光电元件的制作方法

本发明涉及根据专利权利要求1的光电元件。

该专利申请要求保护德国专利申请102015100029.6的优先权，其公开通过引用被并入在此。

背景技术：

现有技术已经公开了包括用于产生电磁辐射的有源区的光电元件，其中所述有源区包括通过阻挡层而彼此间隔开的量子膜。

技术实现要素：

本发明的目标包括提供改进的光电元件。

本发明的目标通过根据专利权利要求1的元件来实现。

在从属权利要求中规定另外的实施例。

描述的元件的优点在于获得量子膜用电子和空穴的更均匀填充的事实。作为结果，可以实现光波的更大的放大。此外，减少被未泵浦量子膜的吸收。作为结果，激光阈值下降，其中激光特性的斜率得到改进。此外，存在操作电流中的减少并且光电元件的效率得到增加。这促进更高的输出功率和更长的使用寿命。

这些优点凭借着光电元件被配置有用于产生电磁辐射的有源区来获得，其中所述有源区包括至少两个量子膜，其中第一量子膜被布置在第一阻挡层与第二阻挡层之间，其中第二量子膜被布置在第二阻挡层与最后阻挡层之间，其中每个阻挡层包括能隙，其中第一阻挡层的和第二阻挡层的能隙彼此与第二阻挡层的和第三阻挡层的能隙不同地相关。

在另外的实施例中，第一阻挡层的能隙和第二阻挡层的能隙具有近似相等的大小，并且其中，特别地，最后阻挡层包括比第二阻挡层更大的能隙。这实现电光性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括比第二阻挡层更大的能隙，其中第二阻挡层包括比最后阻挡层更小的能隙，并且其中第一阻挡层包括比最后阻挡层更小的能隙。这也实现光电性质中的改进。

在另外的实施例中，第二阻挡层包括比第一阻挡层和最后阻挡层更高的掺杂，并且其中，特别地，第一阻挡层包括比最后阻挡层更高的掺杂。这可以实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括比第二阻挡层更大的能隙，其中第二阻挡层包括比最后阻挡层更小的能隙，并且其中第一阻挡层的能隙包括与最后阻挡层的能隙相同的大小或者大于最后阻挡层的能隙。这实现光电性质中的改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括比第二阻挡层更小的能隙，其中第二阻挡层包括比最后阻挡层更小的能隙。这实现光电性质中的改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层和/或第二阻挡层包括比最后阻挡层更高的掺杂，其中特别地，第一阻挡层的掺杂和第二阻挡层的掺杂具有近似相等的大小。这实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括比第二阻挡层更小的能隙。

在另外的实施例中，第二阻挡层包括比最后阻挡层更小的能隙。

在另外的实施例中，第一阻挡层被布置在n接触侧处并且包括比第二阻挡层更小的能隙。第二阻挡层被布置在两个量子膜之间。最后阻挡层被布置在邻近于第二量子膜的p接触侧上。

在一个实施例中，第二阻挡层包括比第一阻挡层更小的能隙。这实现光电性质中的改进。

在另外的实施例中，第二阻挡层的能隙和最后阻挡层的能隙具有近似相等的大小。这也促进良好的光电性质。

在另外的实施例中，最后阻挡层包括等于或小于第二阻挡层的能隙。这实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，沿着阻挡层的厚度，阻挡层之内的能隙被以阶梯状方式配置或者配置有增加的值。这可以实现光电性质的进一步优化。

在另外的实施例中，沿着阻挡层的厚度，阻挡层之内的能隙被以阶梯状方式配置或者配置有降低的值或增加的值。这可以实现光电性质的进一步改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括比第二阻挡层更小的电掺杂。这促进光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第二阻挡层包括比最后阻挡层更高的电掺杂。这也改进元件的光电性质。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括等于或低于第二阻挡层的电掺杂。这也可以实现元件的光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第二阻挡层包括高于或等于最后阻挡层的电掺杂。这可以实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，沿着阻挡层的厚度，阻挡层之内的电掺杂被以阶梯状方式配置或者配置有增加的值。这可以促进光电性质的进一步优化。

在另外的实施例中，电掺杂被配置有相对于阻挡层的中心的中心对称，形式为在阻挡层的边缘区的方向上的降低曲线。这可以实现元件的光电性质的进一步优化。

在另外的实施例中，第一阻挡层被布置在第一波导层与第一量子膜之间。此外，最后阻挡层被布置在第二量子膜与第二波导层之间。此外，第一波导层具有比第二波导层更小的能隙。这也实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第一阻挡层包括比第二阻挡层更大的能隙，其中第二波导层包括比最后阻挡层更小的能隙。这也可以实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，第二阻挡层包括比第一阻挡层和/或最后阻挡层更大的厚度。这也可以实现光电性质中的进一步改进。

