(57)【要約】  電気的にポンピングされるオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）の少なくとも一つの実施の形態においては、オプトエレクトロニクス半導体チップが、ＩｎＧａＮを含有しているか、又は、ＩｎＧａＮから構成されている、少なくとも二つのビーム活性量子井戸（２）と、ＡｌＧａＮを含有しているか、又は、ＡｌＧａＮから構成されている、少なくとも二つのカバー層（４）とを有している。カバー層（４）はそれぞれ、ビーム活性量子井戸（２）のうちの一つに対応付けられており、また、カバー層（４）はビーム活性量子井戸（２）のｐ側にそれぞれ設けられている。ビーム活性量子井戸（２）と、対応付けられているカバー層（４）との間隔は最大で１．５ｎｍである。
2013502058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的にポンピングされるオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）において、
ＩｎＧａＮを含有しているか、又は、ＩｎＧａＮから構成されている、少なくとも二つのビーム活性量子井戸（２）と、
ＡｌＧａＮを含有しているか、又は、ＡｌＧａＮから構成されている、少なくとも二つのカバー層（４）とを有しており、
前記カバー層（４）はそれぞれ、前記ビーム活性量子井戸（２）のうちの一つに対応付けられており、
前記カバー層（４）は前記ビーム活性量子井戸（２）のｐ側にそれぞれ設けられており、
前記ビーム活性量子井戸（２）と、対応付けられている前記カバー層（４）との間隔は最大で１．５ｎｍであることを特徴とする、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項２】
一連の層群（８）が３回から２０回繰り返されて設けられており、
隣接する一連の層群（８）は直接的に重なって設けられており、
前記一連の層群（８）は、
−ビーム活性量子井戸（２）、
−ＧａＮを含有しているか、又は、ＧａＮから構成されている中間層（３）、
−カバー層（４）、
−ＧａＮを含有しているか、又は、ＧａＮから構成されているバリア層（５）、
の順序で直接的に相互に重なって設けられている複数の層から構成されており、
更に、前記カバー層（４）の厚さは０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下であり、前記中間層（３）の厚さは０．４ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、成長方向における連続する二つのカバー層（４）の間隔は４ｎｍ以上６ｎｍ以下である、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項３】
前記カバー層（４）のＡｌ含有率は２０％以上７０％以下である、請求項１又は２に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項４】
前記カバー層（４）の厚さ又は平均厚さは０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項５】
少なくとも二つの中間層（３）を有しており、該中間層（３）はＧａＮを含有しているか、又は、ＧａＮから構成されており、
前記カバー層（４）とそれぞれ対応付けられている前記ビーム活性量子井戸（２）との間にそれぞれ一つの中間層（３）が設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項６】
前記中間層（３）は０．３ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の厚さを有しており、
前記カバー層（４）のＡｌ含有率は４０％以上７０％以下である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項７】
前記ビーム活性量子井戸（２）、及び／又は、前記カバー層（４）、及び／又は、前記中間層（３）の間の移行領域（２３，２４，３４）は単層一つ分以上単層三つ分以下の厚さを有している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項８】
前記ビーム活性量子井戸（２）とそれぞれ対応付けられている前記カバー層（４）との間隔は最大で単層二つ分の厚さであり、
前記カバー層（４）のＡｌ含有率は２０％以上５０％以下である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項９】
３個以上２０個以下のビーム活性量子井戸（２）を有している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項１０】
成長方向における連続する二つのカバー層（４）の間隔は３ｎｍ以上８ｎｍ以下である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項１１】
