專利名稱：光電子半導(dǎo)體芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出了一種光電子半導(dǎo)體芯片。
背景技術(shù)：

發(fā)明內(nèi)容
待實(shí)現(xiàn)的目的是提出一種光電子半導(dǎo)體芯片，其中半導(dǎo)體層序列的支承體不起到寄生的波導(dǎo)的作用。
根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，所述光電子半導(dǎo)體芯片包括支承體和設(shè)置在支承體上的半導(dǎo)體層序列。支承體特別能夠是生長(zhǎng)襯底，在所述生長(zhǎng)襯底上外延地生長(zhǎng)有半導(dǎo)體層序列。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料。這就是說，在本上下文中，半導(dǎo)體層序列或其至少一部分、尤其至少ー個(gè)有源區(qū)和/或例如是支承體的生長(zhǎng)襯底具有氮化物化合物半導(dǎo)體材料、優(yōu)選具有AlAaJn^N，或由上述物質(zhì)組成，其中0 < n < 1、0 ^ m ^ I并且n+m ^ I。在此,所述材料不必強(qiáng)制地具有根據(jù)上述公式的數(shù)學(xué)的精確的組成。更確切地說，所述材料例如能夠具有ー個(gè)或多個(gè)摻雜物質(zhì)以及附加的成分。然而，為了簡(jiǎn)便，上述公式只包括晶格的重要成分，即Al、Ga、In和N，即使所述成分能夠部分地通過少量的其他物質(zhì)代替和/或補(bǔ)充。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列包括設(shè)置用于產(chǎn)生電磁輻射的有源區(qū)。有源區(qū)優(yōu)選包括至少ー個(gè)Pn結(jié)或ー個(gè)和十個(gè)之間的、包括邊界值的量子膜，尤其優(yōu)選ー個(gè)和五個(gè)之間的、包括邊界值的量子膜，或一個(gè)和三個(gè)之間的、包括邊界值的量子膜。術(shù)語量子膜尤其包括與量子化維度無關(guān)的量子結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，量子膜包含InGaN。在エ作時(shí)產(chǎn)生的輻射的波長(zhǎng)尤其處于紫外的或可見的光譜區(qū)域中,例如在340nm和600nm之間，包括邊界值，尤其在390nm和540nm之間，包括邊界值。在有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射優(yōu)選是相干輻射，即激光輻射。換言之，半導(dǎo)體芯片能夠是激光二極管芯片。因此，有源區(qū)是在其中出現(xiàn)光學(xué)加強(qiáng)的區(qū)域。有源區(qū)的折射率的虛部能夠小于零。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，有源區(qū)的平均銦含量處于0.5%和15%之間，包括邊界值。尤其，在此考慮有源區(qū)的直至300nm地圍繞位于中心的、產(chǎn)生光的區(qū)域?qū)ΨQ的含銦層。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，存在至少在兩個(gè)相鄰的量子膜之間的、優(yōu)選在所有相鄰的量子膜之間的阻擋層，其優(yōu)選基于InGaN。所述阻擋層尤其具有0. 01%和20%之間的銦含量，包括邊界值，優(yōu)選0.01%和10%之間的銦含量，包括邊界值。有源區(qū)4的量子膜之間的阻擋層的層厚尤其處于0. Inm和30nm之間,優(yōu)選在0. Inm和15nm之間,尤其優(yōu)選在Inm和IOnm之間，其中包括邊界值。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列包括至少ー個(gè)波導(dǎo)層。優(yōu)選地，半導(dǎo)體層序列包括兩個(gè)波導(dǎo)層，在所述兩個(gè)波導(dǎo)層之間存在有源區(qū)。波導(dǎo)層尤其是這樣的層，其間接地或直接地鄰接在有源區(qū)上，并且其具有大于或等干支承體的折射率的折射率。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，通過至少一個(gè)波導(dǎo)層和通過有源區(qū)形成波導(dǎo)，在所述波導(dǎo)中引導(dǎo)光學(xué)模式。所述波導(dǎo)能夠是ニ維的或ー維的波導(dǎo)。在ニ維波導(dǎo)的情況下，將在有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射在平面中引導(dǎo)，在一維波導(dǎo)的情況下，沿著直線引導(dǎo)。引導(dǎo)的模式涉及基本模式，例如涉及所謂的temto。優(yōu)選地，波導(dǎo)構(gòu)造為，使得在波導(dǎo)中的半導(dǎo)體芯片的常規(guī)使用中只引導(dǎo)基本模式。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，包層鄰接到一個(gè)所述波導(dǎo)層上或鄰接到兩個(gè)所述波導(dǎo)層上。包層分別位于ー個(gè)波導(dǎo)層的或多個(gè)波導(dǎo)層的背離有源區(qū)的側(cè)上。包層能夠是P摻雜的或n摻雜的。包層尤其是這樣的層，其間接地或直接地鄰接到波導(dǎo)層上，其中包層的折射率小干支承體的折射率，并且從而也小于波導(dǎo)層的折射率。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，從遠(yuǎn)離有源區(qū)的幾何中心的方向上看，包層在半導(dǎo)體層序列中從如下位置起始，在所述位置處鋁含量初次大于零或大于0.01%或大 于0. 1%或大于1%。如果在波導(dǎo)的內(nèi)部安置阻擋層，那么在確定包層的起始部時(shí)，這些典型地具有最高50nm的厚度的所述阻擋層不考慮在內(nèi)。例如，在遠(yuǎn)離有源區(qū)的幾何中心的方向上，包層的起始部是半導(dǎo)體層序列的具有至少IOOnm厚度的和連續(xù)的、不為零的鋁含量的部分區(qū)域。