在另外的实施例中，在第二量子膜与最后阻挡层之间设置至少一个另外的量子膜。在第二量子膜与另外的量子膜之间设置另外的第二阻挡层。最后阻挡层邻接所述另外的量子膜。以这种方式，具有多个量子膜的有源区也可以包括改进的光电性质。

所述另外的第二阻挡层可以根据第二阻挡层或者根据最后阻挡层来配置。此外，所述另外的第二阻挡层可以包括位于第二阻挡层的值与最后阻挡层的值之间的关于能隙和/或电掺杂的值。

此外，多个第二阻挡层可以取决于选择的实施例来提供，所述多个第二阻挡层根据第二阻挡层或最后阻挡层来配置，或者所述多个第二阻挡层包括位于第二阻挡层的值与最后阻挡层的值之间的关于能隙和/或电掺杂的值。

附图说明

结合示例性实施例的下面的描述，以上描述的本发明的性质、特征和优点以及实现它们所用的方式变得更清楚并且可更容易理解，结合附图来更详细地解释所述示例性实施例。

图1至6示出包括两个量子膜的光电元件的各种实施例，其中所述元件的至少一部分由ingan材料体系形成，其中绘制随着光电元件的厚度的铟浓度和电掺杂。

图7和8示出包括两个量子膜的光电元件的另外的实施例，其中所述元件的至少一部分由ingaaln材料体系形成，并且其中绘制随着光电元件的部分的厚度的铟浓度和铝浓度以及电掺杂。

图9示出光电元件的另外的实施例。

图10示出包括三个量子膜的光电元件的铟溶度和电掺杂的曲线的示意性图示。

图11至15示出包括两个量子膜的光电元件的另外的实施例。

图16示出光电元件的部分区段的另外的实施例，其中第一阻挡层的能隙和第二阻挡层的能隙具有近似相等的大小。

图17示出元件的另外的实施例，其中第二阻挡层包括比第一阻挡层和最后阻挡层更小的能隙。

图18示出光电元件的另外的实施例，其中第一阻挡层的掺杂和第二阻挡层的掺杂具有近似相等的大小。

图19示出光电元件的另外的实施例，其中最后阻挡部包括比第二阻挡部更小的能隙，并且第二阻挡部包括比第一阻挡部更小的能隙。

具体实施方式

以下解释涉及至少部分由半导体材料构成的光电元件。以下描述针对ingan和ingaaln材料体系的示例。然而，描述的光电元件的优点不限于这些材料体系；相反，它们还可以使用其他半导体材料来实现。由实线描绘铟浓度或铝浓度8。以虚线的形式描绘正或负电掺杂9。

图1示出光电元件的层结构的部分区段的示意性图示，所述光电元件特别地被配置为半导体激光器或半导体二极管。所述元件的描绘的部分区段由ingan材料体系形成，其中in含量随着所述元件的厚度变化。

随着层结构的厚度，图1通过实线规定in含量的浓度8，并且通过虚线来规定电掺杂9的浓度。in含量被规定为百分数，并且电掺杂被以单位1×10¹⁸/cm³来规定。在ingan或alingan材料体系中，用例如硅来获得负电掺杂。在ingan或alingan材料体系中，用例如镁来获得正电掺杂。ingan材料体系的价带和导带之间的能隙随着增加铟含量而变得更小。alingan材料体系的价带和导带之间的能隙随着增加铝含量而变得更大。

层结构的图示被示意性地复制；即，另外的或附加的层可以提供在各个描绘的层之间。此外，仅描绘光电元件的区段，并且因此另外的层可以提供在描绘的层序列的两侧上。这些解释也涉及另外的图2至19。

光电元件包括第一波导层1。第一波导层1被布置在n接触侧上。第一阻挡层2跟随在第一波导层1之后。第一量子膜3跟随第一阻挡层2。第二阻挡层4跟随第一量子膜3。第二量子膜5跟随第二阻挡层4。最后阻挡层6跟随第二量子膜5。第二波导层7，其被布置在p侧上，跟随最后阻挡层6。取决于选择的实施例，描绘的层可以直接彼此邻接，或者另外的层也可以布置在描绘的层之间。随着光电元件的层厚度d来绘制层，其中层相对于彼此的厚度不按真实比例描绘。此外，以使得生长方向（层以其在彼此上生长）从第一波导层1在第二波导层7的方向上延伸这样的方式来布置层。