前記ビーム活性量子井戸（２）のバンドギャップはそれぞれ２．５５ｅＶ以上３．０ｅＶ以下である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項１２】
前記中間層（４）の平均バンドギャップはそれぞれ、対応付けられているビーム活性量子井戸（２）の平均バンドギャップの少なくとも１２０％である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項１３】
隣り合う少なくとも二つのビーム活性量子井戸（２）は相互に偏差する平均バンドギャップを示し、
前記偏差は０．０３ｅＶ以上０．２０ｅＶ以下である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的にポンピングされるオプトエレクトロニクス半導体チップに関する。
【０００２】
刊行物US 6,849,881 B1には、多重量子井戸構造を備えているオプトエレクトロニクス半導体構成素子が開示されている。
【０００３】
刊行物US 2002/0179923 A1には発光ダイオードが開示されている。
【０００４】
本発明の解決すべき課題は、電流密度が低くても高効率を示す、電気的にポンピングされる半導体チップを提供することである。
【０００５】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは少なくとも二つのビーム活性量子井戸を有している。ビーム活性とは、半導体チップの動作時に、それらの量子井戸において電磁ビームが生成されることを意味している。例えば、各ビーム活性量子井戸においては、半導体チップによって生成される全体のビームに関して、少なくとも２．５％、特に少なくとも４．０％の割合の出力が形成される。ビームの波長は紫外線スペクトル領域及び／又は可視スペクトル領域内、有利には、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長にあることが考えられる。
【０００６】
量子井戸構造という概念には量子化の次元に関する意味は含まれていない。従って、量子井戸の概念には例えば多次元の量子井戸、一次元の量子線、０次元と見なすことができる量子点並びにそれらの構造の各組み合わせが含まれている。
【０００７】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは電気的にポンピングされる。即ち、半導体チップの電気的なｐ型端子側及び電気的なｎ型端子側においては、正の電荷又は負の電荷がそれぞれ注入され、それらの電荷が半導体チップの所定の動作時にそれぞれ他方の端子側へと伝播する。半導体チップを通過するこの伝播では、電荷が少なくとも部分的にビーム活性量子井戸に到達し、そこにおいて正の電荷が負の電荷と少なくとも部分的に再結合する。この電荷の再結合によって、半導体チップから放出されるビームが生成される。
【０００８】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、ビーム活性量子井戸はＩｎＧａＮを含有しているか、又はＩｎＧａＮから構成されている。
【０００９】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、ＡｌＧａＮを含有しているか、又は、ＡｌＧａＮから構成されている、少なくとも二つのカバー層を有している。各カバー層は有利には、丁度一つのビーム活性量子井戸に対応付けられている。特に、カバー層とビーム活性量子井戸との間には一対一の対応付けが存在している。
【００１０】
ビーム活性量子井戸がＩｎＧａＮから構成されており、また、カバー層がＡｌＧａＮを含有するということは、量子井戸並びにカバー層が、提示した原子のみから構成されており、例えばドーパントの形態の異種原子の添加物を含有していることを意味している。ビーム活性量子井戸並びにカバー層における異種原子の割合は、有利にはそれぞれ最大で１原子％、特に最大で０．１原子％、特に有利には０．０１原子％である。
【００１１】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、カバー層はビーム活性量子井戸のｐ側にそれぞれ設けられている。ｐ側にカバー層が設けられているということは、半導体チップの動作時の正の電荷の主伝播方向において、対応付けられているビーム活性量子井戸の手前にカバー層が配置されていることを意味している。換言すれば、正の電荷、特にいわゆる正孔は半導体チップの所定の動作時に、先ずカバー層を通過し、続いて、そのカバー層に対応付けられているビーム活性量子井戸を通過する。
【００１２】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、ビーム活性量子井戸と、それぞれ対応付けられているカバー層との間隔は最大で１．５ｎｍ、特に最大で１．０ｎｍ、有利には最大で０．５ｎｍである。即ち、カバー層はビーム活性量子井戸の直ぐ近くに設けられている。
【００１３】