包層也能夠在超晶格、英語Superlattice中起始,所述超晶格例如通過具有AlGaN/GaN或AlGaN/AlGaN或AlInGaN/GaN的交替的層形成，其中超晶格的單個(gè)層具有優(yōu)選最高20nm或最高IOnm或最高5nm的厚度，并且超晶格尤其具有至少IOOnm或至少200nm的厚度。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，在波導(dǎo)中引導(dǎo)的模式的有效折射率大于支承體的折射率。尤其，有效折射率為支承體的折射率的最高I. 05倍。在此，有效折射率是相對(duì)于在真空中的相位延遲來對(duì)在波導(dǎo)中每一個(gè)長(zhǎng)度單位的相位延遲進(jìn)行量化的數(shù)字。在英語中相位延遲稱為phasedelay。有效折射率相關(guān)于引導(dǎo)的模式。這樣，通?；灸Ｊ降挠行д凵渎逝c更高模式的有效折射率不同，在在波長(zhǎng)相同時(shí)也如此。此外，有效折射率相關(guān)于傳播常數(shù)P，英語為propagation constant。傳播常數(shù)通過下面的相互關(guān)系給出E (X, y, Zr U = !.:■ (x, y)畫就》 在此，i是電場(chǎng)強(qiáng)度，z是在波導(dǎo)中的傳播方向或引導(dǎo)方向，w是輻射的頻率，和t是時(shí)間。同樣，傳播常數(shù)相關(guān)于引導(dǎo)的模式，并且從而對(duì)于基本模式和更高的模式也許不同。傳播常數(shù)能夠通過用于光學(xué)模擬的程序確定，或例如干渉地根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。因此，通過傳播常數(shù)，相關(guān)于長(zhǎng)度單位給出對(duì)于光的相位變化，所述光在介質(zhì)中和尤其在波導(dǎo)中傳播。那么，適用于波導(dǎo)的有效折射率neff的相互關(guān)系為IV.. = —~
Ix優(yōu)選適用于在波導(dǎo)中的引導(dǎo)模式的有效折射率nrff的是，有效折射率小于波導(dǎo)的折射率或平均折射率，并且有效折射率大于或等于包層的折射率或平均折射率。換言之，弓丨導(dǎo)的模式的有效折射率處于包層的折射率和波導(dǎo)的折射率或平均折射率之間。如果沒有滿足所述條件，那么通常，不引導(dǎo)模式，或在引導(dǎo)模式時(shí)出現(xiàn)光學(xué)損耗。
在光電子半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式中，所述光電子半導(dǎo)體芯片包括支承體和設(shè)置在支承體上的、尤其是生長(zhǎng)在支承體上的半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料，并且包括至少ー個(gè)用于產(chǎn)生電磁輻射的有源區(qū)以及至少ー個(gè)波導(dǎo)層，所述波導(dǎo)層間接地或直接地鄰接在有源區(qū)上，其中形成波導(dǎo)。此外，半導(dǎo)體層序列包括有源區(qū)的n摻雜的側(cè)上的n包層或/和在p摻雜的側(cè)上的鄰接到波導(dǎo)層上的p包層。波導(dǎo)層間接地或直接地鄰接到包層上。在此，在波導(dǎo)中引導(dǎo)的模式的有效折射率大于支承體的折射率。因此，給出的半導(dǎo)體芯片基于的認(rèn)知是，在支承體、尤其是生長(zhǎng)襯底上的具有低折射率的和具有高折射率的層的組合被施加，使得形成波導(dǎo)，在所述波導(dǎo)中引導(dǎo)模式，其中用于引導(dǎo)的模式的有效折射率大于支承體的折射率。在描述的半導(dǎo)體芯片中不需要的是在邊界面處全反射的情況下尤其出現(xiàn)在波導(dǎo)與包層之間且到達(dá)包層中的漸逝場(chǎng)在進(jìn)入尤其透明的支承體中時(shí)被阻礙。因此，漸逝場(chǎng)能夠穿透到支承體中。例如，漸逝場(chǎng)在支承體上的有些部位上具有相關(guān)于在界面上的場(chǎng)的輸出幅度較高的至少1/e3或至少5%或至少2. 5%的幅度，其中在所述界面上產(chǎn)生全反射。在常規(guī)的激光芯片中，通常抑制所述漸逝場(chǎng)進(jìn)入到支承體中，尤其通過特別厚的包層來抑制。因?yàn)?，根?jù)給出的半導(dǎo)體芯片，支承體的折射率小于引導(dǎo)的模式的有效折射率，但是在支承體中不能構(gòu)成寄生的模式，雖然漸逝場(chǎng)能夠進(jìn)入 到支承體中。在支承體中的寄生模式尤其表現(xiàn)為在光學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)中的附加的頻帶，例如在大約20°處。這樣的頻帶尤其出現(xiàn)在有源區(qū)的朝向支承體的側(cè)上。所述附加的頻帶使優(yōu)選實(shí)施為激光器的半導(dǎo)體芯片的輻射質(zhì)量劣化。這例如在使用在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)和也在使用于投影時(shí)起干擾的作用。由于阻礙了在支承體中建立模式，能夠避免所述問題。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，n包層基于具有0. 1%和20%之間、包括邊界值的Al份額的AlGaN或基于AlInN或AlInGaN。尤其n包層由下述物質(zhì)組成或基于下述物質(zhì)=AlxGahN,其中 0. 0001 彡 x 彡 0. 30 ;AlxIrvxN，其中 0. 74 彡 x 彡 0. 90 或(A1^yIny)如』，其中0. 74 ^ y ^ 0. 90并且0. 01彡x彡0. 3。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，電子阻擋層設(shè)置在p包層和波導(dǎo)之間和/或空穴阻擋層設(shè)置在n包層和波導(dǎo)之間。這樣的阻擋層也能夠設(shè)置在波導(dǎo)的內(nèi)部。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，為了改進(jìn)在至少兩個(gè)相鄰的量子膜之間的波引導(dǎo)，波導(dǎo)包括基于InGaN的阻擋層，所述阻擋層具有在0. 1%和20%之間的、包括邊界值的In份額，和0. Inm和30nm之間的、包括邊界值的厚度。通過量子膜之間的阻擋層能夠形成超晶格。