本发明的概念包括以使得至少两个量子膜3、5更均匀地填充有电子和空穴这样的方式来不对称地设计有源区，即有源区的阻挡层2、4、6。通过用电子和空穴对量子膜的更均匀填充来促进光波的更高的放大，其中减少被未泵浦量子膜的吸收。作为结果，实现激光阈值的降低和激光特性的斜率的改进。此外，减少操作电流并且增加光电元件的效率。此外，更高的输出功率是可能的，同时有使用寿命的延伸。第一阻挡层2可以具有低电掺杂至无掺杂。此处，例如，第一阻挡层2的电掺杂可以小于6×10¹⁸/cm³，例如小于2×10¹⁸/cm³，或者小于1×10¹⁸/cm³。此外，第一阻挡层2可以具有小的能隙，即高铟浓度，例如位于3与20%之间，优选地位于5与12%之间，特别优选地位于7与10%之间。此外，第一阻挡层2的厚度可以位于0.5nm与20nm之间（例如，2nm与15nm之间）的范围内。此外，第一阻挡层的厚度也可以位于4nm与10nm之间。

第二阻挡层4，其布置在两个量子膜3、5之间，可以同样地具有高电掺杂。此处，电掺杂可以位于1×10¹⁸/cm³与3×10¹⁹/cm³之间。此外，电掺杂可以位于4与20×10¹⁸/cm³之间。特别优选地，第二阻挡部4的电掺杂可以位于5与10×10¹⁸/cm³之间。第二阻挡部4可以具有比第一阻挡部2更大的能隙，即更少的铟。此外，第二阻挡部4可以具有甚至更大的能隙，即小到没有铟。作为示例，第二阻挡层4的铟含量位于6%以下，优选地位于3%以下，特别优选地位于0.5%以下。此外，甚至根本没有铟可以存在于第二阻挡层4中。

取决于多高的铟含量在对应阻挡层中，第一阻挡层2、第二阻挡层4和最后阻挡层6由氮化铟镓或氮化镓形成。第二阻挡层4可以具有在0.5nm与20nm之间，优选地在4nm与15nm之间，特别优选地在6nm与11nm之间的范围内的厚度。

在最后阻挡层6中，电掺杂可以在小于2×10¹⁹/cm³，优选地小于4×10¹⁸/cm³，特别优选地小于1×10¹⁸/cm³的区中，或者最后阻挡层可以未掺杂。此外，最后阻挡层6具有大的能隙，即小到没有铟，其中铟浓度可以位于6%以下，优选地3%以下，特别优选地5%，以及低至0%，使得最后阻挡层6可以由氮化镓构造而成。最后阻挡层6的厚度可以位于在0.5nm与20nm之间，优选地在4nm与12nm之间，特别优选地在6nm与10nm之间的范围内。

第一阻挡层2、第二阻挡层4和最后阻挡层6的电掺杂是n导电，其中例如硅、氧或锗可以用作掺杂剂。良好的光电性质凭借着以下来实现：第一阻挡层2包括相对低的能隙即相对高的铟浓度，其中第二阻挡层4和最后阻挡层6包括较大能隙，即较低的铟浓度或零铟浓度。此外，第一阻挡层2的电掺杂可以等于或小于第二阻挡层4的电掺杂。此外，第三阻挡层包括小于第二阻挡层和/或第一阻挡层的电掺杂的电掺杂。此外，第二阻挡层4在厚度方面可以具有比第一阻挡层2更大的配置。如果设置多于两个量子膜3、4，则可以以依赖于选择的实施例的方式根据第二阻挡层4来配置附加阻挡层。

此外，相对于铟浓度、电掺杂、层厚度和/或相对于铝浓度，可以根据在第二阻挡层4和最后阻挡层6的对应值之间的值来配置另外的阻挡层。

第一波导层1不包括铟。作为示例，第一阻挡层2包括在10%的区中的铟浓度。第一量子膜3包括在20%的区中的铟浓度。第二阻挡层4包括位于5%的区中的铟浓度。第二量子膜5包括位于20%的区中的铟浓度。最后阻挡层6包括位于2至4%的范围内的铟浓度。第二波导层7包括为零的铟浓度。第一波导层1包括位于2×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第一阻挡层2包括位于5×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第一量子膜3不包括电掺杂。第二阻挡层4包括位于5×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第二量子膜5不包括电掺杂。最后阻挡层6不包括电掺杂。第二波导层7同样地未掺杂。由于与在p侧上的势垒的铟浓度相比较，n侧上的较高铟浓度，而实现电荷载流子到量子膜3、5中的改进的注入。特别地，所述注入更均匀。

