺陷密度激光二极管的另一常规方法是在包复层中只使用GaN。然而，这种方法有这样的缺点：在活性层中的光学限制将低于利用AlGaN包复层，这是因为在活性层和GaN包复层之间的折射率跃变小于如果在包复层中使用AlGaN时的折射率跃变。因此，光场在横向分布。在活性层中的光学限制需要增加的临阈电流，以得到相同的亮度。此外，对于GaN包复层，其势垒小于AlGaN包复层的势垒；这使得载流子能轻易地溢出活性层，将再次使临阈电流增加。因此，当操作电流增加时，将使可靠性，以及统计学上的寿命下降。因此，尽管所述包复层将产生缺陷，但AlGaN包复层仍被广泛应用。
因此，长期以来，一直需要一种减少晶格缺陷并且能够用来获得激光二极管，晶体管或其它装置的半导体结构，所述结构具有低的临阈电流和长期的可靠性。
                    发明概述
本发明基本上克服了现有技术的限制并提供了具有低缺陷密度并因此改善可靠性的半导体结构。本发明可以用来制备除了别的装置以外还有蓝光和其它的激光二极管，异质结场效应晶体管，异质结双极性晶体管，和光电二极管。
简单地说，本发明提供带有基材的半导体结构，其中在基材上形成第一导电型的第一包复层。然后在第一包复层上形成第一导电型的第一超晶格层，其中，所述超晶格层具有下面将进一步讨论的特性。然后，在该超晶格层上形成活性层，随后，形成第二导电型的第二超晶格层。最后，形成第二导电型的第二包复层。另外，也可以在紧接着活性层的两侧上使用传导层。电极以常规的方式形成。
超晶格层各自形成包复层，所述包复层由交替三元和四元材料如AlGaN和InGaN，或InGaAlN材料以不同摩尔份数的许多层组成，每个包复层的厚度均在其临界厚度以下。在一举例性实施方案中，超晶格层可以包含：约200个层对。对于超晶格，如果使用三元体系，如AlGaN和InGaN，AlGaN层将处于张应力下，而InGaN层将处于压应力下，通过使这些层交替，应力在AlGaN/InGaN层界面处被补偿，结果是，在层内具有更少的缺陷并增加了可靠性。超晶格层具有相反的导电型层，并夹着量子阱活性层，所述活性层可以单阱或多阱的形式完成。通过对摩尔份数的适当选择，AlGaN层的晶格常数可以安排在低于相邻GaN层的晶格常数，并且，可以将InGaN层的晶格常数安排在高于相邻GaN层的晶格常数。最终的结果是：形成了基本平衡至相邻GaN层的晶格常数的带有平衡应力的超晶格层，因此，大大地减少了由于应力所致缺陷的形成。
在本发明第一实施方案中，半导体结构-可以是例如激光二极管-包括如下：在GaN或其它基材上形成第一导电型的GaN第一包复层，然后，形成与第一包复层相同导电型的第一超晶格层。可以认为是第二包复层的第一超晶格层，可以由许多层对组成，这些层对通常是AlGaN和InGaN，或InGaN和InAlN。然后形成传导层，该层通常是InGaN材料，并且具有与第一包复层相同的导电型，之后形成通常是InGaN材料的量子阱活性层。可以利用单量子阱或多(例如三对)量子阱设计来形成活性层。另一InGaN传导层通常在该活性层上形成，但导电型与第一包复层相反。
然后在传导层上形成第二超晶格层，该晶格层起第三包复层的作用并且具有与第一包复层相反的导电型。当利用第一超晶格层时，第二超晶格层通常由许多层组成，例如AlGaN与InGaN结合，或InGaN与InAlN结合。超晶格层各自可以包含：约200个补充材料层对，但精确的数量并不是关键性的。GaN第四包复层通常在超晶格第三包复层上形成。电极以常规的方式形成。
如上所述，超晶格材料对可以选自下述材料对：AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN和InxayGa1-xayN/InxnAl1-xnN。利用所述结构，在第一超晶格层中，AlxalGa1-xalN层处于张应力下，而InxiGa1-xiN层处于压应力下，结果是，在相应组成层的界面处，应力能够相互补偿。同样地，在第二超晶格层中，AlxalGa1-xalN层处于张应力下，而InxiGa1-xiN层处于压应力下，结果是，在这种超晶格中，在其界面处应力也能够相互补偿。如果选择InxayGa1-xayN/InxnAl1-xnN材料对，操作是相同的。
此外，可以对AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN和InxayGa1-xayN/InxnAl1-xnN超晶格层进行设计，以便将活性层内的光场限制得比如果单独使用用于包复层的GaN时更好。通过增加在横向在活性层内的光学限制，装置的临阈电流能够下降。另外，对AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN和InxayGa1-xayN/InxnAl1-xnN超晶格层的设计，将使得自活性层的激光的吸收最少。因此，得到了低临阈电流和低缺陷密度的激光二极管。
通过对用于超晶格和活性层的材料进行选择，可以完成第一实施方案，并且，对于基材和外包复层，该实施方案还可以包括各种替代方案。特别是，第一实施方案的装备可以包括：蓝宝石基材，碳化硅，GaN等等。超晶格层可以包含AlxalGa1-xalN和InxiGa1-xiN，其中xal约为0.2而xi约为0.04至最多0.2；或者可以包含InxayGa1-xayN和InxnAl1-xnN，其中xay约为0.04而xn约为0.13。另外，活性层可以包括InxaGa1-xaN材料的单或多量子阱。优选的是，变量xi和xa的关系为xa＞xi。
在本发明第二实施方案中，再次实施基于三元材料体系的半导体结构。其中激光二极管再次是举例性装置的第二排列包含：与第一导电型GaN或类似的第一包复层在一起的合适的基材，第一导电型的超晶格第二包复层，和可以是单或多量子阱的例如为InxaGa1-xaN材料的量子阱活性层。另外，也可以将传导层紧接形成在活性层的每一侧上，以便帮助对光场的限制，但是在所有实施方案中它们是不需要的。当利用第一超晶格层时，超晶格第二包复层可以是AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN，InxayGa1-xayN/InxnAl1-xnN或其等同物。
然后，形成导电型与第一包复层相反的超晶格第三包复层，但在该实施方案中，仅包含14至50个AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN，InxayGa1-xayN/InxnAl1-xnN或其等同材料的层对。然后，在超晶格第三包复层上形成电流阻挡层，并在电流阻挡层中形成窗户，所述阻挡层暴露一部分超晶格第三包复层。然后，在电流阻挡层上形成超晶格第四包复层，并且可以是约200个层对。在电流阻挡层中的窗户，在超晶格第四包复层和超晶格第三包复层之间提供界面。超晶格第四包复层与超晶格第三包复层具有相同的导电型。与第一实施方案一样，xal确定AlN的摩尔份数(利用该材料作为例子)，xi和xa确定InN摩尔份数，而xi和xa的关系为xa＞xi。最后，在第四包复层上形成例如GaN的第五包复层，并以常规方式形成电极。
类似于第一实施方案，在超晶格层中AlGaN(或等同物)的晶格常数小于GaN包复层的晶格常数，而在超晶格层中InGaN的晶格常数大于GaN包复层的晶格常数。在这种情况下，AlGaN层将处于张应力下，而InGaN层将处于压应力下，这又将使补充层中的应力在AlGaN/InGaN层界面处相互补偿。同样地，与如果将GaN用于包复层相比时，AlGaN/InGaN超晶格层将提供在活性层内对光场更好的限制。另外，在横向在活性层内改善的光学限制将导致降低的临阈电流。由于InN的摩尔份数xa大于InN的摩尔份数xi，由于AlGaN/InGaN超晶格层不吸收来自InGaN单量子阱活性层的激光，因此，降低的临阈电流也是可能的。这将使得AlGaN/InGaN超晶格层中InGaN的带隙能量变得大于InGaN单量子阱活性层的带隙能量。最终的结果是：构成了具有低临阈电流和低缺陷密度的半导体结构。
由前述可以理解的是，第一和第二实施方案之间的主要差别在于：添加了电流阻挡层，在上述举例性实施方案中，该层夹在较小超晶格层和较大超晶格层之间。在上述举例性排列中，半导体结构具有AlxbGa1-xbN电流阻挡层，该层带有通过其形成AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格第三包复层的窗户区域，其中电流阻拦层具有与AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格层相反的导电型，其中，xb确定AlN的摩尔份数，并且xb和xal的关系为xb＞xal。通过利用所述的电流阻挡层以便在超晶格层中形成窗户区，在窗户区中有效的折射率将大于窗户区以外的折射率。这有助于在侧向将光场限制在窗户区下的活性内。由于AlN的摩尔份数xb大于窗户区以外超晶格层的摩尔份数xal，因此，折射率窗户区内有效的折射率将增加。此外，由于AlGaN电流阻挡层的导电型不同于AlGaN/InGaN超晶格包复层，因此，注入电流将限制在窗户区内。这将使得在窗户区内活性层中的注入电流密度变得足够大，以便获得激光振荡。因此，利用带有进入超晶格层内窗户的所述电流阻挡层，将能够得到单横模操作的激光二极管。