電気的にポンピングされるオプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態においては、このオプトエレクトロニクス半導体チップが少なくとも二つのビーム活性量子井戸を有しており、それらのビーム活性量子井戸はＩｎＧａＮを含有しているか、又は、ＩｎＧａＮから構成されている。更に、オプトエレクトロニクス半導体チップは、ＡｌＧａＮを含有しているか、又は、ＡｌＧａＮから構成されている、少なくとも二つのカバー層を有している。各カバー層は、丁度一つのビーム活性量子井戸に対応付けられている。カバー層は対応付けられているビーム活性量子井戸のｐ側にそれぞれ設けられている。ビーム活性量子井戸と対応付けられているカバー層との間隔は最大で１．５ｎｍである。
【００１４】
複数の量子井戸を使用することによって、半導体チップの動作時におけるビーム活性量子井戸毎の有効電荷密度を低減することができる。この電荷密度の低減によって、それぞれのビーム活性量子井戸に応じて、内部量子効率及び外部量子効率を高めることもできる。これは、半導体チップから放出される輝度も上昇させ、同様に、順電圧も低下させる。
【００１５】
上述のように、ＡｌＧａＮから構成されているカバー層が使用され、且つ、その種のカバー層がＩｎＧａＮから構成されている量子井戸に被着される場合には、圧電フィールドのような境界電荷効果に基づき、半導体材料の価電子帯及び伝導帯の構造に歪みが生じる。価電子帯及び伝導帯のこの歪みによって、負の電荷、特に電子に対して比較的大きい障壁が生じる。これに対して、正の電荷、特にいわゆる正孔の案内は促進されている。正の電界の改善された移動度に基づき、ビーム活性量子井戸における正の電荷及び負の電荷の波動関数の重畳の効果的な上昇を実現することができる。
【００１６】
波動関数の重畳が上昇することによって、正の電荷と負の電荷の再結合率を高めることができる。更には、半導体チップの小電流特性を改善することができ、また、高温度、例えば１２０℃を上回る温度、又は約１２０℃の温度時の半導体チップの高温耐性を改善することができる。換言すれば、電流密度が低い場合、及び、温度が高い場合には、より高い量子収量でもって光が放出される。更には、正の電荷の移動度が高まることによって、複数の量子井戸をビーム活性にすることができ、また、量子井戸毎の電荷密度が低下していることに基づき、順電圧を低下させることができる。
【００１７】
半導体チップの温度安定性を高めるための別の可能性は、比較的薄いより少ない個数の量子井戸を形成することである。もっとも、これによって室温での効率が低下する可能性はある。
【００１８】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、半導体チップはエピタキシャル成長によって製造されている。
【００１９】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、カバー層のアルミニウム含有率は２０％以上７０％以下である。換言すれば、ＧａＮのガリウム格子サイトの２０％から７０％はアルミニウム原子によって占められている。
【００２０】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、カバー層が０．２ｎｍ以上１．５ｎｍ以下、特に０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚さ又は平均厚さを有している。
【００２１】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは少なくとも二つの中間層を有している。中間層はＧａＮから構成されているか、又は、ＧａＮを含有している。中間層がＧａＮを含有しているということは、１原子％を下回る濃度、特に０．１原子％、有利には、０．０１原子％を下回る濃度の異種原子が中間層内に存在することを意味していると考えられる。
【００２２】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、各中間層はそれぞれ一つのカバー層と、そのカバー層に対応付けられているビーム活性量子井戸との間に設けられている。中間層は有利には、ビーム活性量子井戸とも、対応するカバー層とも直接的に接触している。
【００２３】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、中間層の厚さはそれぞれ０．３ｎｍ以上１．２ｎｍ以下、特に０．４ｎｍ以上０．８ｎｍ以下である。中間層がそのように構成されている場合には、カバー層のアルミニウム含有率は有利には４０％以上７０％以下である。
【００２４】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、ビーム活性量子井戸、及び／又は、カバー層、及び／又は、中間層の間の移行領域が、単層一つ分以上単層三つ分以下の厚さを有している。単層は、複数の原子が密に詰められた単一の層である。従って、単層の厚さは単層の原子の平均原子直径にほぼ一致している。ＧａＮの場合には、単層の厚さは約０．３ｎｍから０．４ｎｍである。