图2示出与图1相同的层结构，然而其中，第一波导层1与图1的层结构形成对比，包括在4%的区中的铟浓度8。此外，最后阻挡层6包括位于0%的区中的铟浓度8。此外，第二波导层7包括位于4%的区中的铟浓度8。使用实线描绘铟浓度8。以虚线的形式描绘电掺杂9。通过供给铟或者通过第一波导层1和第二波导层7以氮化铟镓的形式的配置实现改进的波导。另外的层包括根据图1的对应结构和电掺杂。

由于相比于第二阻挡层4和第三阻挡层6在第一阻挡层1中的更小能隙（即，更高的铟浓度），在该实施例中也实现到第一量子膜3中和到第二量子膜5中的改进的电荷载流子注入，特别地电荷载流子的更均匀注入。

图3示出光电元件的另外的实施例，其中根据图1和2配置各层的电掺杂9，然而其中第一波导层1相比于图2包括在2%的区中的铟浓度。此外，第二阻挡层4不包括铟。同样地，最后阻挡层6不包括铟。第一阻挡层2的铟浓度8位于8%的区中。此外，第二波导层7的铟浓度8同样地位于2%的区中。在该实施例中，第一阻挡层2由氮化铟镓形成，并且第二阻挡层4和最后阻挡层6由氮化镓形成。这也实现电荷载流子到量子膜3、5中的改进注入或更均匀的注入。由于使波导部1、7配置有氮化铟镓，所以促进改进的光学模式的波导。

图4示出光电元件的另外的实施例，其中根据图3配置第一阻挡层2、第一量子膜3、第二阻挡层4和最后阻挡层6的铟浓度8。与图3形成对比，第一波导层1和第二波导层7不包括铟。此外，电掺杂9相对于图3的实施例包括针对第一阻挡层的更低配置并且位于2至3×10¹⁸/cm³的区中。此外，第二阻挡层4的掺杂9位于5-6×10¹⁸/cm³。因此，较低掺杂存在于第一阻挡层2中，其中第二阻挡层4包括较高或高的掺杂。这实现在量子膜3、5之间的改进的电荷载流子分布。

图5示出光电元件的实施例，其基本上对应于图4的实施例，然而其中，第一波导层1和第二波导层7与图4的实施例形成对比，被配置有氮化铟镓，其中第一波导层中的铟浓度8位于4%的区中，并且第二波导层7的铟浓度8同样地位于4%的区中。第一波导层1和第二波导层7的电掺杂9对应于图4的实施例的电掺杂9。此外，第二阻挡层4的电掺杂9比在图4的实施例中更高并且位于8×10¹⁸/cm³的区中。此外，在2×10¹⁸/cm³的区中的第一阻挡层2的低电掺杂9再一次存在，其中第二阻挡层4包括在8×10¹⁸/cm³的区中的非常高的电掺杂。作为结果，实现在量子膜3、5之间的电荷载流子分布中的进一步改进。

图6示出光电元件的另外的实施例，其中第一阻挡层2包括低电掺杂或者不包括电掺杂9。电掺杂位于1×10¹⁸/cm³以下。第二阻挡层4的电掺杂位于比7×10¹⁸/cm³更高处。在描绘的示例中，第二阻挡层4的电掺杂9位于8×10¹⁸/cm³的区中。第一波导层1和第二波导层7被配置有氮化铟镓并且包括在2%的区中的铟浓度8。此外，第二阻挡层4具有比第一阻挡层2和/或最后阻挡层6更厚的配置。作为示例，第二阻挡层4可以包括比第一阻挡层和/或最后阻挡层厚5%，优选地厚10%，特别地厚20%或更多的厚度。以这种方式实现元件的改进的高温度性质。

图7示出光电元件的示意性图示，所述光电元件在描绘的部分区段中由alingan材料体系构造而成，其中各个层包括铟和/或铝。以使得如下这样的方式来描绘铟或铝浓度：通过实线8，从值0继续在向上的方向上描绘铟含量，并且从值0继续在向下的方向上描绘铝含量。此外，规定针对各个层的电掺杂9。

第一阻挡层2包括在10%的区中的高铟浓度。第二阻挡层4和最后阻挡层6包括在2.5%的区中的铝浓度。那就是说，第二阻挡层4和最后阻挡层6由氮化铝镓形成。这实现改进的电荷载流子注入。第一波导层1不包括铟并且由氮化镓构成。第一量子膜3包括在20%的区中的铟浓度。第二量子膜5包括在20%的区中的铟浓度。第二波导层7不包括铝也不包括铟。第一波导层包括在3×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一阻挡层和第一量子膜3事实上不具有电掺杂。第二阻挡层4包括在6×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第二量子膜5、最后阻挡层6和第二波导层7具有低电掺杂或者不具有电掺杂。