本发明的第三实施方案在结构上类似于第一实施方案，但利用四元材料体系替代上述的三元材料体系来实施。在这样的实施方案中，第一导电型的In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的包复层形成在GaN或其它基材上。然后，作为第二包复层，形成第一导电型的第一超晶格层，该层包含In1-x2-y2Gax2Aly2N和In1-x3-y3Gax3Aly3N材料。在包复层中，将In1-x2-y2Gax2Aly2N材料的晶格常数选择为大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数，而将In1-x3-y3Gax3Aly3N材料的晶格常数选择成大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数。然后形成例如是InGaN材料的量子阱活性层，所述量子阱可以是单或多量子阱；然后形成相反导电型的第二超晶格层。第二超晶格层可以例如包含：In1-x4-y4Gax4Aly4N和In1-x5-y5Gax5Aly5N，其中，In1-x4-y4Gax4Aly4N的晶格常数大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数，而所述In1-x5-y5Gax5Aly5N的晶格常数小于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数。第二超晶格层起第三包复层的作用。然后形成与第一包复层相反导电型的第四包复层，其材料通常是In1-x6-y6Gax6Aly6N材料。x1，x2，x3，x4，x5，和x6的值确定GaN摩尔份数而y1，y2，y3，y4，y5，和y6确定AlN的摩尔份数。与第一和第二实施方案一样，可以在某些实施方案中补充传导层，以帮助限制光场，并且如果补充的话，直接形成在活性层的任一面上。
在第三实施方案中，与第一和第二实施方案一样，在第一超晶格层中，In1-x2-y2Gax2Aly2N层处于张应力下，而In1-x3-y3Gax3Aly3N层处于压应力下，结果是，在In1-x2-y2Gax2Aly2N层和In1-x3-y3Gax3Aly3N层界面处，应力能够相互补偿。同样地，在第二晶格层中，In1-x4-y4Gax4Aly4N层处于张应力下，而In1-x5-y5Gax5Aly5N层处于压应力下，结果是，在In1-x4-y4Gax4Aly4N层和In1-x5-y5Gax5Aly5N层界面处，应力能够相互补偿。
对InGaN超晶格层进行设计，以便将光场限制在活性层内，并且比将GaN单独用于包复层的更好。通过增加在横向在活性层内的光学限制，能够降低装置的临阈电流。另外优选的是，也将InGaAlN超晶格层设计成不吸收来自活性层的激光。因此，得到了低临阈电流和低缺陷密度的激光二极管。
本发明的第四实施方案主要包括：第三实施方案的四元材料，以及第二实施方案的总体结构，即，在电流阻挡层的任一面上使用超晶格第三和第四包复层，借助在电流阻挡层中的窗户，将使得这些超晶格层之间允许有界面。
根据本发明下面的详细说明，以及下面所示的附图，概述本发明的前述观点将更易理解。
                 附图概述
图1示出了现有技术的激光二极管。
图2示出了本发明简化的横截面图。
图3示出了第一实施方案半导体装置的简化横截面图。
图4A-4C示出了根据第一实施方案制备半导体结构的简化的一系列步骤。
图5示出了超晶格包复层中过量应力和In含量之间的关系。
图6示出了取决于第一实施方案注入电流密度的输出功率。
图7示出了输出功率对第三实施方案注入电流密度的依赖性。
图8示出了超晶格包复层中过量应力和In含量之间的关系。
图9示出了超晶格包复层中InAlN层的过量应力和In含量之间的关系。
图10示出了根据第二实施方案的半导体装置的简化横截面图。
图11A-C示出了根据第二实施方案制备半导体激光二极管的一系列简化步骤。
图12示出了窗户区内外间有效折射率差(Dn)和第三包复层厚度(dp)之间的关系。
图13示出了输出功率对第二实施方案的注入电流密度的依赖关系。
图14示出了窗户区内外间有效折射率差(Dn)和第三包复层厚度(dp)之间的关系。
图15示出了输出功率对第四实施方案的注入电流密度的依赖关系。
图16示出了根据第三实施方案的半导体装置的简化横截面图。
图17示出了根据第四实施方案的半导体装置的简化横截面图。
图18示出了根据本发明构成的异质结场效应晶体管。
图19示出了根据本发明构成的异质结双极性晶体管。
图20示出了根据本发明构成的光电二极管。
图21示出了根据本发明构成的光电晶体管。
             发明详细说明
首先参考图2，其中示出了根据本发明的普通形式的半导体结构。在基材100上形成第一包复层105，所述基材可以是GaN，蓝宝石，碳化硅或其它合适的基材。第一包复层通常具有与基材相同的导电型。然后在第一包复层105上形成第二包复层110，其中，第二包复层的导电型与第一包复层相同。
第二包复层110由许多层对115组成，每个层对的厚度均小于其临界厚度，但它们一起形成超晶格。使用超晶格层克服了AlGaN(和类似材料)相对于GaN较小的晶格常数，同时提供了AlGaN(和类似材料)相对于GaN相对较大带隙的益处，并且还提供了相对于GaN较小的折射率。通常，对超晶格的组成层进行选择，以致使，所述层之一的晶格常数大于活性层，例如GaN层，而另一组成层的晶格常数小于活性层。在超晶格组成层的晶格常数之间的这种关系可以简单地表达为SL1＞GaN＞SL2。对于第III族的氮化物，晶格常数的关系为InN＞GaN＞AlN，这也意味着InGaN，GaN，和AlGaN的晶格常数关系为：InGaN＞GaN＞AlGaN。同样地，通过适当选择原子含量，能够将其它材料晶格常数的关系设置成如下：InAlN＞GaN＞AlGaN，以及InGaN＞GaN＞InAlN。在下文中将对这些关系进行更为详细的讨论。
超晶格第二包复层110的组成层15处于对抗应力下，因此，第一层处于张应力下，而相邻层处于压应力下。对于所述材料，每层均低于其临界厚度，并因此避免了材料内部的开裂。包含超晶格的层对的数量可在大大地在20或更少至大于200之间改变，其中增加厚度的层将提供更大的光学限制，但需要增加的抗电性和耐热性，因此需要增加加热。
在超晶格层110制成之后，在超晶格层110上增加活性层120，并增加与超晶格层110导电型互补的超晶格第三包复层125。另外，也将在下面详细讨论的是，也可以在超晶格层110上面装备传导层。在这种情况下，在活性层顶上增加第二传导层，然后，增加超晶格第三包复层125。传导层将具有与其相邻超晶格层相同的导电型。
在超晶格层125配备之后，形成第四包复层130，其导电型与层125相同。然后，例如在基材100的下面和第四包复层130的上面，以常规的方式形成电极对135和140。
通过适当选择用于超晶格层的材料，张应力和压应力能够在这些层中进行平衡，从而使缺陷密度变得最小。此外，由于超晶格包复层和活性层之间的折射率差大于常规GaN和活性层之间的折射率差，因此，与如果使用例如单一的GaN包复层时相比，能够将光场更好的限制在活性层内。
接着参考图3和4A-4C，图3和4A-4C详细地示出了根据本发明半导体结构的第一实施方案。为简便起见，在阐明本发明第一实施方案时，将激光二极管选为举例性的半导体结构，并以简化的横截面图示出。在n型GaN基材150上形成约0.5微米厚的n型GaN第一包复层155。然后形成n型材料的超晶格第二包复层160。对于第一实施方案举例性的装置，其层对的数量可以约为200。用于超晶格层的材料可以是具有合适晶格常数，导电型等若干种组合的任一种。正如下面将详细讨论的那样，举例性的材料是Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N，或Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N或In0.04Ga0.96N/In0.13Al0.87N。超晶格组成层各自的典型厚度约为20埃，但精确的厚度可以在合理的容许量内改变，只要不超过产生位错的临界厚度。
在制备超晶格第二包复层160之后，如果需要，可以形成约35埃厚度的In0.02Ga0.98N材料的n型传导层165，但在至少一些实施方案中，不需要使用传导层。然后，形成量子阱活性层170，所述阱可以是单或多量子阱。如果使用多量子阱，尽管精确的构形可以根据用途而改变，但已发现，三对构形将是所希望的。对于单阱装置，所述层170可以包含：约35埃厚的In0.15Ga0.85N材料。如果优选多阱量子层，层170可以包含：三对In0.15Ga0.85N/In0.03Ga0.98N(35埃厚)材料。如果使用传导层，例如，形成约35埃厚的In0.03Ga0.97N材料的第二传导层，其导电型与第一传导层相反。然后，形成p型材料的超晶格第三包复层180。与层160一样，超晶格层180可以包含：200对In0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N材料，厚度通常为20埃，或者可以是Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N或材料In0.04Ga0.96N/In0.13Al0.87N。最后形成p型GaN第四包复层185，其厚度通常约0.5微米。以常规的方式形成电极对(未示出)。
