DE69213787T2

DE69213787T2 - Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Übergitterstruktur

Info

Publication number: DE69213787T2
Application number: DE69213787T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Intellectual Prope Iga; Fumio Intellectual Prop Koyama; Takeshi Intellectual Pr Takagi
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-02-29
Also published as: DE69213787D1; EP0502442B1; EP0502442A3; ATE143176T1; JPH04273491A; JP3181063B2; EP0502442A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Struktur für ein Übergitter, eine Anordnung zum Einschließen von Elektronen oder Löchern, welche dieses Übergitter verwendet, sowie ein Halbleiter-Leuchtelement, welches diese Anordnung verwendet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei Halbleiter-Leuchtvorrichtungen, wie Halbleiter-Lasern und Leuchtdioden, wird oftmals eine Doppelheterostruktur verwendet, um injizierte Elektronen oder Löcher in dem aktiven Bereich einzuschließen, um so die Lumineszenz zu maximieren. Die injizierten Ladungsträger werden durch die Potentialbarriere in den Heteroübergängen zwischen der aktiven Schicht und den Mantelschichten eingeschlossen.
Die Höhe der Potentialbarriere wird wesentlich durch die physikalischen Konstanten der Halbleitermaterialien, aus welchen die aktive und die Mantelschichten gebildet sind, bestimmt. Sie nimmt einen Wert an, der der Differenz zwischen der Energielücke der Mantelschichten und derjenigen der aktiven Schicht entspricht. Die Lumineszenzwellenlänge kann durch Erhöhen der Energielücke der aktiven Schicht verkürzt werden. Wenn dies geschieht, gibt es jedoch keine Möglichkeit, die Potentialbarriere zu erhöhen, so daß die Ladungsträger nicht ausreichend eingeschlossen werden können.
Um sich dieses Problems anzunehmen, wurde eine Multi-Quantenbarriere (bzw. MQB) vorgeschlagen, welche vom Wellencharakter von Elektronen Gebrauch macht. Siehe offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-46788. Die Dicken der einzelnen Schichten werden so gewählt, daß eine Multi-Quantenbarriere ausgebildet wird. Die an den einzelnen Heteroflächen der Multi-Quantenbarriere refelektierten Elektronenwellen interferieren miteinander und verstärken einander. Auf diese Weise läßt sich die Reflektivität von Elektronen, die aus der aktiven Schicht in die Mantelschicht lecken, erhöhen. Eine MQB bietet also die Möglichkeit, die Potentialbarriere anzuheben und dabei die Ladungsträger ausreichend in der aktiven Schicht einzuschließen.
Wenn jedoch die Energielücke der aktiven Schicht noch weiter erhöht wird, kann die virtuelle Potentialbarriere unter Verwendung einer Multi-Quantenbarriere nicht erhöht werden.
Die Höhe der mit einer Multi-Quantenbarriere erzeugten virtuellen Potentialbarriere hängt, wie oben erwähnt, stark von der Potentialdifferenz zwischen den Mulden- und Barrierenschichten des Übergitters ab. Diese Potentialdifferenz ist die Differenz innerhalb des diskontinuierlichen Energiebands, welches an der Unterkante des Leitungsbands erscheint. Dieses Band ist als U&sub0; in Fig. 2(A) gezeigt. Je größer diese Differenz ist, desto höher wird die virtuelle Potentialbarriere.