图8示出光电元件的另外的实施例，所述光电元件在描绘的部分区段中由alingan材料体系形成，其中第一波导层1由氮化铝镓构成并且包括20%铝浓度。第一阻挡层2同样地由氮化铝镓构成并且包括10%铝浓度。第一量子膜3由氮化镓形成。第二量子膜5同样地由氮化镓形成。第二阻挡层4包括氮化铝镓，其中铝含量位于20%的区中。最后阻挡层6同样地包括氮化铝镓，其中铝含量位于20%处。第二波导层7同样地包括氮化铝镓，其中铝含量位于19%的区中。第一波导层1包括在8×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第一阻挡层2具有位于1×10¹⁸/cm³或更少的区中的低掺杂。第一量子膜3和第二量子膜5基本上不具有电掺杂。第二阻挡层4包括位于10×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。最后阻挡层6和第二波导层7具有低电掺杂或者不具有电掺杂。作为示例，该实施例适合于用氮化镓量子膜配置紫外半导体激光器。n侧第一阻挡层2包括很少铝；第二阻挡层4和最后阻挡层6包括较高铝浓度。这促进在第一量子膜中以及在第二量子膜中的改进的电荷载流子注入，特别地均匀的电荷载流子注入。此外，通过低至无第一阻挡层2的掺杂并且通过在第二阻挡层4中的高掺杂来实现在量子膜3、5中的改进的电荷载流子分布。

图9示出光电元件的另外的实施例，其例如适合于用氮化铟镓势垒配置绿色半导体激光器。第一波导层1包括氮化铟镓，其中铟含量位于5%的区中。第一阻挡层2包括氮化铟镓，其中铟含量位于15%处。第一量子膜3包括氮化铟镓，其中铟含量位于30%处。第二阻挡层4包括氮化铟镓，其中铟含量位于5%处。第二量子膜5包括氮化铟镓，其中铟含量位于30%处。最后阻挡层6包括氮化铟镓，其中铟含量位于5%处。第二波导层7包括氮化铟镓，其中铟含量位于6%处。此外，第一波导层1包括在3×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂，第一阻挡层2包括低掺杂或者不包括掺杂，就像第一量子膜3那样。第二阻挡层4包括在7×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第二量子膜5、最后阻挡层6和第二波导层7具有低电掺杂或者不具有电掺杂。由于用高铟含量配置n侧第一阻挡层2并且用具有比第一阻挡层2更低的铟含量的氮化铟镓配置中心阻挡层4和最后阻挡层6，促进了改进的电荷载流子注入。此外，第一阻挡层2的低至没有掺杂和第二阻挡层4的较高至高掺杂确保在量子膜3、5之间的改进的电荷载流子分布。

图10示出光电元件的另外的实施例，所述光电元件基本上具有与图9的实施例相同的配置，然而其中设置另外的、第二阻挡层10和第三量子膜11。另外的第二阻挡层10被布置在第二量子膜5与第三量子膜11之间。最后阻挡层6跟随第三量子膜11。另外的第二阻挡层10包括与第二阻挡层4基本上相同的配置。取决于选择的实施例，另外的第二阻挡层10也可以具有与第二阻挡层4不同的配置。关于铟浓度和/或铝浓度和/或电掺杂，另外的第二阻挡层10可以包括像第二阻挡层4那样的值或在第二阻挡层4的值与最后阻挡层6的值之间的值。第一波导层1的铟含量位于1%的区中，就像第二波导层7的铟含量那样。第一阻挡层2的铟含量位于10%的区中。第二阻挡层4、另外的第二阻挡层10以及最后阻挡层6的铟含量位于0%的区中。用大量铟配置n侧第一阻挡层2并且用很少铟（特别地，仅用氮化镓）配置剩余阻挡层确保改进的电荷载流子注入。此外，第一阻挡层2的低至没有掺杂和第二阻挡层4和另外的第二阻挡层10的较高（特别地，高）掺杂获得在量子膜3、5、11之间的改进的电荷载流子分布。用氮化铟镓配置第一波导层和第二波导层确保改进的波导。

根据图10的对应布置也可以包括多于三个量子膜和另外的第二阻挡层。此处，另外的第二阻挡层可以根据另外的第二阻挡层10来配置。

图11示出另外的实施例，其中第一波导层1包括在1%的区中的铟浓度8，第一阻挡层2包括在9%的区中的铟浓度，第一量子膜3包括在20%的区中的铟浓度，第二阻挡层4包括0%的铟浓度，第二量子膜5包括20%的铟浓度，最后阻挡层6包括0%的铟浓度，并且第二波导层7包括1%的铟浓度。此外，第一波导层1包括在3×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂8，并且第一量子膜3、第二量子膜5、最后阻挡层6和第二波导层7包括低电掺杂8或者不包括电掺杂8。此外，第一阻挡层2包括在2×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂，其中电掺杂相对于第一阻挡层2的中心而中心对称布置，并且在离第一阻挡层2的边缘区的预定距离处落入值0。第二阻挡层4包括在8×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。

在该实施例中，第二阻挡层4中的电掺杂相对于第二阻挡层4的中心而中心对称布置，其中电掺杂在离第二阻挡层4的边缘区的设定距离处落入值0。代替电掺杂中的阶梯状下降，也可以设置针对电掺杂在第一阻挡层2或第二阻挡层4的边缘区的方向上的降低的曲线。通过将n侧第一阻挡层2配置有高铟浓度并且将第二阻挡层4和最后阻挡层6配置有氮化镓来获得改进的电荷载流子注入。此外，关于掺杂的中心对称曲线分布，第一阻挡层2的低至没有掺杂，第二阻挡层4的高掺杂确保改进的电荷载流子分布。此外，第二阻挡层4可以包括比第一阻挡层和/或最后阻挡层6更大的厚度。这促进元件的改进的高温度性质。

图12示出光电元件的另外的实施例。第一波导层1包括在1%的区中的低铟浓度8。第一阻挡层2包括来自8%至10%的区的在第一量子膜3的方向上以阶梯状方式增加的铟浓度。第一量子膜3包括20%的铟浓度。第二阻挡层4和最后阻挡层6不包括铟，而是替代地由氮化镓形成。第二量子膜5包括在20%的区中的铟浓度。第二波导层7包括在1%的区中的低铟浓度。此外，第一波导层1包括在2×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂9。第一阻挡层2具有低电掺杂或者不具有电掺杂。相同的情况适用于第一量子膜3和第二量子膜5。第二阻挡层4包括位于8×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。由于n侧第一阻挡层2具有用高铟浓度的多步骤配置并且第二阻挡层4和最后阻挡层6由氮化镓构成，所以获得改进的电荷载流子注入。通过第一阻挡层2中的低至没有掺杂和第二阻挡层4中的高电掺杂促进了改进的电荷载流子分布。此外，通过第二阻挡层4相比于第一阻挡层和最后阻挡层6的更厚配置促进了元件的改进的高温度性质。

图13示出光电元件的另外的实施例，其中第一波导层1包括在1%的区中的低铟浓度8并且由氮化铟镓形成。第一阻挡层2同样地由氮化铟镓形成，其中铟含量位于9%的区中。量子膜3、5均包括氮化铟镓，其中铟含量位于20%的区中。第二阻挡层4包括在3至8%的区中的铟含量8，其中铟含量在第二量子膜5的方向上以阶梯状方式增加。最后阻挡层6包括低铟含量，或者不包括铟含量并且例如由氮化镓形成。第二波导层7由具有1%的低铟组分的氮化铟镓形成。第一波导层1包括在5×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第一阻挡层2包括在2×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂9。以关于相对于第一阻挡层2的中心轴中心对称的曲线的形式配置电掺杂9，其中电掺杂在离第一阻挡层2的边缘区的设定距离处落入值0。第一量子膜3和第二量子膜5不包括电掺杂。第二阻挡层4包括位于3×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。

在描绘的实施例中，第二阻挡层4的电掺杂同样地具有用相对于第二阻挡层4的中心轴中心对称进行的配置，其中电掺杂9在第二阻挡层4的边缘区的方向上并且在到达边缘区之前落入值0。最后阻挡层6和第二波导层7包括低电掺杂或者不包括电掺杂。由于n侧第一阻挡层2包括在9%的区中的高铟浓度并且第二阻挡层4包括较低铟浓度（其然而在第二量子膜5的方向上用至少一个步骤或者用多个步骤增加）并且由于最后阻挡层6由氮化镓构成，所以促进了改进的电荷载流子注入。此外，在第一阻挡层2的区中的低电掺杂9或没有电掺杂9以及在第二阻挡层4的区中的较高电掺杂9促进改进的电荷载流子分布。

图14示出光电元件的另外的实施例，其中第一阻挡层2和第二阻挡层4包括在p侧的方向上减少的铟含量8。此外，p侧最后阻挡层6由氮化镓形成。在描绘的示例性实施例中，在第一阻挡层2和/或第二阻挡层4之内，铟含量在至少一个步骤中或者在多个步骤中下降。取决于选择的实施例，铟含量也可以在p侧的方向上在阻挡层2、4之内连续地降低。这促进改进的电荷载流子注入。此外，相比于第二阻挡层4，第一波导层2包括在2×10¹⁸/cm³的区中的较低电掺杂9。第二阻挡层4包括在6×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。作为结果，实现在量子膜3、5之间的改进的电荷载流子分布。铟含量在第一阻挡层2之内从12%下降到8%。铟含量在第二阻挡层4之内从5%下降到1%或者到0%。第二阻挡层4的电掺杂位于6×10¹⁸/cm³的区中。第一阻挡层2的电掺杂位于2×10¹⁸/cm³的区中。

图15示出光电元件的另外的实施例，其中在第一阻挡层2之内的铟含量8从第一波导层1继续在第一量子膜3的方向上连续增加。铟含量在描绘的示例性实施例中从2%增加到10%。同时，电掺杂9在第一阻挡层2之内从3×10¹⁸/cm³下降到值0。在描绘的示例性实施例中，在第二阻挡层4中的铟浓度小于2%，特别地为0%。同样地，最后阻挡层6中的铟浓度低于2%，特别地为0%。因此，第二阻挡层4和最后阻挡层6优选地由氮化镓形成。第一波导层1的电掺杂位于3×10¹⁸/cm³的区中。第一量子膜3、第二量子膜5、最后阻挡层6以及第二波导层7的电掺杂位于0的区中。

取决于选择的实施例，铟浓度、铝浓度、导电性可以在一个层之内以阶梯的形式增加或降低或者以连续曲线的形式增加或降低。

即使通过优选示例性实施例更紧密地说明并且详细地描述了本发明，但是本发明不由公开的示例限制，并且可以由本领域技术人员从其导出其他变化，而不脱离本发明的保护范围。

在示意性图示中，图16示出光电元件的另外的实施例的部分区段，其在描绘的部分区段中由半导体材料特别地由ingan或alingan构成，所述描绘的部分区段包括用于产生电磁辐射的有源区，其中有源区包括第一波导层1，其中第一阻挡层2邻接第一波导层1。此外，设置第二阻挡层4和最后阻挡层6。第一量子膜3被布置在第一阻挡层2与第二阻挡层4之间。第二量子膜5被布置在第二阻挡层4与最后阻挡层6之间。第二波导层7邻接最后阻挡层6。光电元件的描绘的区由氮化铟镓或氮化镓形成。在描绘的图中，铟含量8被绘制为随着元件的厚度的实线。此外，通过虚线来绘制随着元件的厚度的电掺杂9。第一波导层1被分配到元件的n掺杂侧。第二波导层7被分配到元件的p掺杂侧。在描绘的示例性实施例中，第一阻挡层2和第二阻挡层4包括在8%的区中的高铟浓度，其中第一波导层2和第二波导层4的铟浓度具有近似相同的大小。作为结果，第一阻挡层2和第二阻挡层4包括在导带与价带之间的相对小的能隙。最后阻挡部6，其构成p侧势垒，包括更低的铟浓度并且因此包括比第二阻挡层4和/或第一阻挡层2更大的能隙。取决于选择的实施例，如在图16中描绘的最后阻挡层6也可以由氮化镓构成。通过能隙的这种选择实现改进的电荷载流子注入。取决于选择的实施例，第二阻挡层4也可以包括比第一阻挡层2更高的铟浓度，那就是说包括比第一阻挡层2更小的能隙。这此外实现电荷载流子的注入中的改进。此外，第一波导层1和/或第二波导层7包括铟浓度并且由氮化铟镓形成。作为结果，第一波导层1和/或第二波导层7包括比氮化镓更小的能隙，并且因此可以引起电磁辐射的改进波导。在描绘的示例性实施例中，第一波导层1包括在1×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一阻挡层2包括在2×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一量子膜3和第二量子膜5基本上未掺杂。第二阻挡层4包括在4×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。最后阻挡层6和第二波导层7未掺杂。

图17示出光电元件的另外的实施例的部分区段，所述光电元件由半导体材料形成，特别地由ingan或alingan形成。元件包括第一波导层1、第一阻挡层2、第一量子膜3、第二阻挡层4、第二量子膜5、最后阻挡层6和第二波导层7的层序列。在描绘的示例性实施例中，中心阻挡层4，即第二阻挡层4包括比第一阻挡层2或最后阻挡层3更小的能隙。这凭借着铟含量在第二阻挡层4中大于在第一阻挡层2中或在最后阻挡层6中来实现。此外，以使得第一阻挡层6包括比最后阻挡层6更小的能隙这样的方式来选择示例性实施例。这凭借着第一阻挡层2的铟含量大于最后阻挡层6的铟含量来实现。此外，第一波导层1和第二波导层7在描绘的示例性实施例中由氮化铟镓形成。第一波导层7包括在1%的区中的铟浓度。第一阻挡层2包括在6%的区中的铟浓度。第二阻挡层4包括在8%的区中的铟浓度。第三阻挡层6包括在4%的区中的铟浓度。第二波导层7包括在1%的区中的铟浓度。第一量子膜3和第二量子膜5包括在20%的区中的铟浓度。总而言之，由于在阻挡层2、4、6中的能隙的这种选择获得改进的注入。此外，凭借着由氮化铟镓构成的波导部来改进波导引导。

第一波导层1包括在1×10¹⁸/cm³的区中的电掺杂。第一阻挡层2包括在2×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第二阻挡层4包括在4×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一量子膜3、第二量子膜5、最后阻挡层6以及第二波导层7在描绘的示例性实施例中未掺杂。

图18示出光电元件的另外的实施例中的示意性区段，所述光电元件由半导体材料形成，特别地由ingan或alingan形成。元件包括以下层结构：第一波导层1、第一阻挡层2、第一量子膜3、第二阻挡层4、第二量子膜5、最后阻挡层6和第二波导层7。在描绘的示例性实施例中，第二阻挡层4包括比第一阻挡层2和最后阻挡层6更小的能隙。第一阻挡层2的能隙和最后阻挡层6的能隙具有近似相等的大小。阻挡层由氮化铟镓形成，其中第二阻挡层4的铟浓度位于5%的区中。第一阻挡层2和最后阻挡层6的铟浓度位于4%的区中。量子膜3、5包括在20%的区中的铟浓度。量子膜也由氮化铟镓形成。此外，第一和第二波导层1、7由氮化铟镓形成，其中铟含量位于1%处。此外，第一波导层1包括在1×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一阻挡层2和第二阻挡层4包括在4×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一量子膜3、第二量子膜5、最后阻挡层6以及第二波导层7基本上未掺杂。

图19示出光电元件的另外的实施例的另外区段，所述光电元件由半导体材料形成，特别地由ingan或alingan形成。元件包括用于产生电磁辐射的有源区。此处，元件包括以下层结构：第一波导层1、第一阻挡层2、第一量子膜3、第二阻挡层4、第二量子膜5、最后阻挡层6和第二波导层7。该实施例的特质包括：最后阻挡层6包括比第二阻挡层4更小的能隙。此外，第二阻挡层4包括比第一阻挡层2更小的能隙。在描绘的实施例中，层结构由具有变化的铟浓度的氮化铟镓形成。第一波导层1包括1%的铟浓度。第一阻挡层2包括2%的铟浓度。第二阻挡层4包括4%的铟浓度。最后阻挡层6包括6%的铟浓度。第二波导层7包括1%的铟浓度。第一量子膜3和第二量子膜5包括20%的铟浓度。此外，第一波导层1包括在1×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一阻挡层2包括在4×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第二阻挡层2包括在4×10¹⁸/cm³的区中的掺杂。第一量子膜3、第二量子膜5、最后阻挡层6以及第二波导层7未掺杂。该实施例也实现电荷载流子的注入中的改进。此外，通过用氮化铟镓配置波导层促进了改进的波导。

阻挡层的能隙可以取决于阻挡层的材料而减少，例如通过在氮化铟镓的情况下增加铟浓度或者通过在用氮化铝镓配置的情况下减少铝浓度。

在图中描述的示例性实施例可以由氮化铟镓材料体系或氮化铝镓材料体系或者由氮化铝铟镓材料体系来形成。因此可以取决于针对阻挡层和波导层的一个或多个期望能隙来设置铟含量或铝含量。

针对掺杂的值和针对铟含量或能隙的值可以取决于选择的实施例而变化。

参考符号列表

1第一波导层

2第一阻挡层

3第一量子膜

4第二阻挡层

5第二量子膜

6最后阻挡层

7第二波导层

8铟浓度

9掺杂

10另外的第二阻挡层

11第三量子膜。