为了从活性层170发射波长为450nm的蓝光，将活性层170中InN的摩尔份数设置在约0.15。载流子主要从n型基材150和p型GaN第四包复层185注入并且在活性层170中再结合，这将导致蓝光发射。
超晶格层160和180起将光场限制在横向的作用，它将比常规GaN包复层更好，这是因为活性层和包复层之间的折射率差大于活性层和常规GaN层之间的折射率差。在活性层中强的光学限制将形成低临阈电流的激光二极管。
为使缺陷的产生最小化，将应变补偿超晶格层160和180用于包复层，以替代常规的AlGaN包复层或简单的GaN包复层。在本发明的超晶格结构中，包含超晶格层的各组成层的厚度维持在临界厚度以下，或者通常约为20埃。这将大大降低包复层中的应力，并因此使该层中的缺陷密度变得最少。对于在超晶格层中使用的每个材料对，其中一层材料，例如Al0.2Ga0.8N处于张应力下，而另一层，例如In0.04Ga0.96N处于压应力下。通常将一种材料(例如Al0.2Ga0.8N)选择为其晶格常数小于GaN，而另一种材料(例如In0.04Ga0.96N)的晶格常数大于GaN，在层与层之间界面处，应力能够被补偿。这将阻止应力积累，并且相对于常规的GaN包复层降低缺陷密度。
如前所述，若干种材料的结合也能够用于超晶格层。每一种举例性的材料组合--Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N/In0.2Al0.8N，或In0.04Ga0.96N/In0.13Al0.87N--将在下面讨论。
如果利用Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N组合，图5示出了波导结构中过多的应力和AlGaN/InGaN超晶格包复层中InGaN层的In含量之间的关系。除AlGaN/InGaN超晶格包复层中InGaN层的In含量以外，将其它结构参数固定。为此，将过多的应力确定为在波导结构没有位错下波导的epilayer中最大应力和与位错线有关的有效应力之间的差值。如果过多应力为正值，那么，当位错在波导结构中产生时，应变能量将变得比当位错不在波导结构中产生时的更小。这意味着：当位错在波导结构中产生时，与不在波导结构中产生相比，该结构将是更为稳定的。
然而，如果过多应力变成负值，那么将发生相反的情况：当位错不在波导结构中产生时，应变能量将变得比当位错在波导结构中产生时的更小。这意味着：与位错在波导结构中产生的情况相比时，当位错不在波导结构中产生时，该结构将是更为稳定的。如图5所示，当In含量等于0.04时，过多应力将变得最小。因此，在图3所示实施方案的结构中，将超晶格包复层中AlGaN层的AlN摩尔份数和超晶格包复层中InGaN层的InN摩尔份数分别设置在0.2和0.4。
此外，如果将Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N超晶格层用作包复层，在横向，在活性层中的光学限制将大于仅将GaN包复层用作包复层材料的情况，这是因为，Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N超晶格包复层的平均折射率小于GaN包复层的平均折射率，这将在包复层和活性层之间获得更大的折射率差。
图6示出了第一实施方案激光二极管的光-电流特性，其中超晶格材料是Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N并使用单量子阱。激光二极管通过有荷因数(duty cycle)为1％的脉冲电流驱动。临阈电流密度为5.2kA/cm2，该值约为激光二极管临阈电流密度的一半，所述二极管带有仅由GaN制造的包复层。图7示出了根据第一实施方案构成的激光二极管的光-电流特性，但使用多量子阱设计。激光二极管通过有荷因数为1％的脉冲电流驱动。临阈电流密度为4.2kA/cm2，该值也约为多量子阱激光二极管临阈电流密度的一半，所述二极管仅将GaN用于其包复层。
超晶格层160和180用的材料的第二种举例性组合是Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N。在将Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N用于超晶格层的情况下，应力平衡稍稍不同。图8示出了波导结构中的过多应力和AlGaN/InAlN超晶格包复层中InAlN层的In含量之间的关系。除AlGaN/InAlN超晶格包复层中InAlN层的In含量以外，将其它结构参数固定。如图8所示，在In含量等于0.2的情况下，过多应力将变得最小。因此，如果将Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N用于超晶格层，超晶格包复层中AlGaN层的AlN摩尔份数和超晶格包复层中InAlN层的InN摩尔份数分别设置在0.2和0.2，以便保证应变被相邻的组成层所补偿。
另外，对于其中将Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N用作超晶格层的情况下，在横向，光场在活性层内的限制将好于仅仅是GaN包复层，这是因为Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N超晶格层的平均折射率小于GaN包复层的平均折射率。
用于超晶格层160和180的材料的第三种举例性组合是In0.04Ga0.96N/In0.13Al0.87N。在这种组合下，In0.13Al0.87N层处于张应力下，而In0.04Ga0.96N层处于压应力下。因此，应力在In0.13Al0.87N层和In0.04Ga0.96N层之间的界面处被补偿。晶格常数的关系是In0.04Ga0.96N＞GaN＞In0.13Al0.87N。
与先前的材料组合一样，由于材料的不同，因此应力平衡将改变。图9示出了波导结构中过多应力和InGaN/InAlN超晶格包复层中InAlN层的In含量之间的关系。除InGaN/InAlN超晶格包复层中InAlN层的In含量以外，将其它结构参数固定在上述的数值。如图9所示，在InAlN层中的In含量为0.13的情况下，过多应力将变成最小。因此，在图9所示第九实施方案的结构中，为补偿应变，分别将超晶格包复层中InGaN层的InN摩尔份数和超晶格包复层中InAlN层的AlN摩尔份数设置在0.04和0.87。
此外，如果将In0.04Ga0.96N＞GaN＞In0.13Al0.87N用于超晶格包复层，在横向，在活性层中的光场限制将好于仅使用GaN的包复层。In0.04Ga0.96N＞GaN＞In0.13Al0.87N超晶格包复层的平均折射率小于GaN包复层的平均折射率，这将在包复层和活性层之间获得更大的折射率差，这种情况发生在只使用GaN包复层时。
接着参考图10和图11A-11C，可以更好地理解本发明的第二实施方案。与图3的实施方案一样，图10是第二实施方案半导体激光二极管的简化横截面图，而图11A-11C示出了产生图10结构的制备步骤的简化的变型。在n型GaN基材300上，形成约0.5微米厚的n型GaN第一包复层305，然后是约有200个组成层对的n型超晶格第二包复层310。然后，形成约35埃厚的In0.02Ga0.98N传导层，接着是量子阱活性层320。量子阱活性层(约35埃)可以是单或多量子阱。如果使用单量子阱设计，那么，活性层通常包含In0.15Ga0.85N。如果使用多量子阱设计，那么，可以用三对In0.15Ga0.85N/In0.03Ga0.98N多量子阱来制备活性层，其中各层的厚度约35埃。然后，在某些实施方案中，可以形成约35埃厚的In0.03Ga0.97N传导层325。
然后，与第一实施方案明显的区别是，形成p型超晶格第三包复层330。然而，所述层330通常仅包含约25对组成层，每层的厚度约20埃。然后，形成约100埃厚的p型Al0.22Ga0.78N电流阻挡层335。然后，在电流阻挡层335中形成条状窗户340，以便暴露部分第三包复层330。然后形成p型第四超晶格包复层345，其通常包含约200对组成层。最后，形成约0.5微米厚的P型GaN第五包复层350。可以用常规方式形成电极。