Bei den oben beschriebenen existierenden Multi-Quantenbarrieren wurde das gleich Material als Halbleiter in den Muldenschichten und der aktiven Schicht verwendet, was bewirkt, daß ihre Energielücken gleich werden. Wenn die Energielücke der aktiven Schicht größer gemacht würde, nähme auch diejenige der Muldenschichten zu, und die Potentialdifferenz zwischen den Mulden-Barrierenschichten innerhalb der Mulit-Quantenbarriere, welche die virtuelle Potentialbarriere bildet, nähme zu. Dies scheint der Grund dafür zu sein, warum die virtuelle Potentialbarriere durch die Multi-Quantenbarriere nicht über einen bestimmten Wert hinaus gesteigert werden kann. Infolgedessen war der Grad, in dem die Potentialbarriere unter Verwendung einer Multi-Quantenbarriere erhöht werden konnte, beschränkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1, 5 und 8 definiert ist, macht es möglich, eine hohe virtuelle erhöhbare Potentialbarriere unter Verwendung einer MQB auch dann aufrechtzuerhalten, wenn die aktive Schicht eine hohe Energielücke hat.
Dies wird durch das Halbleiter-Leuchtelement dieser Erfindung erzielt, welches sich durch die folgenden Elemente unterscheidet: es weist Mantelschichten auf beiden Seiten seiner aktiven Schicht auf; und es weist eine Multi-Quantenbarrierenschicht auf, welche mit der aktiven Schicht auf wenigstens einem Abschnitt von wenigstens einer der Mantelschichten in Berührung steht. Diese Multi-Quantenbarrierenschicht ist aus einem alternierenden Stapel von Übergitterbarrierenschichten und Übergitterwannenschichten gebildet. Die Energielücke der Muldenschichten ist kleiner als diejenige der aktiven Schicht, und die quantisierte Energielücke der Multi-Quantenbarrierenschicht ist größer als die Energielücke der aktiven Schicht.
Der Aufbau dieser Erfindung, durch welchen die Elektronen und Löcher eingeschlossen werden, ist aus der aktiven Schicht und der Mantelschicht gebildet, die auf wenigstens einer Seite der aktiven Schicht vorgesehen ist. Eine Multi-Quantenbarrierenschicht steht mit der aktiven Schicht auf wenigstens einem Abschnitt der Mantelschicht in Berührung. Die Multi-Quantenbarrierenschicht ist aus einem alternierenden Stapel aus Übergitterbarrierenschichten und Übergitterwannenschichten gebildet. Die Energielücke der Muldenschichten ist kleiner als diejenige der aktiven Schicht, und die quantisierte Energielücke der Multi- Quantenbarrierenschicht ist größer als die Energielücke der aktiven Schicht.
Es ist wünschenswert, daß die Energielücke der Barrierenschichten in der Multi-Quantenbarriere größer als diejenige der aktiven Schicht ist. Es ist auch wünschenswert, daß eine Schicht zur Verhinderung eines resonanten Tunnels zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht vorgesehen ist.
Die Struktur des Übergitters dieser Erfindung ist aus alternierenden Schichten von wenigstens zwei Kristalltypen, die unterschiedliche Energielücken haben, gebildet. Die Energielücke des Kristalls mit der kleineren der beiden Energielücken ist kleiner als diejenige des Materials auf der Seite, in die Elektronen oder Löcher eintreten können, und die Dicken und die Zusammensetzungen dieser Kristalle sind so, daß die Phasen der reflektierten Elektronen- und Löcherwellen, die in sie eintreten, zu einer wechselseitigen Verstärkung führen. Vorzugsweise ist die quantisierte Energielücke der Übergitterstruktur insgesamt größer als diejenige des Materials auf der Seite, wo die Elektronen oder Löcher eintreten.
Ein anderes Material als das in der aktiven Schicht wird als der Halbleiter in den Muldenschichten der Multi-Quantenbarrierenschicht verwendet, so daß die Energielücke der Muldenschichten kleiner als diejenige der aktiven Schicht ist. Auf diese Weise kann die Differenz zwischen den Energielücken der Mulden- und Barrierenschichten der MQB verstärkt werden. Gleichzeitig kann die Höhe der virtuellen Potentialbarriere, die durch die MQB angehoben werden kann, erhöht werden. Die Mulden- und Barrierenschichten, welche die Multi-Quantenbarriere ausmachen, werden so ausgebildet und in ihrer Dicke so gewählt, daß die quantisierte Energielücke der MQB größer wird als diejenige der aktiven Schicht ist. Dies gewährleistet, daß das von der aktiven Schicht abgegebene Licht nicht durch die Multi-Quantenbarriere absorbiert wird.
