[发明专利]半极性平面III-氮化物半导体基发光二极管和激光二极管的氮化铝镓阻挡层和分离限制异质结构(SCH)层

权利要求书

1.半极性平面III-氮化物半导体基光电子器件结构，包含：

一个或多个III-氮化物器件层，所述一个或多个III-氮化物器件层包含活性层，其中所述活性层包含：

至少第一和第二含铝(Al)量子阱阻挡层；和

半极性含铟(In)量子阱层，所述半极性含铟(In)量子阱层位于所述第一与第二含Al量子阱阻挡层之间，其中所述半极性含In量子阱层以及所述第一和第二含Al量子阱阻挡层在半极性平面上以半极性取向生成。

2.权利要求1所述的器件结构，其中所述III-氮化物器件层进一步包含：

位于所述活性层任一侧上的上含In分离限制异质结构(SCH)层和下含In SCH层，其中所述上和下SCH层的In组成高于不具有所述第一和第二含Al量子阱阻挡层的类似器件中的上和下SCH层的In组成。

3.权利要求1所述的器件结构，其中所述III-氮化物器件层进一步包含：

位于所述活性层任一侧上的上含In分离限制异质结构(SCH)层和下含In SCH层，其中所述上和下含In SCH层的In组成大于10%。

4.权利要求1所述的器件结构，其中所述含Al量子阱阻挡层是AlGaN，所述含In量子阱层是InGaN。

5.权利要求2所述的器件结构，其中所述上和下含In SCH层是InGaN层。

6.权利要求2所述的器件结构，其中所述上含In SCH层和下含In SCH层中的至少一个是包含不同In组成的InGaN/GaN或InGaN/AlGaN超晶格(SL)结构。

7.权利要求2所述的器件结构，其中与具有较低Al组成的量子阱阻挡层相比，所述第一和第二含Al量子阱阻挡层的Al组成通过补偿由所述下和上含In SCH层引起的所述器件结构中的应变而减少或防止由所述下和上SCH层的In组成引起的所述III-氮化物器件层中的失配位错。

8.权利要求6所述的器件结构，其中所述器件结构是激光二极管结构，其光学限制因子为至少3，对于20mA的驱动电流，输出功率为至少2mW。

9.权利要求1所述的器件结构，其中所述III-氮化物器件层一致生成，而无堆垛层错或失配位错。

10.权利要求1所述的器件结构，其中所述III-氮化物器件层形成发光器件，所述活性层发射光，并且所述器件穿过所述活性层的整个顶部表面、整个底部表面或整个侧壁中的一个或多个均匀地发射所述光。

11.权利要求1所述的器件结构，其中与具有较低Al组成的量子阱阻挡层相比，所述第一和第二AlGaN量子阱阻挡层的Al组成通过补偿由于所述量子阱中的In组成引起的应变而减少或防止由所述半极性含In量子阱中的In组成引起的所述器件结构中的三角形暗色缺陷。

12.权利要求1所述的器件结构，其中所述器件结构中暗色缺陷的表面积小于100微米×100微米，密度小于~4.5×10³cm^-2。

13.权利要求1所述的器件结构，其中所述半极性平面是20-21、11-22、30-31、30-3-1、10-1-1、(n0-n1)、(n0-n-1)平面，且n是整数，以便实现平面阶梯式生成，并且所述III-氮化物器件层和所述量子阱结构具有平滑的平面表面和界面。

14.权利要求1所述的器件结构，进一步包含由两个反射镜界定的激光器腔，其中所述反射镜通过干蚀刻进行蚀刻或被切割.

15.权利要求1所述的器件结构，其中所述第一和第二含Al量子阱阻挡层中的Al百分比组成x为0<x<5%。

16.权利要求1所述的器件结构，其中所述器件结构形成发射绿色光的(20-21)平面激光二极管。