与第一实施方案一样，可以用材料若干不同的组合来制备超晶格层310，330，和345，它们可以包括：Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N，Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N，或In0.04Ga0.96N/In0.13Al0.87N。这些材料的操纵与结合第一实施方案的讨论一样，所不同的是，在下面详细讨论的对电流阻挡层的操纵。因此，尽管可以理解的是，用与第一实施方案相同的方式，每一个组合均是可以接受的，但第二实施方案剩余的讨论部分将利用Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N作为例子。
为了从活性层320中发射波长为450纳米的蓝光，将活性层320中InN摩尔份数设置在0.15。为了获得基本横模的操纵，窗户宽度设置为2mm。
为了具有单侧方式振荡(single lateral mode oscillation)，将电流阻挡层335的AlN摩尔份数设置为大于p型Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N超晶格第四包复层350。当电流阻挡层335的AlN摩尔份数与第四包复层的相同时，在条内的折射率将由于等离子体效应而降低，并且将形成波导，结果是不能产生单侧方式振荡。当电流阻挡层335的AlN摩尔份数低于p型Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N超晶格第四包复层345时，侧向方式振荡变得不稳定。在这种情况下，将电流阻挡层335的AlN摩尔份数设置在0.22，该值高于Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N超晶格第四包复层345。另外，第三包复层330的厚度(dp)也将影响窗户区内和窗户区外的有效折射率差(Δn)。当dp值大时，Δn将变小。另一方面，当dp值小时，Δn将变大。在Δn为大值的情况下，光场在侧向的限制将更加强烈，这将致使空间孔(spatial holes)燃烧，以致使光场变形。对于利用用于光学拾取***的所述装置而言，光场的变形将是决定性的问题。如果Δn为小值，光场将在侧向分布入在窗户区外的活性层中。在这种情况下，在窗户区以外的活性层将被注入的载流子大大激活，结果是，光场将遭受光学损失，这将使临阈电流增加。
图12示出了Δn和dp之间的关系。如图12所示，当dp变大时，Δn将变小。为了在侧向，适当地将光场限制在窗户区内，将Δn的值设置在约6×10-3。在第二实施方案中，为了获得6×10-3的Δn值，将dp设置为0.1mm。
根据图10中所示的第二实施方案的结构，通过p型Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N超晶格第四包复层345注入的电流限制在窗户340内，并在位于窗户下面的量子阱活性层320中产生450nm带宽的激光振荡。如前所述，在超晶格层中，利用AlGaN组成层将有助于将光场强烈地限制在横向。在活性层中强烈的光学限制将产生低临阈电流的激光二极管。
图13示出了根据带有单量子阱的第二实施方案构成的激光二极管的光-电流特性。激光二极管通过有荷因数为1％的脉冲电流驱动。临阈电流密度为4.0kA/cm2，该值约为激光二极管临阈电流密度的一半，所述二极管带有仅由GaN制造的包复层。
在利用多量子阱活性层的情况下，在Δn和dp之间的关系将稍稍发生改变。与图2一样，图14中示出的关系表明：当dp变大时，Δn将变小。为了在侧向适当地将光场限制在窗户区内，将Δn的值设置在约6×10-3。在第二实施方案中，为了获得6×10-3的Δn值，将dp设置为0.08mm。
图15示出了第二实施方案激光二极管的光-电流特性，但利用多量子阱活性层。该装置将导致在横向在活性层中改善的(即增加的)光学限制，其改善程度将超过利用单量子阱活性层所能够达到的程度。因此，多量子阱装置能够进一步使临阈电流降低。图15示出了通过有荷因数为1％的脉冲电流驱动的激光二极管。临阈电流密度约为3.8kA/cm2，该值也约为带有GaN包复层的激光二极管临阈电流密度的一半。
下面参考图16，可以更好地理解本发明的第三实施方案。图16中示出的实施方案不同于图3中示出的实施方案，其中，该实施方案使用四元材料体系而不是图3的三元体系。因此，在本发明的第三实施方案中，半导体结构--例如可以是激光二极管--包含如下：在GaN或其它基材400上，形成In1-x1-y1Gax1Aly1N材料第一导电型的包复层405。然后，形成第一导电型的超晶格第二包复层410，该层包含：In1-x2-y2Gax2Aly2N和In1-x3-y3Gax3Aly3N材料。在包复层中，将In1-x2-y2Gax2Aly2N材料的晶格常数选成大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数，而将In1-x3-y3Gax3Aly3N材料的晶格常数选成小于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数。在某些实施方案中，可以在超晶格层410上形成任何合适材料的传导层415。然后，形成量子阱活性层420，所述量子阱活性层可以单阱或多阱设计。然后，在至少某些实施方案中，形成传导层425。然后形成相反导电型的超晶格第三包复层430。所述超晶格第三包复层例如可以包含：In1-x4-y4Gax4Aly4N和In1-x5-y5Gax5Aly5N材料，其中，In1-x4-y4Gax4Aly4N材料的晶格常数大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数，而In1-x5-y5Gax5Aly5N材料的晶格常数小于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数。然后形成通常是In1-x6-y6Gax6Aly6材料、与第一包复层相反导电型的第四包复层435。x1，x2，x3，x4，x5，和x6限定GaN的摩尔份数，而y1，y2，y3，y4，y5，和y6限定AlN的摩尔份数。
利用所述结构，在超晶格层中，In1-x2-y2Gax2Aly2N层处于压应力下而In1-x3-y3Gax3Aly3N层处于张应力下，结果是，在In1-x2-y2Gax2Aly2N层和In1-x3-y3Gax3Aly3N层的界面处，应力将被相互补偿。同样地，在第二超晶格层中，In1-x4-y4Gax4Aly4N层处于压应力下而In1-x5-y5Gax5Aly5N层处于张应力下，结果是，在In1-x4-y4Gax4Aly4N层和In1-x5-y5Gax5Aly5N层的界面处，应力能够被相互补偿。
与先前的实施方案一样，对InGaAlN超晶格层进行设计，以便将光场限制在活性层中，其比如果将GaN用于包复层的更好。通过增加横向活性层内的光学限制，装置的临阈电流能够下降。另外，能够对InGaAlN超晶格层进行设计，以便不吸收来自活性层的激光。因此，得到了低的临阈电流和低的缺陷密度。
参考图17，可以更好地理解本发明的第四实施方案。第四实施方案使用第三实施方案的四元材料体系，但所不同的是，利用图10和图11A-11C所示的第二实施方案的结构。在GaN或其它基材500上，形成In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的第一导电型的包复层505。然后，形成第一导电型的超晶格第二包复层510，该层包含：In1-x2-y2Gax2Aly2N和In1-x3-y3Gax3Aly3N材料。在包复层中，将In1-x2-y2Gax2Aly2N材料的晶格常数选成大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数，而将In1-x3-y3Gax3Aly3N材料的晶格常数选成小于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数。在某些实施方案中，可以在超晶格层510上形成任何合适材料的传导层515。然后，形成量子阱活性层520，所述量子阱活性层可以单阱或多阱设计。然后，与前述实施方案一样，在至少某些实施方案中，形成另一相反导电型的传导层525。然后形成相反导电型的超晶格第三包复层530。所述超晶格第三包复层例如可以包含：In1-x4-y4Gax4Aly4N和In1-x5-y5Gax5Aly5N材料，其中，In1-x4-y4Gax4Aly4N材料的晶格常数大于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数，而In1-x5-y5Gax5Aly5N材料的晶格常数小于In1-x1-y1Gax1Aly1N材料的晶格常数。超晶格层530可以是约25对组成层。然后形成p型Al0.22Ga0.78N材料的电流阻挡层，其厚度约100埃。然后在电流阻挡层532中形成条状窗户，以便暴露超晶格层530。然后形成与超晶格层330相同材料但约20对组成层的超晶格第四包复层535。最后，用与前述相同的方式形成第五包复层。同样地，可以常规方式形成电极对。