【００２５】
移行領域においては、例えばビーム活性量子井戸の単層のうちの一つの化学量論的な組成が、例えばカバー層の化学量論的な組成へと変化する。換言すれば、単層内の移行領域においては、例えばＩｎＧａＮもＡｌＧａＮも、単一の単層内において局所的に限定的に存在している。単層は半導体チップの成長方向に対して垂直な主延在方向を有している。
【００２６】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、ビーム活性量子井戸と、それぞれ対応付けられているカバー層との間隔が最大で単層二つ分の厚さである。換言すれば、製造公差の範囲内でＩｎＧａＮしか含有していない量子井戸の単層と、製造公差の範囲内で特にＡｌＧａＮしか含有していないカバー層の単層との間には、ＩｎＧａＮ及び／又はＧａＮ及び／又はＡｌＧａＮから成る混合物を含有する、最大で二つの単層しか存在していない。この実施の形態においては、カバー層のアルミニウム含有率が２０％以上５０％以下である。
【００２７】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、このオプトエレクトロニクス半導体チップは、３個以上２０個以下のビーム活性量子井戸、特に５個以上１５個以下のビーム活性量子井戸を有している。半導体チップが比較的多くの数、例えば３０個を上回る数の量子井戸を有することも考えられ、その場合には、量子井戸の一部のみが半導体チップの動作時にビーム活性である。換言すれば、この場合、半導体チップはビーム活性量子井戸もビーム不活性量子井戸も有することができる。
【００２８】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、成長方向における連続する二つのカバー層の間隔は３ｎｍ以上８ｎｍ以下、特に４ｎｍ以上から６ｎｍ以下である。
【００２９】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、ビーム活性量子井戸のバンドギャップはそれぞれ２．５５ｅＶ以上３．０ｅＶ以下である。ビーム活性量子井戸のバンドギャップがこの値領域にある場合、ＡｌＧａＮから構成されているか、又は、ＡｌＧａＮを含有しているカバー層を通過する正の電荷の移動度が殊に効率的である。
【００３０】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、中間層の平均バンドギャップは、所属のビーム活性量子井戸の平均バンドギャップに比べて少なくとも２０％高まっている。換言すれば、中間層の領域における平均バンドギャップはバンドギャップの少なくとも１２０％、特に少なくとも１３０％であり、これは所属のビーム活性量子井戸の領域にわたり平均化されている。
【００３１】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、量子井戸のｐ側に直接的に接している、ビーム活性量子井戸の外側の領域における平均バンドギャップは、ビーム活性量子井戸のｎ側における対応する領域における平均バンドギャップよりも大きい。ここではｎ側が半導体チップのｎ型端子側に対向している。ｐ側におけるビーム活性量子井戸の外側の領域及びｎ側におけるビーム活性量子井戸の外側の領域は、０．４ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の幅、特に０．６ｎｍの幅を有している。更に、ｐ側における領域の平均バンドギャップは、有利には、ｎ側における領域の平均バンドギャップの少なくとも１０５％、特に少なくとも１１０％である。
【００３２】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、隣り合う二つのビーム活性量子井戸が相互に異なる平均バンドギャップを有している。換言すれば、隣り合うビーム活性量子井戸は、半導体チップの領域において異なる波長を有するビームを放出するように構成されている。
【００３３】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、隣り合う量子井戸間の平均バンドギャップの差異は、０．０３ｅＶ以上０．２０ｅＶ以下、特に０．０５ｅＶ以上０．１８ｅＶ以下である。
【００３４】
オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一つの実施の形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、隣り合う二つのビーム活性量子井戸の間に配置されている少なくとも一つのバリア層を有している。有利には、バリア層はＧａＮを含有しているか、又は、ＧａＮから構成されている。
【００３５】
特に、バリア層はカバー層に直接的に接しており、且つ、そのカバー層には対応付けられていないビーム活性量子井戸に直接的に接している。
【００３６】