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，包層具有超晶格，所述超晶格具有擁有交替地高的和低的折射率的層，其中層厚度分別為0. Inm和70nm之間，包括邊界值，或在Inm和50nm之間，包括邊界值。所述層例如基于GaN或具有最大25%的In份額的InGaN。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，包層具有超晶格，所述超晶格具有擁有交替地高的和低的折射率的層，其中層厚度分別為0. Inm和70nm之間，包括邊界值。在p包層的情況下，層厚度優(yōu)選為Inm和70nm之間，包括邊界值。所述層例如基于GaN或具有最大25%的Al份額的AlGaN。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，波導(dǎo)層或波導(dǎo)層中的至少ー個(gè)和/或包層或包層中的至少ー個(gè)借助于階梯形的折射率變化曲線形成。換言之，在相應(yīng)的層內(nèi)部的折射率不是恒定的，而是適當(dāng)變化的。尤其，相應(yīng)的層的折射率在遠(yuǎn)離有源區(qū)的方向上單調(diào)下降。根據(jù)光電半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，包層中的至少ー個(gè)，優(yōu)選最接近支承體的包層劃分成至少兩個(gè)子層。在相鄰的子層之間，尤其存在折射率大約相當(dāng)干支承體的折射率的材料。優(yōu)選地，包層被劃分為2至10個(gè)子層，所述子層在遠(yuǎn)離有源區(qū)的方向上能夠具有單調(diào)遞增的厚度。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，包層中的至少ー個(gè)，即n包層和/或p包層，沿著半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)方向和/或沿著垂直干支承體的方向具有鋁含量的階梯形的或斜坡形的變化曲線。階梯形表示鋁含量在一個(gè)階梯之內(nèi)是恒定的或近似恒定的。斜坡形表示鋁含量直線地或近似直線地沿著生長(zhǎng)方向和/或在垂直干支承體的方向上變化。例如，包層具有2、3、4、5或6直到15個(gè)階梯和/或斜坡。相鄰階梯的在鋁含量上的差別尤其為0.01%和20%之間，包括邊界值，或在0. 5%和10%之間，包括邊界值，或在1%和5%之間，包括邊界值。 在此，尤其優(yōu)選適合的是，包層的第一半部的平均鋁含量大于包層的第二半部中的平均鋁含量。第一和第二半部具有相同的幾何厚度。兩個(gè)半部能夠僅僅是分為兩個(gè)相同厚度的部分區(qū)域的虛擬劃分。在此，第一半部比第二半部距具有有源區(qū)的波導(dǎo)更近。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第一半部的平均鋁含量超過第二半部的平均鋁含量至少0. 01%或至少0. 1%或至少0. 5%。優(yōu)選地，在平均鋁含量上的差別為最高15%或最聞10%或最聞5*%。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，在與波導(dǎo)最接近的區(qū)域中，ー個(gè)或兩個(gè)包層的鋁含量為至少0.5%，優(yōu)選至少1%。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，一個(gè)或兩個(gè)包層構(gòu)成為薄的。薄能夠表示包層的厚度為最高500nm。在此優(yōu)選地，厚度為至少200nm或至少300nm。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，一個(gè)或兩個(gè)包層的平均鋁含量為0. 1%和30%之間，包括邊界值，或I %和12%之間，包括邊界值，或3%和8%之間，包括邊界值?？赡艿氖牵谡麄€(gè)包層內(nèi)部的局部鋁含量不離開所述值范圍。尤其所述值適用于薄的包層。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，光學(xué)折射率在包層的至少ー個(gè)或在兩個(gè)包層中具有階梯形的或斜坡形的變化曲線。包層的兩個(gè)相同厚度的、虛擬的半部具有不同的平均的、光學(xué)的折射率。與波導(dǎo)更近的第一半部具有比第二半部更低的平均折射率。優(yōu)選地，半部之間的折射率差在0. 0001和0. 2之間，包括邊界，或0. 001和0. 08之間，包括邊界值，或0. 001和0. 03之間，包括邊界值。在變化曲線為階梯形的情況下，相鄰的階梯之間的折射率差優(yōu)選在0. 0001和0. 2之間，包括邊界值，或0. 001和0. I之間，包括邊界值，或0. 002和0. 03之間，包括邊界值。根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式,p包層由InGaAlN構(gòu)成,其中InGaAlN能夠是摻雜的。P包層的厚度在IOOnm和5000nm之間，包括邊界值；優(yōu)選在200nm和2000nm之間，包括邊界值，或在400nm和900nm之間，包括邊界值。p包層的平均鋁含量在0. 1%和20 %之間，包括邊界值，或在3 %和10 %之間，包括邊界值，或在4 %和8 %之間，包括邊界值。
根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，波導(dǎo)的總厚度，即p包層和n包層之間的距離，在50nm和2000nm之間，包括邊界值，或200nm和1200nm之間，包括邊界值，或400nm和800nm之間，包括邊界值。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)實(shí)施形式，所述半導(dǎo)體芯片是具有ー個(gè)或具有多個(gè)單獨(dú)的或相關(guān)聯(lián)的激光有源區(qū)域的激光芯片、脊型激光器、氧化物條狀激光器(Oxidstreifenlaser )、激光欄或發(fā)光二極管。所述實(shí)施例能夠彼此組合，只要從中不會(huì)出現(xiàn)矛盾。尤其是光電子半導(dǎo)體芯片根據(jù)多個(gè)所述實(shí)施例構(gòu)造。


接下來，參照附圖借助于實(shí)施例進(jìn)ー步闡述在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片。在此，相同的附圖標(biāo)記給出在各個(gè)附圖中相同的元件。然而，在此不合乎比例地示出，相反地，為了更好的理解，能夠夸大地示出各個(gè)元件。 附圖示出圖4至7、10至14、16至18、20、23和24示出在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的實(shí)施例的不意圖，和圖I至3、8、9、15、19、21和22示出激光二極管的示意圖。
具體實(shí)施例方式除了圖17和22，附圖的A部分分別是沿著深度t的折射率的變化曲線，所述深度平行于半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)方向來定向，以任意単位標(biāo)識(shí)。同樣地，在A圖中，沿著深度t的電場(chǎng)E的變化曲線e以任意単位標(biāo)識(shí)。在B圖中，光學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)的強(qiáng)度I以任意單位相對(duì)于以度計(jì)的反射角a標(biāo)識(shí)。在圖示中，圖17A、17B和17C分別對(duì)應(yīng)于其他附圖的A部分。在圖I中圖解示出常規(guī)激光二極管的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體層序列3在支承體2上生長(zhǎng)。半導(dǎo)體層序列3包括具有量子膜的有源區(qū)4，在附圖中表示為具有提高的折射率的區(qū)域。有源區(qū)4位于兩個(gè)波導(dǎo)層5n、5p之間，所述波導(dǎo)層直接鄰接到有源區(qū)4上。從有源區(qū)4中看，波導(dǎo)層5n在朝向支承體2的方向上是n摻雜的，另ー包層5p是p摻雜的。通過有源區(qū)4以及通過包層5n、5p形成波導(dǎo)45，在所述波導(dǎo)中引導(dǎo)光學(xué)模式M。模式M在輻射角a為大約0°時(shí)發(fā)射，即垂直于半導(dǎo)體層序列3的側(cè)面的界面。遠(yuǎn)離有源區(qū)4而朝向支承體2地，在n波導(dǎo)層5n上連接n摻雜的n包層6n。在遠(yuǎn)離支承體2的方向上，從有源區(qū)4起始，在p波導(dǎo)層5p上連接電子阻擋部9以及p摻雜的P包層6p，隨后連接接觸層8。包層6n、6p的折射率小干支承體2的折射率。n包層6n的厚度Tn為大約1500nm。p包層6p的厚度Tp為大約800nm。由于n包層6n的比較小的厚度Tn，在包層6n內(nèi)部的漸逝場(chǎng)還未衰減，并且進(jìn)入到透明的支承體2中。因?yàn)椋诓▽?dǎo)45中用于引導(dǎo)的模式M的有效折射率小干支承體2的折射率，在支承體2中能夠形成電場(chǎng)，在大約5000nm時(shí)，比較在圖IA中的電場(chǎng)E的變化曲線e的斜率。在支承體2中的所述電場(chǎng)在光學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)中表現(xiàn)出大約在20°的角的附加的頻帶SI。同樣，在角為-20。時(shí)出現(xiàn)另ー寄生模式S2。通過所述ー個(gè)或所述兩個(gè)附加的、寄生的模式SI、S2產(chǎn)生在根據(jù)圖IA的激光芯片的投影應(yīng)用或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用中的困難。
引導(dǎo)的模式M的有效折射率等于輻射的傳播常數(shù)0和波長(zhǎng)\的乘積除以2^1。傳播常數(shù)P相關(guān)于引導(dǎo)的模式的階數(shù)，尤其即相關(guān)于在垂直于輻射的傳播方向的平面中的電場(chǎng)的分布，沿著所述平面波導(dǎo)引導(dǎo)所述場(chǎng)。垂直于傳播方向的場(chǎng)分布還相關(guān)于折射率并且相關(guān)于包層6n、6p的厚度以及相關(guān)于波導(dǎo)45的折射率和結(jié)構(gòu)。因此，在特別是具有預(yù)先給出的有源區(qū)4的預(yù)先給出的波導(dǎo)45中，電場(chǎng)垂直于傳播方向，并且因此，在波導(dǎo)45中引導(dǎo)的模式的傳播常數(shù)P能夠通過包層6n、6p和通過所述包層的厚度產(chǎn)生影響。傳播常數(shù)P以及垂直于傳播方向的電場(chǎng)是可計(jì)算的或可模擬的。同樣，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定電場(chǎng)或電場(chǎng)的平方、強(qiáng)度分布。根據(jù)圖2的激光二極管中，n包層6n的厚度擴(kuò)大到大約2.5 iim。如也根據(jù)圖I地，基于AlGaN的n包層6n的鋁含量處于大約5%至10%。在此，引導(dǎo)的模式M的有效折射率小干支承體2的折射率。通過增大n包層6n的厚度，與圖I相比較，在包層6n內(nèi)部的漸逝場(chǎng)衰退至使得沒有附加的模式能夠在支承體2中構(gòu)成。當(dāng)然，如所述包層6n的、具有比較高的鋁含量的層只張緊地生長(zhǎng)在GaN上。一方 面，這樣的張緊損害生長(zhǎng)質(zhì)量，另ー方面，能夠在半導(dǎo)體層序列的層中形成裂縫，所述裂縫能夠造成器件的損壞。由于所需的厚度比較大，生長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)ー步提高，并且從而制造費(fèi)用進(jìn)ー步提高。因此，具有比較高的鋁含量的比較厚的包層損害器件的質(zhì)量，并且導(dǎo)致增高的制造費(fèi)用。在根據(jù)圖3的激光二極管中，包層通過不具有顯著鋁含量的基于GaN的層代替，因此激光二極管不具有擁有比支承體2的折射率更小的折射率的包層。波導(dǎo)45基于InGaN。由于基于InGaN的波導(dǎo)45的更高的折射率，沒有寄生的模式能夠在支承體2中形成。當(dāng)然，在波導(dǎo)45中需要比較高的銦含量，這導(dǎo)致更差的材料質(zhì)量。在銦含量能夠外延地良好實(shí)現(xiàn)時(shí)，另ー方面，填充系數(shù)(Filllfaktor)，即被引導(dǎo)的模式M與有源區(qū)4的強(qiáng)度重疊，比較小，這導(dǎo)致在有源區(qū)4中的比較小的加強(qiáng)。此外，還需要相比之下非常厚的層8，以便避免漸逝場(chǎng)到達(dá)在圖3中未示出的、在半導(dǎo)體層序列3的背離支承體2的側(cè)上的p接觸部。換言之，根據(jù)圖3的激光二極管在制造中同樣是昂貴的，并且具有比較小的效率。在圖4中示出光電子半導(dǎo)體芯片I的實(shí)施例。在波導(dǎo)45的背離支承體2的側(cè)上產(chǎn)生P包層6p。與根據(jù)圖3的激光二極管相比，通過p包層6p實(shí)現(xiàn)漸逝場(chǎng)的相對(duì)于未示出的P接觸部的改進(jìn)的屏敝。此外，能夠得到更高的填充系數(shù)，其在根據(jù)圖4的實(shí)施例中為大約 2. 4%。作為用于p包層6p的材料例如能夠使用AlGaN或AlInGaN。尤其，含AlInGaN的層能夠借助于良好的晶格匹配生長(zhǎng)在GaN上。與在圖4中所示出不同的是，包層6p具有超晶格結(jié)構(gòu)。如果包層6p基于AlGaN，那么鋁含量例如為0.01%和30%之間，包括邊界值，優(yōu)選為1%和12%，包括邊界值，尤其優(yōu)選為3%和8%之間，包括邊界值。如果AlInN用作用于包層6p的基礎(chǔ)材料，那么鋁含量?jī)?yōu)選為74%和90%之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選為79 %和85 %之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選為大約82 %。在AlInGaN的情況下，優(yōu)選使用Gax(Al82In18) ^xN,其中鋁含量能夠與所述值82%相差8%，并且x優(yōu)選為0. 01和0. 3之間，包括邊界值。P包層6p的厚度優(yōu)選為IOnm和1500nm之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選為IOOnm和IOOOnm之間，包括邊界值。在所有其他實(shí)施例中，所述材料和厚度也能夠考慮用于p包層6p0在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，構(gòu)成為n包層6n的是基于AlGaN的空穴阻擋層10。通過空穴阻擋層10，填充系數(shù)提高到大約2. 6 %。此外，改進(jìn)了到有源區(qū)4中的空穴注入，以至于半導(dǎo)體激光芯片I的效率提高。形成n包層6n的空穴阻擋層10能夠基于與相關(guān)于圖4所述的p包層6p相同的材料。然而，n包層6n優(yōu)選為n摻雜的。n包層6n或空穴阻擋層10的厚度優(yōu)選為Inm和50nm之間，包括邊界值。在AlGaN作為基礎(chǔ)材料的情況下，鋁含量?jī)?yōu)選在I %和100%之間，包括邊界值，尤其在3 %和40 %之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選在3 %和20 %之間，包括邊界值。所述值也能夠使用在所有其他實(shí)施例中。根據(jù)圖6的半導(dǎo)體芯片I的實(shí)施例中，代替空穴阻擋層10，包層6n通過具有與p包層6p相同的鋁含量的AlGaN層構(gòu)成，其中n包層6n具有大約200nm的厚度。在根據(jù)圖6的實(shí)施例中，填充系數(shù)為大約2. 8%。根據(jù)圖6的n包層6n的厚度越大，引導(dǎo)的模式M的有效折射率越小。因此，n包層6n不能選擇為太厚。如果n包層6n選擇為過大，如在根據(jù) 圖8的激光二極管中，其中厚度為大約lOOOnm，那么出現(xiàn)寄生的模式S1、S2，見圖8B。在根據(jù)圖7的實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片I具有擁有彼此不同的折射率和鋁含量的包層6n、6p。根據(jù)圖7，n包層6n的鋁含量為大約5%，空穴阻擋部10的鋁含量為大約20%。填充系數(shù)為大約3. 7%，并且因此是比較高的。在根據(jù)圖9的激光二極管中，n包層6n的厚度為大約I. 5 ii m，并且基于AlGaN的n包層6n的鋁含量為大約5%。因此，漸逝場(chǎng)不充分地由支承體2屏敝，由此形成寄生的模式 S1、S2。如果，與根據(jù)圖10的實(shí)施例的相比，包層的鋁含量降低到大約1%，那么不再出現(xiàn)寄生的模式，因?yàn)樗龑?dǎo)的模式M的有效折射率大于支承體2的折射率。換言之，在該實(shí)施例中重要的是，n包層6n的厚度和n包層6n與鄰接的波導(dǎo)45之間的折射率差的乘積不是過大的，其中折射率差尤其通過層的鋁含量確定。因此，更大的厚度于是引起更小的鋁含量，并且反之亦然。根據(jù)互相匹配的n包層6n的厚度和鋁含量，其厚度尤其在0. Inm和2000nm之間的范圍內(nèi)，包括邊界值，優(yōu)選在Inm和IOOOnm之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選在5nm和500nm之間，包括邊界值。在AlGaN的情況下，作為用于n包層6n的基礎(chǔ)材料，鋁含量尤其在0. 01%和100%之間，包括邊界值，優(yōu)選在0.01%和20%之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選為0. 1%和10%之間，包括邊界值。這也能夠在所有其他實(shí)施例中適用。與根據(jù)圖4的p包層同樣地，在現(xiàn)有實(shí)施例中也能夠?qū)lGaN、AlInN或AlInGaN以及超晶格和/或上述物質(zhì)的組合用作基礎(chǔ)材料。根據(jù)圖11，波導(dǎo)層5n、5p基于具有大約2%的銦含量的InGaN。在所述實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片I的填充系數(shù)為大約2. 8%。在根據(jù)圖12的半導(dǎo)體芯片I的實(shí)施例中，波導(dǎo)層5n、5p分別相關(guān)于其折射率變化曲線構(gòu)成為階梯形的。階梯形的結(jié)構(gòu)的較接近有源區(qū)4的階梯例如通過具有例如大約5%的高銦含量的InGaN阻擋部形成。在遠(yuǎn)離有源區(qū)4的方向上，分別形成具有大約3%的銦含量的第二階梯。填充系數(shù)為大約3. 2%。如也在其他實(shí)施例中可能的，波導(dǎo)層5n、5p或波導(dǎo)層5n、5p的階梯的銦含量分別為優(yōu)選0%和30%之間，包括30%，尤其為0. 