接着参考图18，该图示出了由本发明的方法和结构形成的异质结场效应晶体管。首先在GaN基材600上形成约0.5微米厚的i-GaN包复层605，然后在其之上形成约100埃厚的n-型通道层610。再在其上形成约五对组成层的超晶格层615，每层的厚度约20埃，其材料为Al0.2Ga0.8N(6层)/n-型In0.04Ga0.96N(5层)。然后，在超晶格层615上形成源电极、漏极和栅极620、625和630。第III族的氮化物材料，尤其是GaN和AlN，是用于能够在高功率和高温条件下进行操作的高能电子装置希望的材料，这是由于GaN和AlN具有更宽的带隙(GaN为3.5eV，AlN为6.2eV)，因此，将产生更高的击穿电场，以及更高的饱和速度。这分别是与AlAs，GaAs，和Si(2.16eV，1.42eV，和1.12eV)相比所得出的结论。因此，利用AlGaN/GaN材料的场效应晶体管(FETs)被广泛探索用于微波功率晶体管领域。
下面参考图19，其中示出了根据本发明形成的异质结双极晶体管。GaN基材650提供了在其上形成超晶格集电极层655的基础。然后形成p型GaN基极层660，然后再形成超晶格发射极层665。之后形成集电极、基极和发射极670、675和680。图19示出了异质结双极晶体管(HBT)的实施方案。首先在GaN基材650上形成一百对n-型、20埃厚的Al0.2Ga0.8N(101层)/n-型、20埃厚的In0.04Ga0.96N(100层)超晶格集电极层，然后形成50纳米厚的p型GaN基极层。然后，作为发射极，形成约80对、n-型、20埃厚的Al0.2Ga0.8N(81层)/n-型、20埃厚的In0.04Ga0.96N(80层)超晶格层。AlGaN层和InGaN层之间的应力在界面处将被相互补偿，以致使产生的缺陷被减少，这将生产出高质量的异质结AlGaN/GaN。AlGaN/GaN超晶格发射极层的带隙大于GaN基极层的带隙，以致使，在p-型基极层中产生的空穴将被很好的限制在基极层中，这是因为，与GaN均质结双极晶体管的价带相比，在GaN和AlGaN/InGaN超晶格层之间具有更大不连续的价带。因此，在基极电流和集电极电流之间获得了大的电流放大。此外，如上所述，AlGaN/InGaN超晶格层和GaN的带隙较大，以致使，晶体管能够用作高温晶体管。另外也可以理解的是，尽管如上所述的实施方案将超晶格层用于发射极和集电极，但在所有例子中，这两层不必均为超晶格型，并且作为集电极或发射极，可以使用单超晶格层。
下面参考图20，能够更好的理解作为光电二极管而实施的本发明的实施方案。首先在n-型GaN基材700上形成约0.5微米厚的n-型GaN第一包复层705，然后形成约200对组成层的n-型超晶格第二包复层710。随后，形成约35埃厚的In0.02Ga0.98N传导层715，继之以量子阱活性层720。所述活性层通常包含In0.15Ga0.85N。然后，在某些实施方案中，可以补充约35埃厚的In0.03Ga0.97N传导层325。
然后，与第一实施方案明显不同的是，形成p-型超晶格第三包复层。然而，层330通常包含约25对组成层，每层约20埃厚。然后，形成约100埃厚的p-型Al0.22Ga0.78N电流阻挡层335。随后在电流阻挡层335中形成条状窗户340，以便暴露部分第三包复层330。以常规方式形成电极。
与第一实施方案一样，可以使用材料若干种不同的组合来制备超晶格层710和730，并且可以包括Al0.2Ga0.8N/In0.04Ga0.96N，Al0.2Ga0.8N/In0.2Al0.8N，或In0.04Ga0.96N/In0.13Al0.87N。这些材料的操作如第二实施方案中所述，所不同的是除去上包复层和第三超晶格层。在本发明优选的排列中，窗户340可以成形为小外座圈(outer ring)的形式。
参考图21，其中示出了以异结质光电晶体管实施的本发明半导体装置的实施方案。尽管其它频率，包括蓝光也可以借助稍稍的改进来检测，该装置特别适合于在紫外(UV)范围内操纵。由于GaN和AlGaN具有宽的带隙(对于GaN3.5eV，相当于200纳米的波长；对于AlN6.2eV，相当于350纳米的波长)，因此，它们作为紫外光(UV)范围内的光检测器是有吸引力的。由于AlGaN在整个AlN合金组分范围中的直接带隙和效力，因此，AlGaN/GaN基UV光检测器将具有高的量子效率和高截止波长的可调谐性。然而，与前述实施方案一样，AlGaN的晶格常数不同于GaN，因此，缺陷往往会产生，这将导致漏电。
如上所述，通过在AlGaN和InGaN层的界面处对应力进行补偿，同时使超晶格层的有效带隙大于GaN本身的带隙，本发明的应变补偿的超晶格结构能够减少现有技术中存在的缺陷。仍参考图21中示出的异质结光电晶体管(HPT)，首先在GaN基材800上形成超晶格集电极层805，该层包含约120对n-型、20埃厚的Al0.2Ga0.8N(101层)和n-型、20埃厚的In0.04Ga0.96N(100层)组成层805A和805B。接着，形成约200纳米厚的p-型GaN基极层820，随后形成超晶格发射极层825，该层包含约80对n-型、20埃厚Al0.2Ga0.8N(81层)和n-型、2纳米厚In0.04Ga0.96N(80层)的组成层。与每个实施方案的超晶格层一样，在AlGaN层和InGaN层的这种情况下，组成层之间的应力将在其界面处相互补偿。这些应变被补偿的层明显减少了缺陷的产生，得到了高质量的异质结AlGaN/GaN。以常规方式形成电极830和835。
如上所述，AlGaN/InGaN超晶格层的带隙大于GaN基极层的带隙。在操纵时，光线从发射极侧照射。如果照射光的光子能大于GaN基层的带隙能，但小于AlGaN/InGaN超晶格发射极层的带隙能的话，照射光将透射至发射极层上，以致使光线吸收在GaN基极层内并产生电子对和空穴对。由于与存在于GaN均质结光电晶体管中的价带相比，在GaN层和AlGaN/InGaN超晶格层之间存在更大的价带，因此，通过在p-型GaN基极层中的光吸收所产生的空穴将更好的限制在基极层中。与常规均质结光电晶体管的情况相比，这又将产生更大的发射极电流和在基极区中更好的补偿。因此，可以获得高量子效率和高灵敏度的UV光检测器，这意味着从输入光至集电极电流高的转换效率。在希望检测其它频率、例如蓝光的情况下，GaN基极层可以简单地被InGaN替代。
业已完整描述了本发明的若干个实施方案，本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的情况下，还存在着许多替代方案和等同物。因此，本发明的范围并不局限于所述的说明，而仅仅是由所附的根据权利要求书来限定。

Claims (13)

1.一种半导体结构，包括：
第一导电型的基材，和
包含许多第一和第二组成层对的第一超晶格层；所述第一组成层包含处于张应力下的材料，而所述第二组成层包含处于压应力下的材料；在其界面处压应力和张应力相互补偿。
2.根据权利要求1所述的半导体结构，包括：
在第一超晶格层上形成的活性层，所述超晶格层具有第一导电型，和
与第一导电型互补的第二超晶格层，该层包含许多第三和第四组成层，第三层包含处于张应力下的材料，而第四组成层包含处于压应力下的材料，在其界面处压应力和张应力相互补偿。
3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中基材为GaN，该半导体结构还包括：
在基材和第一超晶格层之间形成的第一i-GaN包复层，和
在该i-GaN包复层和第一超晶格层之间形成的n-GaN通道层。
4.根据权利要求1所述的半导体结构，另外还包括基极层和发射极层，并且其中第一超晶格层包含集电极层。
5.根据权利要求1所述的半导体结构，另外还包括：
在上面形成的并与基材相同导电型的第一包复层，
与基材相同导电型的第二包复层，
活性层，和
其中第一超晶格层形成第三包复层，并且具有与基材的导电型互补的导电型，
在超晶格第三包复层上面形成的并且在其中具有窗户的阻挡层，所述窗户将部分超晶格第三包复层暴露。
6.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，基材为GaN并且第一超晶格层形成集电极层，另外还包括基极层和超晶格发射极层，它们由许多对应变被补偿的组成层所组成。
7.一种半导体结构的制备方法，包括：
提供第一导电型的基材，
形成小于临界厚度的第一组成层，该第一层处于预定幅度的张应力下，
在第一组成层上形成第二组成层，该第二组成层处于压应力下，该应力与第一组成层张应力的幅度相同，结果是，在组成层中张应力和压应力相互补偿。
8.一种晶体管装置，包括：
在In1-x1-y1Gax1Aly1N层的半绝缘层上，顺序形成：n-型In1-x1-y1Gax1Aly1N导电通道层，由In1-x2-y2Gax2Aly2N和In1-x3-y3Gax3Aly3N组成的n-型超晶格层，其中，所述In1-x2-y2Gax2Aly2N的晶格常数大于所述In1-x1-y1Gax1Aly1N的晶格常数，而In1-x3-y3Gax3Aly3N的晶格常数小于所述In1-x1-y1Gax1Aly1N的晶格常数，其中x1，x2，和x3限定GaN的摩尔份数，而y1，y2，和y3限定AlN的摩尔份数，并且所述超晶格层的有效带隙大于In1-x1-y1Gax1Aly1N层的有效带隙。
