【手続補正書】
【提出日】平成30年3月26日(2018.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体構造を備えた光電子デバイスであって、
ｐ型活性領域と、
ｎ型活性領域と、を含み、
前記半導体構造が、専ら一つ以上の超格子からなり、
各超格子が、複数個の単位格子からなり、かつ
各単位格子が、少なくとも二つの異なる実質的な単結晶層を備えた、
前記光電子デバイス。
【請求項２】
前記半導体構造が、前記ｎ型活性領域と前記ｐ型活性領域との間にｉ型活性領域を含む、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項３】
前記ｉ型活性領域が、１ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下の厚さを有する、請求項２に記載の光電子デバイス。
【請求項４】
前記半導体構造が、成長方向に沿うエピタキシャル層成長によって構成された、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項５】
前記複数個の単位格子の各々の平均合金含有量が、各超格子内において一定である、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項６】
前記複数個の単位格子の各々の平均合金含有量が、前記一つ以上の超格子の少なくとも一つの内部において前記成長方向に沿って一定ではない、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項７】
前記複数個の単位格子の各々の前記平均合金含有量が、前記一つ以上の超格子の少なくとも一つの一部内において前記成長方向に沿って周期的に変化する、請求項６に記載の光電子デバイス。
【請求項８】
前記複数個の単位格子の各々における前記少なくとも二つの層の各々が、前記それぞれの層が前記成長方向に沿って構成された、材料の６個の単分子層以下の厚さを有する、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項９】
前記一つ以上の超格子の少なくとも一部分内の前記複数個の単位格子の各々の前記少なくとも二つの層のうちの一つが、前記成長方向に沿って原子の１〜１０個の単分子層を備え、前記それぞれの単位格子の各々における前記他の一つ以上の層が、前記成長方向に沿って合計で原子の１〜１０個の単分子層を備えた、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項１０】
二つ以上の前記ｎ型活性領域、前記ｐ型活性領域及び前記ｉ型活性領域の前記単位格子が、異なる平均厚さを有する、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項１１】
各単位格子の前記少なくとも二つの異なる実質的な単結晶層が、ウルツ鉱結晶対称性と、金属極性または窒素極性のいずれかである前記成長方向における結晶極性と、を有する、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項１２】
前記結晶極性が、前記成長方向に沿って空間的に変化し、前記結晶極性が、前記窒素極性と前記金属極性との間で交互に反転される、請求項１１に記載の光電子デバイス。
【請求項１３】
当該光電子デバイスが、光放射デバイスとして構成され、光エネルギーが、前記ｐ型活性領域及び前記ｎ型活性領域によって供給された電気的に活性な正孔と電子との再結合によって生成され、前記再結合は、実質的に前記ｐ型活性領域と前記ｎ型活性領域との間の領域において起こる、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項１４】
当該光電子デバイスによって放射される光が、１５０ｎｍ〜２８０ｎｍの波長範囲の紫外線光である、請求項１３に記載の光電子デバイス。
【請求項１５】
