具有吸收层的发光半导体器件制造技术

提出一种发射辐射的半导体器件(1)，所述半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列(2)，其中半导体层序列具有吸收区域(3)和设置用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域(20)，其中吸收区域至少部分地吸收短波长的辐射份额，所述短波长的辐射份额具有小于峰值波长的极限波长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设计一种发射辐射的半导体器件。
技术介绍
对于不同的应用而言，如下发射辐射的半导体器件，例如发光二极管是所期望的，所述半导体器件在红外光谱范围中发射辐射。已表明：在近红外、例如在850nm的发射波长下发射辐射的器件中能够具有短波长的辐射份额，所述短波长的辐射份额还是能够由人眼感觉到的。为了避免这种辐射份额，将被放射的辐射的峰值波长朝更大的波长移动。然而，常规的硅检测器的灵敏度对于850nm之上的波长而言下降，使得难以检测该波长之上的辐射。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出一种半导体器件，所述半导体器件的所发射的辐射可简单地检测并且同时人眼不能够感觉到。该目的尤其通过根据权利要求1的半导体器件来实现。其他的设计方案和有利方案是从属权利要求的主题。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列。半导体层序列包括设置用于产生辐射的、尤其用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域。在有疑问的情况下将近红外光谱范围理解为波长在0.78μm和1.5μm之间的范围，其中包括边界值。优选地，峰值波长位于830nm和920nm之间、尤其优选位于830nm和860nm之间，其中包括边界值。在垂直于半导体本体的半导体层序列的主延伸平面伸展的竖直方向上，半导体本体例如在辐射出射面和与辐射出射面相对置的后侧之间延伸。发射辐射的半导体器件例如具有载体，在所述载体上设置有半导体本体。半导体本体例如具有第一半导体区域，所述第一半导体区域在辐射出射面和有源区域之间延伸。此外，半导体本体例如具有第二半导体区域，所述第二半导体区域在有源区域和后侧之间延伸。第一半导体区域和第二半导体区域适当地至少在邻接于有源区域的区域中关于传导类型彼此不同，使得有源区域位于pn结中。例如，第一半导体区域至少局部是n型的而第二半导体区域至少局部是p型的或者相反。第一半导体区域和第二半导体区域尤其没有有源区域。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体本体具有吸收区域。也就是说，吸收区域是半导体本体的一部分。特别地，在吸收区域和有源区域之间仅存在半导体本体的半导体材料。吸收区域尤其设置用于至少部分地吸收具有如下极限波长的短波长的辐射份额，所述极限波长小于由有源区域发射的辐射的峰值波长。也就是说，具有小于或等于极限波长的波长的辐射至少部分地被吸收。吸收区域适当地构成为，使得具有峰值波长的辐射的吸收系数为具有极限波长的辐射的吸收系数的至多50％、优选至多20％、最优选10％。极限波长和峰值波长之间的间距例如为至少20nm并且至多100nm。在发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式中，半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列，其中半导体层序列具有设置用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域和吸收区域，其中吸收区域至少部分地吸收具有如下极限波长的短波长的辐射份额，所述极限波长小于峰值波长。也就是说，发射辐射的半导体器件具有集成到半导体本体中的吸收区域，所述吸收区域至少部分地吸收短波长的、尤其对于人眼而言可见的辐射份额。也就是说，可见光谱范围中的所不期望的辐射份额借助于吸收区域至少被抑制到这种程度，使得该辐射份额不再能够由人眼感觉到。借助于这种吸收区域即使在离人眼的感觉极限相对近的峰值波长中、例如在850nm的峰值波长中也能够避免人眼能够感觉到短波长的
辐射份额。也就是说，发射辐射的半导体器件能够相对简单地提供可检测的辐射，例如可借助于常规的硅检测器提供可检测的辐射，而不出现在可见光谱范围中的干扰性的辐射份额。能够弃用用于抑制这种可见的光谱份额的施加在半导体本体之外的滤波元件或滤波层。特别地，吸收区域在例如外延沉积半导体本体的半导体层时就已经构成。根据半导体器件的至少一个实施方式，用于具有极限波长的辐射的吸收区域具有至少5000/cm、优选至少10000/cm的吸收系数。在吸收系数为10000/cm的情况下，厚度为100nm的层例如使得射到其上的辐射在简单地垂直横越时引起所述辐射的10％消光。由于半导体材料的相对高的折射率，在有源区域中产生的辐射通常在辐射从半导体本体中射出之前多次穿过半导体本体进而也穿过吸收区域。也就是说，通过集成到半导体本体中的吸收区域，即使在例如100nm的极其小的厚度中也能够实现对可见光谱范围中的所不期望的辐射份额的有效吸收，而在此不显著地损害具有峰值波长的辐射。根据半导体器件的至少一个实施方式，极限波长小于或等于820nm。极限波长越大，人眼能够感觉到由有源区域发射的辐射的短波长的辐射份额的危险就越小。