9.一种晶体管装置，包括：
由In1-x1-y1Gax1Aly1N和In1-x2-y2Gax2Aly2N组成的第一导电型超晶格集电极层；相反导电型的In1-x3-y3Gax3Aly3N基极层；第一导电型的In1-x1-y1Gax1Aly1N和In1-x2-y2Gax2Aly2N发射极层；其中，所述In1-x2-y2Gax2Aly2N的晶格常数大于所述In1-x3-y3Gax3Aly3N的晶格常数，而In1-x2y2Gax2Aly2N的晶格常数小于所述In1-x3-y3Gax3Aly3N的晶格常数，所有层均顺序形成，其中，In1-x3-y3Gax3Aly3N的带隙小于In1-x1-y1Gax1Aly1N和In1-x2-y2Gax2Aly2N超晶格层的有效带隙，并且x1，x2，和x3限定GaN的摩尔份数，而y1，y2，和y3限定AlN的摩尔份数。
10.一种半导体激光二极管，包括：
在一定导电型的In1-x1-y1Gax1Aly1N上，顺序形成：由In1-x2-y2Gax2Aly2N和In1-x3-y3Gax3Aly3N组成的一定导电型的超晶格层，其中，所述In1-x2-y2Gax2Aly2N的晶格常数大于所述In1-x1-y1Gax1Aly1N的晶格常数，而In1-x3-y3Gax3Aly3N的晶格常数小于所述In1-x1-y1Gax1Aly1N的晶格常数；由In1-x4-y4Gax4Aly4N和In1-x5-y5Gax5Aly5N组成的相反导电型的超晶格层，其中，所述In1-x4-y4Gax4Aly4N的晶格常数大于材料1的晶格常数，而所述In1-x5-y5Gax5Aly5N的晶格常数小于In1-x1-y1Gax1Aly1N的晶格常数；相反导电型的In1-x6-y6Gax6Aly6N；其中x1，x2，x3，x4，x5，和x6限定GaN的摩尔份数，而y1，y2，y3，y4，y5，和y6限定AlN的摩尔份数。
11.一种半导体激光二极管，包括：
一定导电型的GaN第一包复层，所述一定导电型的AlxalGa1-xalN/lnxiGa1-xiN超晶格第二包复层，AlxaGa1-xaN单量子阱活性层，相反导电型的AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格第三包复层，相反导电型的GaN第四包复层，所有层均顺序形成，其中，xal限定AlN的摩尔份数，xi和xa限定InN的摩尔份数，而xi和xa的关系为xa＞xi。
12.根据权利要求2所述的半导体激光二极管，其中，在所述AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格第三包复层中形成带有窗户的AlxbGa1-xbN电流阻挡层，并且所述AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格第三包复层具有相反导电型，该层包含所述的AlxbGa1-xbN电流阻挡层，其中，xb限定AlN的摩尔份数，而xb和xal的关系为xb＞xal。
13.一种半导体激光二极管，包括：
一定导电型的GaN第一包复层，所述一定导电型的AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格第二层，InGaN多量子阱活性层，相反导电型的AlxalGa1-xalN/InxiGa1-xiN超晶格第三层，相反导电型的GaN第四包复层，所有层均顺序形成，其中，xal限定AlN的摩尔份数，xi限定InN的摩尔份数。
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326298C (zh) * 2005-06-29 2007-07-11 武汉电信器件有限公司 一种提高半导体激光器成品率的方法
US7339255B2 (en) 2004-08-24 2008-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having bidirectionally inclined toward <1-100> and <11-20> relative to {0001} crystal planes
CN100454698C (zh) * 2003-10-11 2009-01-21 英坦斯有限公司 半导体波导器件中输出光束发散的控制
CN100468790C (zh) * 2002-05-30 2009-03-11 克里公司 具有不掺杂包层和多量子阱的ⅲ族氮化物led
CN101425556B (zh) * 2004-08-26 2011-12-14 Lg伊诺特有限公司 氮化物半导体发光器件及其制造方法
CN102368519A (zh) * 2011-10-27 2012-03-07 华灿光电股份有限公司 一种提高半导体二极管多量子阱发光效率的方法
CN102473796A (zh) * 2009-06-30 2012-05-23 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 控制iii氮化物器件中的凹坑形成
CN102610719A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 夏普株式会社 变质基板体系、其制备方法以及iii-氮化物半导体器件
CN102623575A (zh) * 2012-04-17 2012-08-01 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种InP衬底生长InGaAs电池层的结构及其方法
CN103022211A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 南京大学 极化增强的p-i-n结InGaN太阳电池
CN103137799A (zh) * 2013-01-27 2013-06-05 厦门大学 一种陡峭界面GaN/AlGaN超晶格的制备方法
CN103151435A (zh) * 2013-01-30 2013-06-12 东南大学 一种具有复合势垒的氮化镓基发光二极管
CN103620736A (zh) * 2011-06-15 2014-03-05 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电子半导体本体和用于制造光电子半导体本体的方法
CN105118904A (zh) * 2015-08-14 2015-12-02 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延层结构生长方法及所得外延层结构和led芯片
CN105514234A (zh) * 2015-12-14 2016-04-20 安徽三安光电有限公司 一种氮化物发光二极管及其生长方法
CN105514239A (zh) * 2016-02-23 2016-04-20 安徽三安光电有限公司 一种发光二极管
CN107564999A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 湘能华磊光电股份有限公司 一种提升发光效率的led外延生长方法
CN109309340A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 欧司朗光电半导体有限公司 用于制造多个激光二极管的方法和激光二极管
CN110783176A (zh) * 2019-10-30 2020-02-11 广西大学 一种低应力半导体材料制备方法
CN110808531A (zh) * 2019-09-29 2020-02-18 武汉云岭光电有限公司 一种半导体激光器外延结构
CN111653934A (zh) * 2020-06-05 2020-09-11 北京飓芯科技有限公司 一种基于立体掩模衬底的半导体激光器制备方法
CN111785813A (zh) * 2020-06-05 2020-10-16 北京飓芯科技有限公司 一种基于立体掩模衬底的MicroLED制备方法
CN113675284A (zh) * 2021-07-06 2021-11-19 扬州大学 基于半极性超晶格结构的宽波段紫外探测器及其制备方法