前記光電子デバイスが、前記成長方向に対して実質的に横断する電気光学偏光を有する光を放射し、
前記光電子デバイスが、前記半導体構造の前記一つ以上の超格子の前記単位格子の前記一つ以上の層の面と実質的に垂直な方向に沿って光を空間的に生成し、閉じ込める、垂直に発光するキャビティデバイスとして動作する、請求項１３に記載の光電子デバイス。
【請求項１６】
前記垂直に発光するキャビティデバイスが、実質的に前記成長方向に沿って配置され、前記半導体構造の一つ以上の部分に沿って空間的に配置された金属反射体を使用して形成された垂直キャビティを有し、
前記反射体が、高光反射率金属から作られ、
前記キャビティが、前記デバイスによって放射された前記光の波長以下である、前記反射体間の光路長によって画定され、かつ
前記波長が、前記半導体構造を備えた前記一つ以上の超格子の光放射エネルギー、及び前記垂直キャビティによって決定される光学キャビティモードによって決定される、請求項１５に記載の光電子デバイス。
【請求項１７】
前記高光反射率金属が、アルミニウム（Ａｌ）である、請求項１６に記載の光電子デバイス。
【請求項１８】
反射層が、前記半導体構造内で生成された前記光エネルギーの外部での連結を改善するために提供され、かつ
前記反射層が、前記デバイスの内部からの放射された光を実質的に逆反射するように、前記光電子デバイスの上に位置付けられた、請求項１３に記載の光電子デバイス。
【請求項１９】
前記半導体構造がそこで成長する結晶基板をさらに備えており、緩衝層が前記基板上で最初に成長し、その後、前記緩衝層をもつ前記半導体構造が、面内格子定数を提供する歪み制御機構として作用する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項２０】
前記緩衝層が、一つ以上の超格子を含む、請求項１９に記載の光電子デバイス。
【請求項２１】
透過領域が、前記緩衝層及び前記基板に隣接して提供され、前記緩衝層が、前記デバイスから放射された光エネルギーを透過させ、かつ
前記光エネルギーが、前記透過領域、前記緩衝層及び前記基板を通って外部において連結される、請求項２０に記載の光電子デバイス。
【請求項２２】
各超格子における各単位格子の前記少なくとも二つの異なる実質的な単結晶層の各々が、以下の組成の少なくとも一つを備える、すなわち、
二元組成物単結晶半導体材料（ＡｘＮｙ）、ここでは、０＜ｘ≦１及び０＜ｙ≦１、
三元組成物単結晶半導体材料（ＡｕＢ１−ｕＮｙ）、ここでは、０≦ｕ≦１及び０＜ｙ≦１、
四元組成物単結晶半導体材料（ＡｐＢｑＣ１−ｐ−ｑＮｙ）、ここでは、０≦ｐ≦１、０≦ｑ≦１及び０＜ｙ≦１、
ここで、Ａ、Ｂ及びＣが、ＩＩ族及び／またはＩＩＩ族元素から選択された異なる金属原子であり、Ｎが、窒素、酸素、ヒ素、リン、アンチモン及びフッ素の少なくとも一つから選択された陽イオンである、請求項１から２１のいずれか１項に記載の光電子デバイス。
【請求項２３】
各超格子における各単位格子の前記少なくとも二つの異なる実質的な単結晶層の各々が、以下の組成の少なくとも一つを備える、すなわち、
ＩＩＩ族金属窒化物材料（ＭｘＮｙ）、
ＩＩＩ族金属ヒ化物材料（ＭｘＡｓｙ）、
ＩＩＩ族金属リン化物材料（ＭｘＰｙ）、
ＩＩＩ族金属アンチモン化物材料（ＭｘＳｂｙ）、
ＩＩ族金属酸化物材料（ＭｘＯｙ）、
ＩＩ族金属フッ化物材料（ＭｘＦｙ）、
ここで、０＜ｘ≦３及び０＜ｙ≦４であり、Ｍが、金属である、請求項１から２１のいずれか１項に記載の光電子デバイス。
【請求項２４】
各超格子における各単位格子の前記少なくとも二つの異なる実質的な単結晶層の各々が、以下の組成の少なくとも一つを備える、すなわち、
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、
窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）、ここでは、０≦ｘ＜１、