Wie oben dargelegt, können existierende Multi-Quantenbarrieren keine ausreichend hohen Potentialbarrieren ausbilden, wenn die aktive Schicht eine solche große Energielücke aufweist. Diese Erfindung ermöglicht es, eine ausreichend hohe Potentialbarriere ohne Verlust an Wirkungsgrad durch Absorption zu schaffen und so die Ladungsträger geeignet innerhalb der aktiven Schicht eines solchen Elements einzuschließen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines AlGaInP-Halbleiterlasers, bei dem diese Erfindung ausgeführt ist.
Fig. 2 zeigt Potentialprofile in der Nachbarschaft der Multi-Quantenbarrierenschicht.
Fig. 2 (A) zeigt das Profil einer existierenden MQB und Fig. 2 (B) das Profil der MQB dieser Erfindung.
Fig. 3 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Tiefe der Mulden und der quantisierten Energielücke veranschaulicht.
Fig. 4 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Potentialdifferenz und dem vergrößerbaren Teil der Höhe der Potentialbarriere veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Anteil von Al in der Zusammensetzung der aktiven Schicht und der Höhe der Potentialbarriere, wie sie von den Elektronen wahrgenommen wird, veranschaulicht.

DEDAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wir werden nun eine Ausführungsform diskutieren, bei welcher diese Erfindung in einem AlGaInP-Halbleiterlaser, der sichtbares Licht aussendet, verwendet wird.
Fig. 1 zeigt die Struktur eines AlGaInP-Halbleiterlasers. Bei diesem Laser sind eine n-AlGaInP-Mantelschicht 11, AlGaInP- Aktivschicht 12, p-AlGaInP-Mantelschicht 14 und eine p-GaAs- Kappenschicht 15 aneinanderfolgend auf einem n-GaAs-Substrat 10 ausgebildet. Eine MQB-Schicht 13, die dazu dient, den Einschluß von Elektronen zu verstärken, wird auf einem Abschnitt der p- Mantelschicht 14 an einer Stelle geschaffen, wo sie die aktive Schicht 12 berühren kann. Ein Halbleiter-Laser dieses Aufbaus kann unter Verwendung eines Prozesses, wie etwa die MBE-Methode oder MOCVD-Methode hergestellt werden.
Fig. 2 zeigt das Potentialprofil des Lasers der Fig. 1 in der Nachbarschaft der MQB-Schicht. Fig. 2 (A) zeigt zum Zwecke des Vergleichs mit der Ausführungsform dieser Erfindung die MQB- Schicht, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 63-46788 beschrieben ist (nachfolgend exsistierende MQB genannt). Fig. 2 (B) zeigt die MQB-Schicht in der Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung (nachfolgend MQB dieser Erfindung genannt).
In Fig. 2 (A) ist die Energielücke der aktiven Schicht mit Eg(a), diejenige der Barrierenschichten im Übergitter, welches die MQB-Schicht bildet, mit Eg(b) und diejenige der Muldenschichten im gleichen Übergitter mit Eg(w) berechnet. Der mit U&sub0; bezeichnete Posten ist die Potentialenergiedifferenz an der Unterkante des Leitungsbands zwischen den Barrieren- und Muldenschichten, die die MQB-Schicht ausmachen (oder die Potentialenergiedifferenz an der Unterkante des Leitungsbands zwischen der aktiven Schicht und den Barrierenschichten innerhalb der MQB). Die durch die MQB-Schicht erzeugte virtuelle Potentialbarriere ist als gestrichelte Linie gezeigt. ΔUe ist der Teil der Barriere, dessen Zunahme von der MQB abhängt. ΔUe nimmt abhängig von der Zunahme der Potentialdifferenz U&sub0; als Exponentialfunktion zu. (Siehe Fig. 4)
Wie oben diskutiert, haben Konstrukteure existierender Halbleiter-Leuchtelemente mit MQB-Schicht der Beziehung zwischen dem als Halbleiter in der aktiven Schicht verwendeten Material und demjenigen in den Barrieren- und Muldenschichten, die die MQB-Schicht ausmachen, keine besondere Beachtung geschenkt. Daher wurde das gleiche Halbleitermaterial oftmals in der aktiven und den Muldenschichten verwendet, so daß Eg(a) identisch mit Eg(w) sein würde. Wenn also die Energielücke Eg(a) der aktiven Schicht erhöht würde, nähme die Energiedifferenz zwischen Eg(b) und Eg(w) ab. Die Potentialenergiedifferenz U&sub0; würde abnehmen und folglich würde der vermehrbare Teil ΔUe der Potentialbarriere mit einer Exponentialfunktion abnehmen.
Diese Erfindung betrifft ein Halbleiter-Leuchtelement mit einer MQB-Schicht. Dies setzt gewisse Einschränkungen hinsichtlich der Materialien, die als Halbleiter in der aktiven Schicht verwendet werden können und der Materialien der Barrieren- und Muldenschichten des Übergitters, welches die MQB-Schicht aufweist, um eine feste Beziehung zwischen den Energielücken dieser Schichten aufrechtzuerhalten. Im folgenden Abschnitt werden wir eine detaillierte Erläuterung dieser festen Beziehung geben.
Wie in Fig. 2(B) gezeigt, setzt sich die MQB-Schicht 13 aus einem Stapel alternierender Schichten von Übergitterbarrieren 31 und Übergitterwannen 32 zusammen. Diese Barrieren und Mulden sollten zwischen 5 und 50 Angstrom dick sein, wie unten erläutert wird, und eine Gesamtzahl von zehn Schichten sollte ausreichen. Schicht 33, 100 bis 200 Angstrom dick, ist zwischen der aktiven Schicht und der MQB-Schicht 13 vorgesehen, um ein resonantes Tunneln zu verhindern. Diese Schicht verhindert ein Auslaufen von Elektronen aus der aktiven Schicht 12, das eine Folge des Tunneleffekts ist. Die Tunnelverhinderungsschicht 33, Übergitter-Barrierenschicht 31 und p-Mantelschicht 14 können alle aus dem gleichen Halbleitermaterial aufgebaut sein, oder sie können aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein.
Um die Energielücke zwischen den Übergitter-Muldenschichten 32 und -Barrierenschichten 31 in der MQB-Schicht 13 zu erhöhen und um die virtuell vergrößerbare Potentialbarriere, die in der MQB erzeugt wird, anzuheben, verwendet diese Erfindung ein Material für Muldenschichten 32 in der MQB-Schicht 13, das eine kleinere Energielücke hat als die aktive Schicht 12. Das heißt, das Material für alle diese Schichten wird so ausgewählt, daß die folgende Formel 1 erfüllt ist, wobei Eg(a) die Energielücke der aktiven Schicht 12, Eg(w) die Energielücke der Übergitter-Muldenschicht 32 in der MQB-Schicht 13 und Eg(b) die Energielücke der Übergitter-Barrierenschicht 31 in der MQB- Schicht 13 ist.

Formel 1

Eg(w) < Eg(a) < Eg(b)
Beispielsweise würde eine Zusammensetzung, die die Beziehung xw < xa < xb errichten würde, darin bestehen, (AlxaGa1-xa)0,5-In0,5P für die aktive Schicht 12, (AlxwGa1-xw)0,5In0,5P für die Muldenschicht 32 in der MQB-Schicht 13, und (AlxbGa1-xb)0,5In0,5P für die Barrierenschicht 31 in der MQB-Schicht 13 zu verwenden.