以下では、図面に示した実施例を参照しながら、本発明に係るオプトエレクトロニクス半導体チップをより詳細に説明する。個々の図面において、同一の構成要素には同一の参照符号並びに参照番号を付している。しかしながら図面においては、それらの構成要素の関係は縮尺通りに表されているのではなく、むしろより良好に理解できるよう個々の要素が過度に大きく図示されていることもある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるオプトエレクトロニクス半導体チップの実施例の概略図を示す。
【図２】従来の半導体チップの概略図を示す。
【図３】本発明によるオプトエレクトロニクス半導体チップの実施例の概略図を示す。
【図４】本発明によるオプトエレクトロニクス半導体チップの実施例の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１Ａには、電気的にポンピングされる半導体チップ１の実施例が概略的な断面図で示されている。有利にはエピタキシャルに成長された半導体チップ１は、ｐ型端子側ｐ及びｎ型端子側ｎを有している。半導体チップ１の所定の動作時に、ｐ型端子側ｐには正の電圧が印加され、ｎ型端子側ｎにはｐ型端子側に相対的な負の電圧が印加される。電子のような負の電荷は、半導体チップ１の動作時に、ｎ型端子側ｎからｐ型端子側ｐへと移動し、正孔のような正の電荷は、ｐ型端子側ｐからｎ型端子側ｎへと移動する。電荷はそれぞれ、ｐ型端子側ｐ及びｎ型端子側ｎを介して半導体チップ１に注入される。
【００３９】
半導体チップ１は複数のビーム活性量子井戸２を有している。半導体チップ１の動作時には、ビーム活性量子井戸２において電荷の再結合によって電磁ビームが生成される。ｐ型端子側ｐの方向に向かって、即ち、例えば成長方向Ｇの方向に見て、ビーム活性量子井戸２がそれぞれカバー層４の後ろに配置されている。カバー層４は０．２ｎｍ以上０．５ｎｍ以下、有利には約０．５ｎｍの厚さＴを有している。カバー層４は実質的にＡｌＧａＮから構成されており、カバー層４は異種原子の形態のドーパントを含有することができる。カバー層４における異種原子の割合は有利には最大で０．０１原子％である。
【００４０】
ビーム活性量子井戸２の厚さＱは例えば１．５ｎｍ以上４．５ｎｍ以下、特に約３．５ｎｍである。量子井戸２はＩｎＧａＮから構成されている。インジウム含有率は有利には１５％以上３５％以下である。換言すれば、ガリウム格子サイトの１５％以上３５％以下の部分がインジウム原子によって占められている。
【００４１】
成長方向Ｇに沿って、カバー層４とビーム活性量子井戸２との間にはそれぞれバリア層５が設けられている。バリア層５は有利にはＧａＮから構成されている。バリア層５も異種原子の形態のドーパントを含有することができる。
【００４２】
隣り合う二つのカバー層４の間隔Ｄは有利には３ｎｍ以上８ｎｍ以下、特に約６ｎｍである。カバー層４のアルミニウム含有率は、図１Ａの実施例においては、例えば２０％以上５０％以下である。
【００４３】
図１Ｂには、バンドギャップＥＧの経過が成長方向Ｇに沿って図示されている。ビーム活性量子井戸２の領域においては、バンドギャップＥＧが例えば約２．５５ｅＶである。カバー層４の領域においては、バンドギャップＥＧが有利には約３．４ｅＶである。従って、カバー層４によってバンドギャップＥＧが局所的に上昇し、ビーム活性量子井戸２のｐ型端子側ｐに対向しているｐ側における価電子帯及び伝導帯の構造に一種の歪みが生じている。ｐ側におけるビーム活性量子井戸２の外側のバンドギャップＥＧは、ｎ型端子側ｎに対向しているｎ側におけるビーム活性量子井戸２の外側のバンドギャップＥＧを上回っている。バンドギャップ構造のこの歪みによって、正孔の移動度が高まる。
【００４４】
これによって、特に全てのビーム活性量子井戸２がビームの放出に寄与することが達成される。量子井戸２のうちｐ型端子側ｐの一番近くに設けられている量子井戸２は割合的に見て一番多くのビームを放出し、これに対して、量子井戸２のうちｎ型端子側ｎの一番近くに設けられている量子井戸２は割合的に見て一番少ないビームを放出する。ビーム活性量子井戸２の各々は、有利には、半導体チップ１によって生成されるビーム出力全体の少なくとも２．５％を放出する。
【００４５】
図２には、従来のオプトエレクトロニクス半導体構成素子が図示されており、図２Ａにおいてはその断面図が示されており、また、図２Ｂにおいてはバンドギャップ構造が示されている。半導体構成素子は、成長方向Ｇに見て、バリア層５と量子井戸２とが順に配置されている。特に、図２による半導体構成素子においてはカバー層４が設けられていないので、量子井戸２しかビームの放出に寄与しないことが考えられる。
【００４６】
バンドギャップＥＧの構造は量子井戸２のｐ側におけるバンドギャップの上昇を示さない。それどころかむしろ、ｐ側におけるバンドギャップＥＧは量子井戸２のｎ側に比べて低下している。
【００４７】