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，吸收区域具有至少一个层，所述层的掺杂浓度至多为设置在吸收区域和有源区域之间的半导体材料的掺杂浓度的一半高。掺杂浓度越低，吸收边沿、即辐射在其中被吸收的波长范围和辐射在其中被透射的波长范围之间的过渡就越陡。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，吸收区域名义上是未掺杂的。这种吸收区域的特征能够在于尤其陡的吸收边沿。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体器件具有用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。例如，第一接触部设置用于电接触第一半导体区域而第二接触部设置用于电接触第二半导体区域，使得载流子能够通过第一半导体区域或第二半导体区域从不同的侧注入到有源区域中并且在那里重组以发射辐射。根据半导体器件的至少一个实施方式，吸收区域设置在第一接触部
和第二接触部之间的伸展穿过有源区域的电流路径之外。换而言之，载流子注入绕开吸收区域进行。吸收区域本身因此也能够具有相对小的电导率并且例如名义上是未掺杂的。吸收区域例如具有至少一个留空部，在所述留空部中，设置在吸收区域和有源区域之间的半导体层邻接于第一接触部或第二接触部。也就是说，吸收区域仅局部地覆盖设置在有源区域和吸收区域之间的半导体层。留空部例如能够框架状地环绕吸收区域。替选地或补充地，吸收区域能够具有留空部，所述留空部在横向方向上沿着留空部的整个环周由吸收区域的材料包围。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，吸收区域设置在第一接触部和第二接触部之间的伸展穿过有源区域的电流路径中。也就是说，在运行时至少一种载流子类型穿过吸收区域注入到有源区域中。在这种情况下，吸收区域适当地构成为是能导电的。特别地，吸收区域具有与邻接于吸收区域的半导体材料相同的传导类型。根据发射辐射的半导体器件的至少一个实施方式，半导体本体、尤其有源区域基于砷化物半导体材料。“基于砷化物半导体”在本文中表示：有源的外延层序列或者其至少一个层包括砷-III-V族化合物半导体材料，优选包括AlnGamIn1-n-mAs，其中0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，该材料不必强制性地具有根据上式的数学上精确的组成。更确切地说，所述材料能够具有一种或多种掺杂材料以及附加的组成成分，所述掺杂材料以及附加的组成成分基本上不改变AlnGamIn1-n-mAs材料的特征性的物理特性。然而为了简单起见，上式仅包含晶格的主要组成成分(Al，Ga，In，As)，即使这些组成成分能够部分地通过少量其他物质取代时也是如此。借助该材料体系，能够以简单且可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发射辐射的半导体器件(1)，所述半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列(2)，其中所述半导体层序列具有吸收区域(3)和设置用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域(20)，其中所述吸收区域至少部分地吸收短波长的辐射份额，所述短波长的辐射份额具有小于所述峰值波长的极限波长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.19 DE 102013112740.11.一种发射辐射的半导体器件(1)，所述半导体器件具有半导体本体，所述半导体本体具有半导体层序列(2)，其中所述半导体层序列具有吸收区域(3)和设置用于产生峰值波长在近红外光谱范围中的辐射的有源区域(20)，其中所述吸收区域至少部分地吸收短波长的辐射份额，所述短波长的辐射份额具有小于所述峰值波长的极限波长。2.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体器件，其中用于具有所述极限波长的辐射的吸收区域具有至少5000/cm的吸收系数。3.根据权利要求1或2所述的发射辐射的半导体器件，其中所述极限波长小于或等于820nm。4.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体器件，其中所述吸收区域具有至少一个层，所述层的掺杂浓度至多为设置在所述吸收区域和所述有源区域之间的半导体材料的掺杂浓度的一半高。5.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体器件，其中所述吸收区域在名义上是未掺杂的。6.根据上述权利要求中任一项所述的发射辐射的半导体器件，其中所述半导体器件具有用于外部电接触所述半导体器件的第一接触部(51)和第二接触部(52)，并且所述吸收区域设置在所述第一接触部和所述第二接触部之间的伸展穿过所述有源区域的电流路径之外。7.根据权利要求6所述的发射辐射的半导体器件，其中所述吸收区域具有至少一个留空部(...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊瓦尔·通林，彼得鲁斯·松德格伦，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE