[发明专利]半导体异质结构

权利要求书

1.一种应变半导体异质结构(10)，其包括：

注入区，其包括具有p型传导性的第一发射极层(11)和具有n型传导性的第二发射极层(12)；

光产生层(13)，其位于所述第一发射极层(11)和所述第二发射极层(12)之间，所述光产生层的带隙能量小于所述第一发射极层和所述第二发射极层的带隙能量；

电子俘获区(14)，其位于所述光产生层(13)和所述第二发射极层(12)之间，所述电子俘获区包括邻近所述第二发射极层的俘获层(16)以及邻近所述俘获层的局限层(15)，所述局限层的带隙能量大于所述光产生层的所述带隙能量，所述俘获层的带隙能量小于所述局限层的所述带隙能量，以及所述俘获层中电子的最低能级高于所述光产生层中电子的最低能级；

其特征在于，

所述局限层(15)和所述俘获层(16)的宽度和材料选择成提供所述俘获层(16)中电子的局域能级中的一个局域能级和所述第二发射极层(12)的导带底之间的能量差等于光声子的能量。

2.根据权利要求1所述的应变半导体异质结构(10)，其特征在于，所述第二发射极层(12)中电子的浓度被调整等于以下三个部分全部相乘得到的乘积：

所述第一发射极层(11)中空穴的浓度；

所述第二发射极层(12)中空穴的扩散系数与所述第一发射极层(11)中电子的扩散系数的比值；及

所述第一发射极层(11)中电子的扩散长度与所述第二发射极层(12)中空穴的扩散长度的比值。

3.根据权利要求1或2所述的应变半导体异质结构(10)，其特征在于，所述应变半导体异质结构由热电半导体材料制成；以及

所述光产生层(13)的宽度和材料选择成提供由自发热电极化引起的内建电场具有量级等于内建压电电场的相应量级，且其方向与所述内建压电电场的相应方向相反。

4.根据权利要求3所述的应变半导体异质结构(10)，其特征在于，实现下列条件中至少一个：

所述第一发射极层(11)包括Al_x1Ga_1-x1N，其中0≤x1≤1；

所述第二发射极层(12)包括Al_x2Ga_1-x2N，其中0≤x2≤1；

所述光产生层(13)包括Al_x3In_y3Ga_1-x3-y3N，其中0≤x3≤1，0≤y3≤1，0≤x3+y3≤1；

所述局限层(15)包括Al_x4In_y4Ga_1-x4-y4N，其中0≤x4≤1，0≤y4≤1，0≤x4+y4≤1；以及

所述俘获层(16)包括Al_x5In_y5Ga_1-x5-y5N，其中0≤x5≤1，0≤y5≤1，0≤x5+y5≤1。