1%和10%之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選I %和6%之間,包括邊界值?？赡艿氖?，波導(dǎo)5n、5p中的一個(gè)基于GaN,并且另一波導(dǎo)層5n、5p基于InGaN。波導(dǎo)層5n、5p的厚度例如在0. Inm和500nm之間的范圍內(nèi)，包括邊界值，優(yōu)選在Inm和200nm之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選在IOnm和IOOnm之間，包括邊界值。在根據(jù)圖13的實(shí)施例中，不僅波導(dǎo)層5n、5p,而且還有包層6n、6p構(gòu)成為階梯形的。在指向支承體的方向上，從有源區(qū)4起始，波導(dǎo)層5n和包層6n的折射率單調(diào)減少。p包層6p的處于較接近有源區(qū)4的子層具有比p包層6p的離有源區(qū)4較遠(yuǎn)的其他子層更小的折射率。因此，在遠(yuǎn)離支承體2方向上，從有源區(qū)4起始，折射率不具有單調(diào)的，而是波形的變化曲線。根據(jù)圖14的實(shí)施例，n包層6n通過超晶格結(jié)構(gòu)形成。超晶格結(jié)構(gòu)尤其包括具有交替地高的和低的折射率的2到300之間個(gè)層，包括邊界值。具有低折射率的層例如基于AlGaN。層的厚度例如在Inm和70nm之間，包括邊界值。
根據(jù)圖15的激光二極管中，n包層6n具有大約300nm的厚度。n包層6n的所述厚度是小的，使得漸逝場(chǎng)到達(dá)支承體2中，并且在此引導(dǎo)具有高強(qiáng)度的寄生的模式SI、S2。與此相對(duì)，在根據(jù)圖16的實(shí)施例中，n包層6n的厚度變小，以至于引導(dǎo)的模式M的有效折射率大于支承體2的折射率，因此抑制寄生的模式的產(chǎn)生。因此，寄生的模式不通過包層的厚度的増大，而是通過厚度的減小而不出現(xiàn)。根據(jù)依照?qǐng)D16的實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片I優(yōu)選是以紫外線發(fā)射的半導(dǎo)體芯片。支承體2尤其是基于AIN、AlGaN、AlGaN、AlInGaN或AlInN的生長(zhǎng)襯底。根據(jù)鋁含量，用于支承體2的所述材料具有比GaN更小的折射率。因此，波導(dǎo)45能夠基于GaN和/或包括GaN阻擋層。用于在有源區(qū)4中產(chǎn)生的小于或等于365nm的波長(zhǎng)，也能夠使用具有基于AlGaN的波導(dǎo)層5n、5p的基于GaN的量子膜。如果支承體2基于InGaN、AlInN或AlInGaN，其中所述材料具有比GaN更高的折射率，那么波導(dǎo)45尤其優(yōu)選具有比支承體2還更高的折射率。在根據(jù)圖17A的實(shí)施例中，為了使載流子到半導(dǎo)體層序列3的注入中變得簡(jiǎn)單，和為了減少在半導(dǎo)體層序列3上的壓降，半導(dǎo)體層序列3，由基于AlGaN的n包層6n開始，直接生長(zhǎng)在支承體2上。在此，支承體2是高摻雜的襯底，優(yōu)選是GaN襯底。高摻雜的意味著，例如是硅或氧的摻雜物質(zhì)濃度，在IxlO18每立方厘米和lxl02°每立方厘米之間，包括邊界值。此外，包層6n、6p以及波導(dǎo)層5n、5p例如也形成如在根據(jù)圖11或圖12的實(shí)施例中那樣。根據(jù)圖17B，基于GaN的支承體2上附加地施加優(yōu)選基于GaN的、高摻雜的層7。高摻雜的層7的摻雜物質(zhì)濃度在IxlO18每立方厘米和lxl02°每立方厘米之間的范圍內(nèi)，包括邊界值，或在5xl018每立方厘米和5xl019每立方厘米之間，包括邊界值。摻雜例如用硅或氧實(shí)現(xiàn)。高摻雜的層7的厚度例如在Inm和10 u m之間，包括邊界值，優(yōu)選在IOOnm和4 y m之間，包括邊界值，尤其優(yōu)選在0. 5 ii m和2 ii m之間，包括邊界值。為了避免附加的光學(xué)吸收損耗，在根據(jù)圖17C的實(shí)施例中，高摻雜的層7不直接鄰接到n包層6n上形成。在n包層6n和高摻雜的層7之間存在中間層67，所述中間層例如具有在5xl017每立方厘米和5xl018每立方厘米之間的范圍內(nèi)的、包括邊界值的摻雜物質(zhì)濃度。中間層67的厚度優(yōu)選為500nm和2iim之間，包括邊界值。在根據(jù)圖18的實(shí)施例中，n波導(dǎo)層5n包括超晶格。所述超晶格通過第一層51和通過第二層52形成，所述第一層和第二層彼此交替地緊隨。第一層51例如基于具有0%和10%之間的、包括邊界值的，優(yōu)選在0%和5%之間的、包括邊界值的銦含量的InGaN。第一層51的厚度在0. Inm和50nm之間，包括邊界值,優(yōu)選在Inm和5nm之間,包括邊界值。第ニ層52同樣基于具有1%和25%之間的，包括邊界值的銦含量，優(yōu)選具有3%和10%之間的，包括邊界值的銦含量。第二層52的厚度尤其在0. Inm和50nm之間，包括邊界值，優(yōu)選在Inm和20nm之間，包括邊界值。在此，第二層52的厚度相應(yīng)地大于第一層51的厚度，并且第一層51的銦含量小于第二層52的銦含量，也見圖18C中的示意性剖面圖。在根據(jù)圖19的常規(guī)激光二極管中構(gòu)成支承體模式S1、S2。與之相比，支承體模式S1、S2不存在于根據(jù)圖20的半導(dǎo)體芯片I的實(shí)施例中。這由此實(shí)現(xiàn)了 n包層6n被劃分為多個(gè)子層。子層通過中間層67彼此隔開，所述中間層尤其基于GaN，并且具有與支承體的折射率相應(yīng)的折射率。例如，距有源區(qū)4較遠(yuǎn)的子層具有比距有源區(qū)4較近的子層更大的厚度。
子層的厚度尤其在IOOnm和600nm之間，包括邊界值。中間層67優(yōu)選實(shí)施為比n包層6n的ー個(gè)或所有子層更厚。中間層67的厚度尤其在200nm和IOOOnm之間，包括邊界值。這樣被劃分為至少兩個(gè)子層的n包層6n也能夠在半導(dǎo)體芯片I的其他實(shí)施例中使用。根據(jù)圖21的激光二極管具有兩個(gè)與在波導(dǎo)45中引導(dǎo)的模式M相比更小的襯底模式SI、S2，因?yàn)樗龑?dǎo)的模式M的有效折射率小干支承體2的折射率。通過例如尤其在上述列舉的實(shí)施例中的一個(gè)中給出的n包層6n的變化，和從而相關(guān)的所引導(dǎo)的模式M的有效折射率的斜率能夠壓制襯底模式S1、S2。因此，根據(jù)圖21的激光二極管的層結(jié)構(gòu)以類似的方式能夠考慮用于列舉的實(shí)施例中。根據(jù)圖21的激光二極管的層結(jié)構(gòu)如下所述，從支承體2起始，并且在指向接觸層8的方向上-支承體2尤其由摻雜的GaN組成，具有大約100U m的厚度和2. 489的折射率。如也在實(shí)施例中，折射率的說明分別相關(guān)于最大強(qiáng)度的波長(zhǎng)，對(duì)于所述最大強(qiáng)度的發(fā)射而設(shè)置激光二極管或半導(dǎo)體芯片I。-n包層6n具有大約2000nm的厚度，并且具有2. 447的折射率。n包層6n的材料是具有5%的Al份額的AlGaN。-n波導(dǎo)層5n由GaN形成，其具有2. 469的折射率和大約200nm的厚度。-有源區(qū)4具有三個(gè)量子膜，所述量子膜分別具有大約3nm的厚度，由具有大約17%的In份額的InGaN形成，并且具有2. 527的折射率。兩個(gè)相鄰的量子膜之間分別存在由具有大約8nm和大約IOnm的厚度和2. 469的折射率的GaN構(gòu)成的阻擋層。-在有源區(qū)4和電子阻擋層9之間存在具有GaN的中間層，所述中間層具有大約IOnm的厚度和2. 469的折射率。電子阻擋層9具有大約IOnm的厚度、2. 385的折射率，并且基于具有20%的Al份額的AlGaN。-p波導(dǎo)層5p具有大約200nm的厚度、2. 469的折射率，并且基于GaN。-p包層6p，其基于具有5%的Al份額的AlGaN，具有大約IOOOnm的厚度和2. 447的折射率。-接觸層8基于GaN，具有大約50nm的厚度和2.469的折射率。所引導(dǎo)的模式M的有效折射率在所述層結(jié)構(gòu)中為2. 457。
根據(jù)圖21，波導(dǎo)45構(gòu)造為ー維的，在根據(jù)圖22的激光二極管中波導(dǎo)構(gòu)造為ニ維的。所述層結(jié)構(gòu)符合圖21中的層結(jié)構(gòu)。接觸層8以及p包層6p局部地通過刻蝕移除，以至于條狀物13，英語ridge，以大約2 iim的寬度構(gòu)成，其中條狀物13由背離支承體2的金屬接觸部11覆蓋。因此，直至半導(dǎo)體層序列3的大約1050nm的深度地來進(jìn)行刻蝕?？涛g的區(qū)域在側(cè)向上，除了條狀物13之外，用具有比p包層6p更低的折射率的材料12，例如用具有大約I. 5的折射率和大約IOOOnm的厚度的ニ氧化硅填滿。因此，所引導(dǎo)的模式M的有效折射率降低到2. 455，比較根據(jù)圖21的值2. 457。模式M的半值寬度，比較圖21B和22B，大致減少一半到大約8. 8°。這類的、ニ維的波導(dǎo)45，如在圖22A中示出的，尤其也能夠考慮用于半導(dǎo)體芯片I的所有實(shí)施例中。在圖23中，半導(dǎo)體芯片I的其他實(shí)施例的半導(dǎo)體層序列3中的截面借助于沿著深度t的鋁含量K的或折射率n的變化曲線圖解。包層6n分別被劃分為兩個(gè)相同厚度的、虛構(gòu)的半部H1、H2，其中第一半部Hl比第二半部H2更近地放置在波導(dǎo)45處。第一半部Hl的平均鋁含量超過第二半部H2的平均鋁含量。 根據(jù)圖23A，n包層6n具有鋁含量方面的剛好兩個(gè)階梯LI、L2。在階梯LI、L2的內(nèi)部，鋁含量近似于恒定。在圖23B中示出n包層6n，其總共具有十一個(gè)階梯。n包層6n具有子層，所述子層從兩邊由分別具有更高的鋁含量的其他子層毗鄰。在圖23C中，折射率的變化曲線沿著深度t示出。在第一半部Hl中，平均折射率小于在第二半部H2中。n包層6n包括三個(gè)階梯L1、L2、L3。與圖23中所示不同地,替選地或附加地,也能夠相應(yīng)地構(gòu)成p包層。在圖24中，借助于表格并且相關(guān)于包層6n、6p描述半導(dǎo)體芯片I的實(shí)施例變型。對(duì)于所有變型適用，第一半部Hl的平均鋁含量Ka(Hl)大于第二半部H2的平均鋁含量Ka(H2)。變型I至8具有鋁含量K的階梯形的變化曲線，其中分別給出階梯LI、L2、L3、L4的平均鋁含量K (LI，L2, L3, L4)以及所述階梯的厚度d (Li，L2, L3, L4)。根據(jù)變型9和10，鋁含量K首先斜坡形分布，然后以階梯L2的形狀來分布。在變型9中，鋁含量K以斜坡形從波導(dǎo)45起始線性下降，根據(jù)變型10線性上升。在表格中列舉的值能夠在半導(dǎo)體芯片I的實(shí)施例中分別用最高25%或最高10%的公差實(shí)現(xiàn)，只要第一半部Hl的平均鋁含量Ka (Hl)大于第二半部H2的平均鋁含量。例如，在表格中給出的400nm的厚度的情況下,最高25%的公差意味著,描述的是400nm±25%的厚度范圍，即300nm至500nm，包括邊界值。本發(fā)明不限于借助于實(shí)施例的描述。相反地，本發(fā)明包括任意新的特征以及特征的任意組合，這尤其包括在權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使該特征或該組合本身并未在權(quán)利要求或?qū)嵤├忻鞔_說明。本專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)102010009457. 9的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。
權(quán)利要求
1.光電子半導(dǎo)體芯片(I)， 所述光電子半導(dǎo)體芯片包括支承體(2)和設(shè)置在所述支承體上的、基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層序列(3)，所述半導(dǎo)體層序列具有 -至少一個(gè)有源區(qū)(4)，所述有源區(qū)設(shè)置用于產(chǎn)生電磁輻射， -至少一個(gè)波導(dǎo)層(5)，所述波導(dǎo)層鄰接于所述有源區(qū)(4)，其中形成波導(dǎo)(45)，和 -所述有源區(qū)(4)的n摻雜側(cè)處的n包層(6n)和/或鄰接于所述波導(dǎo)層(5)的p摻雜側(cè)處的P包層(6p), 其中在所述波導(dǎo)(45)中引導(dǎo)的模式的有效折射率大于所述支承體(2)的折射率。