図３による半導体チップ１の実施例においては、ビーム活性量子井戸２ａ−２ｃと、それぞれの所属のカバー層４との間にはそれぞれ一つの中間層３が設けられている。中間層３はＧａＮから構成されており、また量子井戸２、カバー層４及びバリア層５と同様に異種原子のドーパントを含有することができる。中間層３の厚さは有利には１ｎｍを下回っている。特に、厚さは約０．５ｎｍである。図３による半導体チップ１におけるカバー層４のアルミニウム含有率は、有利には４０％以上７０％以下である。
【００４８】
半導体チップ１は有利には、一連の層群８を３個以上２０個以下有している。一連の層群８は、別の中間層を必要とすることなく、それぞれ相互に直接的に接触している。各層群８は、一つのビーム活性量子井戸２ａ−２ｃ、一つの中間層３、一つのカバー層４及び一つのバリア層５から構成されている。上記の層は上記の順序で、別の中間層を必要とすることなく、相互に直接的に接触している。
【００４９】
他の全ての実施例と同様に、ビーム活性量子井戸２ａ−２ｃは半導体チップ１の動作時に、相互に異なる波長λ1，λ2，λ3を有しているビームをそれぞれ生成することができる。例えば、波長λ1は約４４０ｎｍであり、波長λ2は約４５０ｎｍであり、また、波長λ3は約４６５ｎｍである。ここで波長とは、特に、半導体チップ１の動作時に最大スペクトル電力密度が放出される波長であると解される。
【００５０】
図４ａにおいては、例えば図１の実施例と同様に構成することができる半導体チップ１の別の実施例の概略的な断面図が示されている。図４Ｂには、特に図３に類似する半導体チップ１の詳細図が示されている。
【００５１】
半導体チップ１は成長方向Ｇに沿って一連の単層９を有している。単層９は成長方向Ｇに対して垂直な方向に延在しており、また、それぞれの単層９内に存在する原子のそれぞれの平均原子直径の厚さを有している。図４Ａ及び図４Ｂにおいては、破線によって相互に境界付けられている複数の単層９が半導体チップ１の領域よってシンボリックに表されている。
【００５２】
ビーム活性量子井戸２とカバー層４との間には移行領域２４が設けられている（図４Ａを参照されたい）。移行領域２４内には、ビーム活性量子井戸２の材料組成に対応する材料組成を有しているサブ領域が存在している。同様に、カバー層４の材料組成に対応する材料組成を有している別のサブ領域も存在している。図４Ａによれば、移行領域２４の厚さは単層二つ分の厚さである。
【００５３】
図４Ｂによる実施例においては、移行領域２３，２４がビーム活性量子井戸２と中間層３との間、並びに、中間層３とカバー層４との間において、単層一つ分の厚さをそれぞれ有している。図４Ａ及び４Ｂに示されているものとは異なり、移行領域２３，２４，３４が単層一つ分以上単層三つ分以下の有利な厚さを示しても良い。移行領域２３，２４，３４の厚さは、例えば、透過型電子顕微鏡（略してＴＥＭ）を介して測定することができる。
【００５４】
また全ての実施例において、半導体チップ１が図示していない一つ又は複数の層を有することができる。その種の層として、トンネル層又はトンネル移行部、及び／又は、電荷阻止層、及び／又は、ビーム不活性量子井戸、及び／又は、電気的なコンタクト層、及び／又は、クラッド層、及び／又は、光導波層が考えられる。同様に、ビーム活性量子井戸２はそれぞれ成長方向Ｇに沿って、可変のインジウム含有率を有することができる。つまり、ビーム活性量子井戸２は、インジウム含有率がそれぞれ相互に異なっている、図示していない複数の部分層を有することができる。
【００５５】
ビーム活性量子井戸２の数は、例えば、半導体チップ１から放出されるビームの、半導体チップ１に供給される電流の電流強度に対する波長シフトを求めることによって証明することができる。波長シフトが大きくなればなるほど、ビーム活性量子井戸の数が少なくなる。同様に、半導体チップ１を駆動させる電流の電流強度に対する、ビーム活性量子井戸の内部量子効率の検出を介して、ビーム活性量子井戸の数を求めることができる。
【００５６】
上記において説明した本発明は、実施例に基づいた上記の説明によって限定されるものではない。むしろ本発明はあらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしても当てはまる。
【００５７】
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2009 037 416.7号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本願に取り入れられる。
【図１Ａ）】
2013502058.tif 000003
【図１Ｂ）】
2013502058.tif 000004
【図２Ａ）】
2013502058.tif 000005
【図２Ｂ）】
2013502058.tif 000006
【図３】
2013502058.tif 000007
【図４Ａ）】
2013502058.tif 000008
【図４Ｂ）】
2013502058.tif 000009
【国際調査報告】
2013502058.tif 000010
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