JP6211057B2 - 不均一多重量子井戸構造 - Google Patents
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Description
本出願は、「Non−Uniform Multiple Quantum Well Structures in Ultraviolet Light Emitting Diodes」の名称で2012年4月16日に出願された同時係属中の米国特許仮出願第61/624,683号の恩典を主張するものであり、当該仮出願は、参照により本明細書に組み入れられる。
4 量子井戸
10 放出デバイス
12 基材
14 中間層
16 n型クラッディング層
18 活性領域
20 p型ブロッキング層
22 p型クラッディング層
30 量子井戸
32 障壁
110 デバイス設計システム
112 デバイス設計
114 デバイス製作システム
116 物理デバイス
120 回路設計システム
122 回路設計
124 回路製作システム
126 回路
430 量子井戸
432 障壁
718 活性領域
730 量子井戸
732 量子障壁
734 量子障壁
740 サブスケールの量子井戸
742 サブスケールの量子障壁
1018 ヘテロ接合
1030 量子井戸
1032 障壁
1118 ヘテロ接合
1130 量子井戸
1134 量子井戸
1136 量子井戸
Claims (18)
- 活性領域を含む半導体構造を有するデバイスであって、
該活性領域が、複数の量子井戸と交互に配置された複数の障壁を含む発光ヘテロ構造を含み、
該複数の障壁における障壁もしくは該複数の量子井戸における量子井戸のうちの少なくとも1つが、該障壁または該量子井戸の少なくとも1つと隣接した層との間の第1のヘテロ接合に隣接した該障壁もしくは該量子井戸のうちの少なくとも1つの外側部分に配置された、微細構造領域であって、該微細構造領域が、成長方向に配列された複数のサブスケールの特徴を含み、
該複数のサブスケールの特徴が、複数のサブスケールの量子井戸と交互に配置された複数のサブスケールの障壁を含み、
該複数のサブスケールの障壁は、該第1のヘテロ接合の量子井戸側に向かって減少する複数の異なる高さのサブスケールの障壁を含む、微細構造領域と、
該障壁または該量子井戸の少なくとも一つと別の隣接した層との間の第2のヘテロ接合に隣接した該障壁または該量子井戸のうちの少なくとも1つの第2の外側部分に配置された第2の微細構造領域と、を含む複数の領域を含む、
デバイス。 - 前記微細構造領域が、さらに様々な組成の、第一の横方向に離散された複数のサブ領域を含み、該第一の横方向に離散された複数のサブ領域のそれぞれは、ナノメートルサイズからマイクロメートルサイズまでの範囲の横方向のサイズを有し、該微細構造領域が、実質的に連続する横方向の組成を有する、前記複数の障壁における障壁もしくは前記複数の量子井戸における量子井戸のうちの少なくとも1つに隣接する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記微細構造領域が、さらに、様々な組成の、第二の横方向に離散した複数のサブ領域を含み、該第二の横方向に離散した複数のサブ領域は、前記第一の横方向に離散された複数のサブ領域の成長面に直に隣接する成長面の上に位置し、該第二の横方向に離散した複数のサブ領域が、前記第一の横方向に離散された複数のサブ領域と横方向に互い違いになっている、請求項2に記載のデバイス。
- 前記微細構造領域が、交互に配置された圧縮応力および引張応力を有する複数のサブスケールの層を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記サブスケールの量子井戸が、様々な深さの量子井戸を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記微細構造領域が、前記複数の障壁における前記障壁に位置され、前記サブスケールの障壁のそれぞれの高さが、前記複数の障壁における前記障壁の障壁高さよりも高くない、請求項1に記載のデバイス。
- 前記微細構造領域が、前記複数の量子井戸における前記量子井戸に位置され、前記サブスケールの障壁のそれぞれの高さが、前記複数の量子井戸における前記量子井戸の量子井戸深さよりも高く、かつ前記量子井戸に隣接する一連の障壁のそれぞれよりも低い、請求項1に記載のデバイス。
- 前記サブスケールの特徴の少なくとも1つが横方向に不均一である、請求項1に記載のデバイス。
- 活性領域を含むIII族窒化物材料で構成される半導体構造を有するデバイスであって、該活性領域が、複数の量子井戸と交互に配置された複数の障壁を含む発光ヘテロ構造を含み、該複数の障壁における障壁もしくは該複数の量子井戸における量子井戸のうちの少なくとも1つが、該障壁もしくは該量子井戸のうちの少なくとも1つの外側部分に配置された微細構造領域を含む複数の領域を含み、該微細構造領域が、交互に配置された圧縮応力および引張応力を有する複数のサブスケールの層を含み、
該複数のサブスケールの層における圧縮応力および引張応力が、該障壁または該量子井戸のうちの少なくとも一つと外側部分に隣接する層との間のヘテロ接合に向かう方向に減少する、
デバイス。 - 前記半導体構造がAlGaN材料で構成される、請求項9に記載のデバイス。
- 前記複数の障壁における前記障壁が前記微細構造領域を含み、前記複数のサブスケールの層の少なくとも1つが、前記障壁のガリウム含有量よりも高いガリウム含有量を有する、請求項10に記載のデバイス。
- 前記複数の量子井戸における前記量子井戸が前記微細構造領域を含み、前記複数のサブスケールの層の少なくとも1つが、前記量子井戸のアルミニウム含有量よりも高いアルミニウム含有量を有する、請求項10に記載のデバイス。
- 前記微細構造領域は、横方向に配列された複数のサブスケールの特徴を含む、請求項10に記載のデバイス。
- 半導体構造の活性領域を形成することを含み、
該活性領域が発光ヘテロ構造を含み、
該半導体構造の活性領域を形成することが、複数の量子井戸と交互に配置された複数の障壁を形成することを含み、
該複数の障壁における障壁もしくは該複数の量子井戸における量子井戸のうちの少なくとも1つを形成することが、
該障壁または該量子井戸のうちの少なくとも一つと隣接した層との間の第1のヘテロ接合に隣接した該複数の障壁における障壁もしくは該量子井戸のうちの少なくとも1つの外側部分に配置された微細構造領域であって、該微細構造領域は、成長方向に配列された複数のサブスケールの特徴を含み、
該複数のサブスケールの特徴は、複数のサブスケールの量子井戸と交互に配置された複数のサブスケールの障壁を含み、
該複数のサブスケールの障壁は、該第1のヘテロ接合の量子井戸側に向かって減少する複数の異なる高さのサブスケールの障壁を含む、微細構造領域と、
該障壁または該量子井戸のうちの少なくとも1つと別の隣接した層との間の第2のヘテロ接合に隣接した該障壁または該量子井戸のうちの少なくとも1つの第2の外側部分に配置された第2の微細構造領域と、を含む複数の領域を形成することを含む、
方法。 - 前記微細構造領域を形成することが、前記複数の障壁における前記障壁もしくは前記複数の量子井戸における前記量子井戸のうちの少なくとも1つのエピタキシャル成長の際にV/III比を調整することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記微細構造領域を形成することが、前記複数の障壁における前記障壁もしくは前記複数の量子井戸における前記量子井戸のうちの少なくとも1つのエピタキシャル成長の際に成長温度を調整することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記微細構造領域を形成することが、微細スケールの超格子構造を形成するために、前記複数の障壁における前記障壁もしくは前記複数の量子井戸における前記量子井戸のうちの少なくとも1つのエピタキシャル成長の間に、V/III比または成長温度の時間を調整することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記微細構造領域を形成することが、有機金属前駆体および窒素前駆体をスイッチオンおよびスイッチオフするタイミングのパターンを制御することにより、パルシングエピタキシャル成長(pulsing epitaxial growth)を含む、請求項14に記載の方法。
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