2.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述包層(6n、6p)中的至少一個(gè)被劃分為至少兩個(gè)具有彼此不同的平均鋁含量的子層，其中所述包層(6n、6p)的第一半部(Hl)具有比第二半部(H2)更高的平均鋁含量，其中所述半部(H1、H2)是同樣厚的，并且所述第一半部(Hl)離所述波導(dǎo)(45)更近。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(I)，其中所述有效折射率為所述支承體(2)的折射率的最高I. 05倍。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(I)，其中描述電場(chǎng)(E)的變化曲線的函數(shù)從所述有源區(qū)(4)起，在垂直并且朝著所述支承體(2)的方向上單調(diào)下降。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中在所述p包層(6p)處或在所述n包層(6n)處全反射的并且在所述有源區(qū)(4)中產(chǎn)生的輻射的漸逝場(chǎng)到達(dá)所述支承體(2)中，其中在所述支承體(2)中的所述漸逝場(chǎng)的幅度相對(duì)于在全反射的界面上的輸出幅度而言局部地為至少2. 5%。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述n包層(6n)的厚度(Tn)在0. Inm和2000nm之間，其中包括邊界值，和/或所述p包層的厚度(Tp)在IOnm和1500nm之間，其中包括邊界值。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述p包層(6p)基于下述材料之一AlxGahN,其中 0. 0001 ^ x ^ 0. 30，AlxIrvxN,其中 0. 74 彡 X 彡 0. 90，或(AVyIny)xGahN,其中 0. 74 彡 y 彡 0. 90 和 0. 01 彡 x 彡 0. 3。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述n包層(6n)基于下述材料之一AlxGahN,其中 0. 0001 ^ x ^ 0. 30，AlxIrvxN,其中 0. 74 彡 X 彡 0. 90，或 (AVyIny)xGahN,其中0. 74彡y彡0. 90和0. 01彡x彡0. 3，和/或其中所述n包層(6n)設(shè)置為空穴阻擋部。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述有源區(qū)(3)具有I和10之間個(gè)量子膜，其中包括邊界值， 其中為了改進(jìn)在所述波導(dǎo)(45)中的波引導(dǎo)，在至少兩個(gè)相鄰的量子膜之間形成基于InxGapxN的阻擋層，其中0. 001彡x彡0. 20，并且所述阻擋層具有0. Inm和30nm之間的、包括邊界值的厚度。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(I)，其中所述n包層(6n)和/或所述波導(dǎo)層(5)具有帶有層(51、52)的超晶格，所述層具有交替的高折射率和低折射率，并且分別具有0. Inm和70nm之間的、包括邊界值的厚度。
11.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述超晶格具有交替的第一層(51)和第二層(52),所述第一層基于InxlGa1I1N,其中0 < xl < 0. 10,并且所述第二層基于Inx2Gah2N，其中0. 01 ^ x2 ^ 0. 25，其中所述超晶格在所述波導(dǎo)層(5)中構(gòu)成。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述p包層(6p)具有帶有層(51、52)的超晶格，所述層具有交替的高折射率和低折射率，并且分別具有Inm和70nm之間的、包括邊界值的厚度。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中在所述支承體(2)和與所述支承體(2)最接近的包層(6n)之間存在高摻雜的層(7)， 其中所述層(7)的摻雜物質(zhì)濃度在IxlO18每立方厘米和lxl02°每立方厘米之間，包括邊界值，并且所述層(7)的厚度在Inm和IOym之間、包括邊界值，或者其中所述支承體(2)具有所述摻雜物質(zhì)濃度。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述波導(dǎo)層(5)和/或所述包層(6n、6p)顯示出階梯形的折射率變化曲線。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(I)，其中通過部分地移除所述p包層(6p)構(gòu)成條狀物(13)，其中所述條狀物(13)在側(cè)向上至少部分地由具有較低折射率的材料包圍。
全文摘要
在光電子半導(dǎo)體芯片(1)的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述光電子半導(dǎo)體芯片包括支承體(2)和生長(zhǎng)在支承體(2)上的半導(dǎo)體層序列(3)。半導(dǎo)體層序列(3)基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料，并且包括至少一個(gè)用于產(chǎn)生電磁輻射的有源區(qū)(4)以及至少一個(gè)波導(dǎo)層(5)，所述波導(dǎo)層間接地或直接地鄰接到有源區(qū)(4)上，其中形成波導(dǎo)(45)。此外，半導(dǎo)體層序列(3)包括在有源區(qū)(4)的n摻雜的側(cè)上的n包層(6n)或/和在p摻雜的側(cè)上的鄰接到波導(dǎo)層(4)上的p包層(6p)。波導(dǎo)層(5)間接地或直接地鄰接包層(6n、6p)。在此，在波導(dǎo)中引導(dǎo)的模式(M)的有效折射率(neff)大于支承體(2)的折射率。
文檔編號(hào)H01S5/20GK102771023SQ201180011338
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者亞德里恩·斯特凡·阿夫拉梅斯庫, 克里斯托夫·艾克勒, 特雷莎·萊爾默 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司