窒化アルミニウムインジウム（ＡｌｘＩｎ１−ｘＮ）、ここでは、０≦ｘ＜１、
窒化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ）、ここでは、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１及び０＜（ｘ＋ｙ）＜１、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項２５】
前記一つ以上の超格子の各単位格子の一つ以上の層を、意図的に不純物種をドープしない、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項２６】
前記ｎ型活性領域及び／または前記ｐ型活性領域の前記一つ以上の超格子の各単位格子の一つ以上の層を、意図的に、一つ以上の不純物種でドープするまたは一つ以上の不純物種で形成する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項２７】
前記ｎ型活性領域における前記一つ以上の不純物種が、
シリコン（Ｓｉ）、
ゲルマニウム（Ｇｅ）、
シリコン−ゲルマニウム（ＳｉｘＧｅ１−ｘ）、ここでは、０＜ｘ＜１、
結晶性シリコン−窒化物（ＳｉｘＮｙ）、ここでは、０＜ｘ＜３及び０＜ｙ＜４、
結晶性ゲルマニウム−窒化物（ＧｅｘＮｙ）、ここでは、０＜ｘ＜３及び０＜ｙ＜４、
結晶性シリコン−アルミニウム−ガリウム−窒化物（Ｓｉｕ［ＡｌｘＧａ１−ｙ］ｚＮｖ）、ここでは、ｕ＞０、ｘ＞０、０＜ｙ＜１、ｚ＞０及びｖ＞０、または
結晶性ゲルマニウム−アルミニウム−ガリウム−窒化物（Ｇｅｕ［ＡｌｘＧａ１−ｙ］ｚＮｖ）、ここでは、ｕ＞０、ｘ＞０、０＜ｙ＜１、ｚ＞０及びｖ＞０、
から選択される、請求項２６に記載の光電子デバイス。
【請求項２８】
前記ｐ型活性領域における前記一つ以上の不純物種が、
マグネシウム（Ｍｇ）、
亜鉛（Ｚｎ）、
マグネシウム−亜鉛（ＭｇｘＺｎ１−ｘ）、ここでは、０≦ｘ≦１、
結晶性マグネシウム−窒化物（ＭｇｘＮｙ）、ここでは、０＜ｘ≦３及び０＜ｙ≦２、または
マグネシウム−アルミニウム−ガリウム−窒化物（Ｍｇｕ［ＡｌｘＧａ１−ｙ］ｚＮｖ）、ここでは、ｕ＞０、ｘ＞０、０＜ｙ＜１、ｚ＞０及びｖ＞０、
から選択される、請求項２６に記載の光電子デバイス。
【請求項２９】
前記ｎ型活性領域または前記ｐ型活性領域における前記一つ以上の不純物種が、
水素（Ｈ）、
酸素（Ｏ）、
炭素（Ｃ）、または
フッ素（Ｆ）、
から選択される、請求項２６に記載の光電子デバイス。
【請求項３０】
前記一つ以上の不純物種が、イオン注入による成長後に導入される、請求項２６に記載の光電子デバイス。
【請求項３１】
前記一つ以上の超格子の前記少なくとも一つの少なくとも一部分が、意図的にドープした領域の前記活性化エネルギーを強めて電子または正孔キャリア濃度を改善するための一軸性歪みまたは二軸性歪みを含む、請求項２６に記載の光電子デバイス。
【請求項３２】
第一の側部コンタクトが、前記ｎ型活性領域の表面上に形成された第一のコンタクト層から前記ｎ型活性領域内に部分的に延在する、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項３３】
第二の側部コンタクトが、前記ｐ型活性領域の表面上に形成された第二のコンタクト層から前記ｐ型活性領域内に部分的に延在する、請求項３２に記載の光電子デバイス。
【請求項３４】
前記第二の側部コンタクトが、前記第二の側部コンタクトと前記ｐ型活性領域との間のｐ型ＧａＮの層に囲まれた、請求項３３に記載の光電子デバイス。
【請求項３５】
前記第二のコンタクト層が、金属コンタクト層であり、ｐ型コンタクト層が、前記ｐ型活性領域と前記金属コンタクト層との間に形成された、請求項３３に記載の光電子デバイス。
【請求項３６】
各単位格子の前記少なくとも二つの異なる実質的な単結晶層の各々が、弾性歪みを維持するのに必要な臨界層厚さ以下である厚さを有する、請求項１に記載の光電子デバイス。