【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请本专利申请与和本文同一天提交且以引用方式并入的下述美国专利申请有关:标题为“Re-Emitting Semiconductor Carrier Devices For Use With LEDs and Methods of Manufacture”(与LED结合使用的再发光半导体载体器件以及制造方法)的美国专利申请号61/175,636(代理人案卷号65435US002)、和标题为“Semiconductor Devices Grown on Indium-Containing Substrates Utilizing Indium Depletion Mechanisms”(在含铟衬底上利用铟耗尽机制生长的半导体器件)的美国专利申请号61/175,632(代理人案卷号65434US002)。
本专利技术整体涉及固态半导体光源以及相关的器件、系统、和方法。
技术介绍
已知多种半导体器件和制备半导体器件的方法。这些器件中的一些被设计为发射光,例如可见光或近可见(如,紫外或近红外)光。实例包括发光二极管(LED)和激光二极管。另一个实例为形成再发光半导体构造(RSC)的半导体层叠堆。与LED不同,RSC不需要来自外电子电路的电驱动电流来发射光。相反,RSC通过在RSC的有源区吸收第一波长λ1的光而产生电子空穴对。这些电子和空穴随后在有源区的势阱中复合以根据势阱的数目和它们的设计特征而发射不同于第一波长λ1 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.05 US 61/175,6401.一种器件,其包括:
半导体层的叠堆,所述叠堆包括:
有源区,适于将第一波长λ1的光转换成第二波长λ2的光,所
述有源区包括至少第一势阱;以及
第一无源区,从所述叠堆的外表面延伸到所述有源区,从所
述外表面到所述有源区的距离对应于所述第一无源区的厚度,所述第
一无源区的特征在于其内传播的所述第一波长λ1的光基本上不转换成
其他光;
其中,所述叠堆还包括在其中形成的多个凹陷,所述多个凹陷从
所述外表面延伸到所述第一无源区内,所述凹陷通过平均凹陷深度来
表征,并且其中所述平均凹陷深度为所述第一无源区的厚度的至少
50%。
2.根据权利要求1所述的器件,其中所述凹陷具有标称相同的深
度。
3.根据权利要求1所述的器件,其中所述平均凹陷深度为所述第
一无源区的厚度的至少60%。
4.根据权利要求3所述的器件,其中所述平均凹陷深度为所述第
一无源区的厚度的至少70%。
5.根据权利要求4所述的器件,其中所述平均凹陷深度为所述第
一无源区的厚度的至少80%。
6.根据权利要求5所述的器件,其中所述平均凹陷深度为所述第
一无源区的厚度的至少90%。
7.根据权利要求1所述的器件,其中所述凹陷基本上不延伸到所
述有源区内。
8.根据权利要求1所述的器件,其中各个凹陷在平面图中具有二
维形状,并且其中所述凹陷具有标称相同的二维形状。
9.根据权利要求1所述的器件,其中各个凹陷在平面图中具有最
大横向尺寸,并且其中所述凹陷具有标称相同的横向尺寸。
10.根据权利要求1所述的器件,其中所述叠堆沿基本上平行于
参考平面的横向方向延伸,并且其中各个凹陷包括相对于所述参考平
面成斜角倾斜的表面。
11.根据权利要求10所述的器件,其中各个凹陷在平面图中具有
投影面积,并且其中所述投影面积的至少20%对应于以斜角倾斜的表
面。
12.根据权利要求11所述的器件,其中所述投影面积的至少20%
对应于以10度到80度范围内的斜角倾斜的表面。
13.根据权利要求10所述的器件,其中各个凹陷在垂直于所述参
考平面的局部剖视平面中具有轮廓,并且其中各个凹陷的所述轮廓包
括弯曲部分。
14.根据权利要求13所述的器件,其中各个凹陷的所述轮廓包括
大致U形的末端。
15.根据权利要求10所述的器件,其中各个凹陷在垂直于所述参
考平面的局部剖视平面中具有轮廓,并且其中各个凹陷的所述轮廓包
括大致V形的末端。
16.根据权利要求10所述的器件,其中各个凹陷在垂直于所述参
考平面的局部剖视平面中具有轮廓,并且其中各个凹陷的所述轮廓包
括大致截平的V形末端。
17.根据权利要求1所述的器件,其中所述半导体层叠堆的有源
区还包括第一吸收层,所述第一吸收层毗邻所述第一势阱,并且具有
大于所述第一势阱的跃迁能量的带隙能量。
18.根据权利要求1所述的器件,其中所述叠堆沿基本上平行于
参考平面的横向方向延伸,并且其中位于所述凹陷的至少一些之间的
所述外表面的一部分为平坦的并且平行于所述参考平面。
19.根据权利要求1所述的器件,其中所述多个凹陷具有至少40%
的堆积密度,所述堆积密度为当所述外表面在平面图中显示时由所述
多个凹陷占据的面积百分比。
20.根据权利要求19所述的器件,其中所述多个凹陷具有至少
50%的堆积密度。
21.根据权利要求20所述的器件,其中所述多个凹陷具有至少
60%的堆积密度。
22.根据权利要求1所述的器件,其中所述有源区包括具有第一
折射率的第一半导体材料,并且所述无源区包括具有第二折射率的第
二半导体材料,所述第一和第二折射率是在所述第二波长λ2下测定的,
并且其中所述第二折射率为所述第一折射率的至少80%。
23.根据权利要求1所述的器件,其中所述多个凹陷通过相邻凹
陷之间的平均间距Λ来表征,并且其中Λ大于所述第二波长λ2除以所
述无源区的折射率。
24.根据权利要求1所述的器件,其中所述外表面暴露于空气。
25.根据权利要求1所述的器件,其中所述外表面由固态非半导
体材料覆盖。
26.根据权利要求25所述的器件,其中所述固态非半导体材料包
括粘结材料。
27.根据权利要求1所述的器件,其中所述叠堆具有整体叠堆厚
度,并且其中所述第一无源区的厚度大于所述整体叠堆厚度的50%。
28.根据权利要求1所述的器件,其中所述有源区...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨朝晖,易亚沙,凯瑟琳·A·莱瑟达勒,迈克尔·A·哈斯,特里·L·史密斯,
申请(专利权)人:三M创新有限公司,
类型:发明
国别省市:
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