光电子器件和用于其制造的方法技术

一种光电子器件，所述光电子器件包括具有光有源层的层结构。在此，光有源层在第一横向区域中具有比在第二横向区域中更高的V型缺陷密度。

Optoelectronic devices and methods for their manufacture

An optoelectronic device, the optoelectronic device including a layer structure with an optical active layer. Here, the optical active layer has a higher V type defect density in the first transverse region than in the second lateral region.

【技术实现步骤摘要】
光电子器件和用于其制造的方法本申请是已经于2013年9月24日提交的国际申请号：PCT/EP2013/069816,国家申请号：201380050790.8，专利技术名称为：“光电子器件和用于其制造的方法”的PCT国际申请的分案申请。
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的光电子器件和一种根据权利要求12所述的用于制造光电子器件的方法。相关申请的交叉参引本申请要求德国专利申请102012217640.3的优先权，其公开内容通过参考并入本文。
技术介绍
在基于由III族氮化物材料体系构成的半导体、例如基于InGaN-GaN且具有由多个量子膜(Multi-Quantum-Well；MQW，多量子阱)构成的有源区的发光二极管中，在现有技术中显示出如下问题，并非全部的量子膜都能够最佳地且均匀地共同运行。这引起这种发光二极管的效率损失。在多个量子膜之上的载流子分布通过沿着半导体层结构的生长方向将载流子注入到量子膜中得到。值得期望的是尽可能均匀的载流子注入和分布。然而，所述尽可能均匀的载流子注入和分布尤其由于设置在量子膜之间的必须通过注入的载流子克服的势垒受到妨碍。特别地，在从半导体层结构的p型掺杂侧注入的可较差移动的正载流子(空穴)和从半导体层结构的n型掺杂侧注入的可较好移动的负载流子(电子)之间的不平衡引起量子膜的不均匀的填充、尤其引起n型侧的量子膜的不均匀的填充，这降低发光二极管的效率。与在置于半导体层结构的p型掺杂侧的量子膜附近相比，在置于半导体层结构的n型掺杂侧的量子膜附近获得更少的正载流子。在此，效率下降随着量子膜的数量而上升。此外，发光二极管的发射波长越长，该效果就越显著。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种改进的光电子器件。所述目的通过具有权利要求1的特征的光电子器件来实现。本专利技术的另一个目的在于：提出一种用于制造光电子器件的改进的方法。所述目的通过具有权利要求12的特征的方法来实现。优选的改进形式在从属权利要求中说明。光电子器件具有带有光有源层的层结构。在此，光有源层在第一横向区域中具有比在第二横向区域中更高的V型缺陷密度。因此，有利地，与在第二横向区域中相比，载流子在第一横向区域中能够更容易穿过光有源层。在此，载流子移动穿过V型缺陷。以该方式，能够将载流子在光有源层之内从第一横向区域中注入到第二横向区域中。在光电子器件的一个实施方式中，光有源层具有多个沿层结构的生长方向依次的量子膜。此外，有利地，光有源层通过设置在第一横向区域中的V型缺陷提高的可穿透性简化载流子到光有源层的量子膜中的注入。由此，得到以提高的均匀性填充光有源层的量子膜，这能够有利地引起光电子器件的改进的效率。在光电子器件的一个实施方式中，在两个量子膜之间构成势垒。在此，势垒在V型缺陷的区域中在生长方向上比在第二横向区域中更薄。此外，有利地，势垒在第一横向区域中与在第二横向区域中相比对于载流子而言是更可穿透的。这引起：载流子优选在第一横向区域中穿过V型缺陷注入到光有源层的量子膜中。在光电子器件的一个实施方式中，第一量子膜在V型缺陷的区域中具有比在第二横向区域中更低的铟浓度。有利地，这引起：量子膜在第一横向区域中与在第二横向区域中相比对于载流子而言是更容易接近的。由此，有利地，优选在第一横向区域中用载流子填充量子膜。在光电子器件的一个实施方式中，至少一些V型缺陷在层结构的生长方向上完全地穿过光有源层。有利地，光有源层由此在其沿生长方向的整个厚度之上对于穿过V型缺陷注入的载流子是可接近的。由此，支持用载流子均匀地填充光有源层。在光电子器件的一个实施方式中，层结构具有p型掺杂层。在此，V型缺陷朝向p型掺杂层的方向扩宽。有利地，正载流子(空穴)由此尤其简单地在第一横向区域中穿过V型缺陷从p型掺杂层注入到光有源层中。在光电子器件的一个实施方式中，p型掺杂层在V型缺陷的区域中延伸进入到V型缺陷中。有利地，这支持正载流子从p型掺杂层穿过V型缺陷注入到光有源层中。在光电子器件的一个实施方式中，在光有源层和p型掺杂层之间设置有分离层。在此，分离层在V型缺陷的区域中沿生长方向比在第二横向区域中更薄。此外，有利地，分离层在第一横向区域中与在第二横向区域中相比对于正载流子而言是更可穿透的。这有利地促进正载流子从层结构的p型掺杂层穿过第一横向区域的V型缺陷注入到层结构的光有源层中。在光电子器件的一个实施方式中，在层结构上设置有导电的接触层。在此，导电的接触层在第二横向区域中具有开口。有利地，在第二横向区域中不需要电流输入，因为在第二横向区域中到光有源层中的载流子注入总归不如在第一横向区域中有效。由此，第二横向区域能够有利地保持不通过导电的接触层覆盖。由此，能够在光吸收减少的情况下通过第二横向区域进行光发射，由此光电子器件能够具有提高的效率。在光电子器件的一个实施方式中，在层结构上设置有接触和镜层。在此，接触和镜层在第一横向区域中具有与在第二横向区域中不同的材料。有利地，由此，接触和镜层能够在第一横向区域中具有接触电阻尤其小的材料并且在第二横向区域中具有光学反射能力尤其高的材料。在此利用：在第二横向区域中不需要电流输入，因为在第二横向区域中的电流流动由于缺乏穿过V型缺陷注入载流子总归不如在第一横向区域中有效。在第二横向区域中设置的光学折射能力高的材料引起在光有源层中产生的光的尤其有效的反射，并且由此能够实现在光电子器件的层结构的与接触和镜层相对置的表面上尤其有效地耦合输出所述光。在光电子器件的一个实施方式中，第一横向区域形成横向栅格。有利地，由此确保：第二横向区域的每个点沿横向方向远离第一横向区域中的V型缺陷不超过规定值。由此，有利地确保在光有源层之内载流子从第一横向区域尤其有效地注入到第二横向区域中。用于制造光电子器件的方法包括用于提供衬底和用于将层结构生长到衬底上的步骤。在此，层结构包括光有源层。此外，在此，将V型缺陷嵌入到光有源层中。在此，在光有源层的第一横向区域中与在光有源层的第二横向区域中相比在每横向单位面积嵌入更多的V型缺陷。有利地，在根据该方法制造的光电子器件的层结构中，能够将载流子穿过光有源层的第一横向区域的V型缺陷注入到第二横向区域中，这支持用载流子均匀地填充光有源层。这能够有利地有助于提高光电子器件的效率。在方法的一个实施方式中，在生长光有源层之前安置掩模层，所述掩模层在第一横向区域中具有开口。有利地，由此，线缺陷能够穿过掩模层的开口在第一横向区域中朝向光有源层的方向伸展，这在那里带来形成V型缺陷的提高的概率。由此，掩模层能够实现限定第一横向区域和第二横向区域。在方法的一个实施方式中，将隆起部安置在衬底的表面上。有利地，将隆起部安置在衬底的表面上能够影响在衬底的隆起部之上在光有源层中形成V型缺陷的概率。由此，在该方法中也能够实现限定第一横向区域和第二横向区域。在方法的一个实施方式中，将隆起部在第一横向区域中安置在衬底的表面上。有利地，衬底的表面上的隆起部引起提高在隆起部之上在光有源层中形成V型缺陷的概率，这引起在隆起部之上在第一横向区域中更高的V型缺陷密度。附图说明本专利技术的上面描述的特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述理解上变得更加清晰和明确，所述实施例结合附图详细阐述。在此，在相应极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子器件，所述光电子器件具有层结构，所述层结构具有光有源层，其中‑所述光有源层在第一横向区域中具有比在第二横向区域中更高的V型缺陷的密度，‑在俯视图中，所述V型缺陷中的至少一些V型缺陷具有由六边形、十二边形或蜂窝状结构给出的轮廓，‑所述V型缺陷中的具有由六边形、十二边形或蜂窝状结构给出的轮廓的至少一些V型缺陷设置在栅格的栅格节点处。