CN114389151A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 山东华光光电子股份有限公司 一种具有超晶格电子阻挡层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN115050866A (zh) * 2022-08-16 2022-09-13 江苏第三代半导体研究院有限公司 极化可控的量子点Micro-LED同质外延结构及其制备方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558973B2 (en) 2001-01-22 2003-05-06 Honeywell International Inc. Metamorphic long wavelength high-speed photodiode
JP2004531894A (ja) 2001-06-15 2004-10-14 クリー　インコーポレイテッド 紫外線発光ダイオード
US7741654B2 (en) 2004-09-16 2010-06-22 Nec Corporation Group III nitride semiconductor optical device
KR100662191B1 (ko) 2004-12-23 2006-12-27 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP4369438B2 (ja) * 2005-04-26 2009-11-18 シャープ株式会社 電界効果型トランジスタ
CN101283287B (zh) 2005-10-11 2013-03-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 采用集成电子器件的rf天线
JP2007250991A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 超格子構造を含む半導体構造および該半導体構造を備える半導体デバイス
JP4908886B2 (ja) * 2006-03-23 2012-04-04 日本電信電話株式会社 半導体装置
JP2007258528A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
EP1883140B1 (de) 2006-07-27 2013-02-27 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht und Dotierungsgradienten
PL1883119T3 (pl) 2006-07-27 2016-04-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Półprzewodnikowa struktura warstwowa z supersiecią
EP1883141B1 (de) 2006-07-27 2017-05-24 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht
JP2010182993A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Central R&D Labs Inc 半導体装置とその製造方法
JP2010021576A (ja) * 2009-10-19 2010-01-28 Ricoh Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP5653327B2 (ja) * 2011-09-15 2015-01-14 株式会社東芝 半導体発光素子、ウェーハ、半導体発光素子の製造方法及びウェーハの製造方法
CN103715606A (zh) * 2013-12-18 2014-04-09 武汉华工正源光子技术有限公司 一种调制掺杂型多周期应变补偿量子阱外延生长方法
JP6636459B2 (ja) 2014-05-27 2020-01-29 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドＳｉｌａｎｎａ Ｕｖ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ 半導体構造と超格子とを用いた高度電子デバイス
WO2015181648A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 The Silanna Group Pty Limited An optoelectronic device
US11322643B2 (en) 2014-05-27 2022-05-03 Silanna UV Technologies Pte Ltd Optoelectronic device
WO2015181656A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 The Silanna Group Pty Limited Electronic devices comprising n-type and p-type superlattices
US20160359086A1 (en) 2015-06-05 2016-12-08 Ostendo Technologies, Inc. Light Emitting Structures with Multiple Uniformly Populated Active Layers
US10396240B2 (en) 2015-10-08 2019-08-27 Ostendo Technologies, Inc. III-nitride semiconductor light emitting device having amber-to-red light emission (>600 nm) and a method for making same
JP2016054321A (ja) * 2015-12-08 2016-04-14 株式会社リコー 半導体装置
DE112017003057T5 (de) * 2016-06-20 2019-03-07 Sony Corporation Nitridhalbleiterelement, nitridhalbleitersubstrat, herstellungsverfahren für ein nitridhalbleiterelement und herstellungsverfahren für ein nitridhalbleitersubstrat
CN116247506B (zh) * 2023-05-12 2023-08-29 武汉鑫威源电子科技有限公司 一种高性能氮化镓基激光器及其N型GaN层和生长方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629621A (ja) * 1992-07-09 1994-02-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JPH0878786A (ja) * 1994-09-02 1996-03-22 Mitsubishi Electric Corp 歪量子井戸の構造
JPH08307003A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
CN1964093B (zh) * 1997-01-09 2012-06-27 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元器件
US5831277A (en) * 1997-03-19 1998-11-03 Northwestern University III-nitride superlattice structures
JPH11154774A (ja) * 1997-08-05 1999-06-08 Canon Inc 面発光半導体デバイスの製造方法、この方法によって製造された面発光半導体デバイス及びこのデバイスを用いた表示装置

Cited By (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100468790C (zh) * 2002-05-30 2009-03-11 克里公司 具有不掺杂包层和多量子阱的ⅲ族氮化物led
CN100454698C (zh) * 2003-10-11 2009-01-21 英坦斯有限公司 半导体波导器件中输出光束发散的控制
US7339255B2 (en) 2004-08-24 2008-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having bidirectionally inclined toward <1-100> and <11-20> relative to {0001} crystal planes
CN100449800C (zh) * 2004-08-24 2009-01-07 株式会社东芝 半导体衬底及在半导体衬底上通过外延生长制造的半导体器件