【技术特征摘要】
2012.09.27 DE 102012217640.31.一种光电子器件，所述光电子器件具有层结构，所述层结构具有光有源层，其中-所述光有源层在第一横向区域中具有比在第二横向区域中更高的V型缺陷的密度，-在俯视图中，所述V型缺陷中的至少一些V型缺陷具有由六边形、十二边形或蜂窝状结构给出的轮廓，-所述V型缺陷中的具有由六边形、十二边形或蜂窝状结构给出的轮廓的至少一些V型缺陷设置在栅格的栅格节点处。2.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述栅格是矩形栅格、六边形栅格或三角形栅格。3.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其中所述栅格在所述第一横向区域中存在。4.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其中所述第二横向区域的每个点沿横向方向远离所述第一横向区域中的V型缺陷不超过规定值，其中所述规定值在0.2μm和10μm之间。5.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其中所述V型缺陷在所述层结构的横向方向上分布成，使得所述光有源层的每个横向部段在横向方向上最多与V型缺陷具有下述最大间距，所述最大间距对应于载流子扩散长度、尤其对应于空穴扩散长度。6.根据权利要求5所述的光电子器件，其中所述层结构的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·莱雷尔，托比亚斯·迈耶，马蒂亚斯·彼得，于尔根·奥弗，约阿希姆·赫特功，安德烈亚斯·莱夫勒，亚历山大·沃尔特，达里奥·斯基亚翁，
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