US7531397B2 (en) 2004-08-24 2009-05-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing a semiconductor device on GAN substrate having surface bidirectionally inclined toward <1-100> and <11-20> directions relative to {0001} crystal planes
CN101425556B (zh) * 2004-08-26 2011-12-14 Lg伊诺特有限公司 氮化物半导体发光器件及其制造方法
CN1326298C (zh) * 2005-06-29 2007-07-11 武汉电信器件有限公司 一种提高半导体激光器成品率的方法
CN102473796B (zh) * 2009-06-30 2015-07-22 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 控制iii氮化物器件中的凹坑形成
CN102473796A (zh) * 2009-06-30 2012-05-23 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 控制iii氮化物器件中的凹坑形成
CN102610719A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 夏普株式会社 变质基板体系、其制备方法以及iii-氮化物半导体器件
TWI586060B (zh) * 2011-06-15 2017-06-01 歐斯朗奧托半導體股份有限公司 光電半導體本體及光電元件
CN103620736A (zh) * 2011-06-15 2014-03-05 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电子半导体本体和用于制造光电子半导体本体的方法
US9478945B2 (en) 2011-06-15 2016-10-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor body and method for producing an optoelectronic semiconductor body
CN103620736B (zh) * 2011-06-15 2016-05-11 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电子半导体本体和用于制造光电子半导体本体的方法
CN102368519B (zh) * 2011-10-27 2016-04-20 华灿光电股份有限公司 一种提高半导体二极管多量子阱发光效率的方法
CN102368519A (zh) * 2011-10-27 2012-03-07 华灿光电股份有限公司 一种提高半导体二极管多量子阱发光效率的方法
CN102623575A (zh) * 2012-04-17 2012-08-01 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种InP衬底生长InGaAs电池层的结构及其方法
CN103022211A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 南京大学 极化增强的p-i-n结InGaN太阳电池
CN103022211B (zh) * 2012-12-28 2015-02-11 南京大学 极化增强的p-i-n结InGaN太阳电池
CN103137799A (zh) * 2013-01-27 2013-06-05 厦门大学 一种陡峭界面GaN/AlGaN超晶格的制备方法
CN103137799B (zh) * 2013-01-27 2015-03-04 厦门大学 一种陡峭界面GaN/AlGaN超晶格的制备方法
CN103151435B (zh) * 2013-01-30 2015-05-06 东南大学 一种具有复合势垒的氮化镓基发光二极管
CN103151435A (zh) * 2013-01-30 2013-06-12 东南大学 一种具有复合势垒的氮化镓基发光二极管
CN105118904A (zh) * 2015-08-14 2015-12-02 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延层结构生长方法及所得外延层结构和led芯片
CN105118904B (zh) * 2015-08-14 2017-11-17 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延层结构生长方法及所得外延层结构和led芯片
CN105514234A (zh) * 2015-12-14 2016-04-20 安徽三安光电有限公司 一种氮化物发光二极管及其生长方法
CN105514239A (zh) * 2016-02-23 2016-04-20 安徽三安光电有限公司 一种发光二极管
US10985528B2 (en) 2017-07-28 2021-04-20 Osram Oled Gmbh Laser diodes separated from a plurality of laser bars
CN109309340B (zh) * 2017-07-28 2020-12-08 欧司朗光电半导体有限公司 用于制造多个激光二极管的方法和激光二极管
CN109309340A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 欧司朗光电半导体有限公司 用于制造多个激光二极管的方法和激光二极管
US10651625B2 (en) 2017-07-28 2020-05-12 Osram Oled Gmbh Method of producing a plurality of laser diodes and laser diode
CN107564999A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 湘能华磊光电股份有限公司 一种提升发光效率的led外延生长方法
CN110808531A (zh) * 2019-09-29 2020-02-18 武汉云岭光电有限公司 一种半导体激光器外延结构
CN110783176B (zh) * 2019-10-30 2022-07-12 广西大学 一种低应力半导体材料制备方法
CN110783176A (zh) * 2019-10-30 2020-02-11 广西大学 一种低应力半导体材料制备方法
CN111785813A (zh) * 2020-06-05 2020-10-16 北京飓芯科技有限公司 一种基于立体掩模衬底的MicroLED制备方法
CN111653934A (zh) * 2020-06-05 2020-09-11 北京飓芯科技有限公司 一种基于立体掩模衬底的半导体激光器制备方法
CN111785813B (zh) * 2020-06-05 2022-03-11 北京飓芯科技有限公司 一种基于立体掩模衬底的MicroLED制备方法
CN111653934B (zh) * 2020-06-05 2021-11-30 北京飓芯科技有限公司 一种基于立体掩模衬底的半导体激光器制备方法
CN114389151B (zh) * 2020-10-21 2024-01-02 山东华光光电子股份有限公司 一种具有超晶格电子阻挡层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN114389151A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 山东华光光电子股份有限公司 一种具有超晶格电子阻挡层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN113675284B (zh) * 2021-07-06 2023-12-19 扬州大学 基于半极性超晶格结构的宽波段紫外探测器及其制备方法
CN113675284A (zh) * 2021-07-06 2021-11-19 扬州大学 基于半极性超晶格结构的宽波段紫外探测器及其制备方法
CN115050866A (zh) * 2022-08-16 2022-09-13 江苏第三代半导体研究院有限公司 极化可控的量子点Micro-LED同质外延结构及其制备方法
CN115050866B (zh) * 2022-08-16 2022-11-08 江苏第三代半导体研究院有限公司 极化可控的量子点Micro-LED同质外延结构及其制备方法

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