Mit dieser Art von Energierang-Beziehung müssen Zusammensetzung und Dicke der Muldenschichten 32 und Barrierenschichten 31 in der MQB-Schicht 13 so gewählt werden, daß sichergestellt ist, daß das von der aktiven Schicht 12 abgegebene Licht nicht durch die MQB-Schicht absorbiert wird.
Die Bediengungen, die sicherstellen, daß das von der aktiven Schicht 12 abgegebene Licht nicht durch die MQB-Schicht 13 absorbiert wird, werden durch die folgende Formel 2 ausgedrückt, wobei Eg(MQB) die quantisierte Energielücke der MQB-Schicht 13 ist.

Formel 2

Eg(MQB) > Eg(a)
Die quantisierte Energielücke Eg(MQB) der MQB-Schicht 13 wird durch die Materialien, die für die Muldenschichten 32 und Barrierenschichten 31, die sie ausmachen, sowie durch deren Dicke (bzw. Breite) bestimmt.
Fig. 3 ist ein Graph, der veranschaulicht, wie die quantisierte Energielücke bei einem Einzel-Quantenwannenaufbau mit der Dicke und der Zusammensetzung der Muldenschicht variiert. Es wird ein Modell einer Einzelquantenwanne verwendet, bei welchem die Muldenschicht aus (AlxwGa1-xw)0,5In0,5P zusammengesetzt ist. Barrierenschichten unendlicher Dicke auf beiden Seiten der Muldenschicht setzen sich aus (Al0,7Ga0,3)In0,5P zusammen. Die Dicke der Muldenschicht ist auf der horizontalen Achse gezeigt, die quantisierte Energielücke auf der vertikalen Achse. Der Anteil von Al in der Zusammensetzung wird als der Parameter xw ausgedrückt. Die sechs Kurven wurden für diese Werte von xw berechnet: 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 und 0,5. Die Energielücke einer aktiven Schicht, die sich aus (AlxwGa1-xw)0,5In0,5P zusammensetzt, ist auch für die Werte xa = 0,2, 0,3, 0,4 und 0,5 gezeigt. Aus diesen Graphen kann man ableiten, wie dick die Muldenschicht sein sollte, damit die Formel 2 erfüllt ist.
Die Reflektivität in Bezug auf Elektronenwellen wurde für eine MQB-Schicht berechnet, die eine zusammensetzung und Dicke hätte, derart, daß sie das ausgesendete Licht absorbieren würde. Die Berechnung erfolgte unter Verwendung der gleichen Technik, wie sie in T. Takagi, F. Koyama, und K. Iga, "Potential Barriers (MQBS)." Japan Journal of Applied Physics, 29, L1977 (1990) angegeben ist. Die Ergebnisse in Fig. 4 zeigen die vergrößerbaren Teile ΔUe der Höhe einer virtuellen Potentialbarriere mit einer Reflektivität von wenigstens 99%.
Fig. 4 zeigt einen Vergleich der MQB dieser Erfindung mit existierenden MQBs. Die horizontale Achse stellt die vorgenannte Potentialenergiedifferenz U&sub0; und den Anteil xa von Al in der zusammensetzung der aktiven Schicht dar. Die vertikale Achse ist der vergrößerbare Abschnitt ΔUe der Höhe der virtuellen Potentialbarriere. Existierende MQBs verwenden eine Zusammensetzung derart, daß xw = xa; in der MQB dieser Erfindung ist xw = 0. Der Anteil von Al in der Zusammensetzung der Barriere, xb, ist 0,7. Die Zusammensetzung der aktiven Schicht, der Muldenschichten und der Barrierenschichten sind (AlxwGa1-xw)0,5In0,5P, (AlxwGa1-xw)0,5In0,5P und (AlxbGa1-xb)0,5In0,5P.
Bei existierenden MQBs hängt der vergrößerbare Teil ΔUe der Potentialbarriere stark von der Potentialenergiedifferenz U&sub0; ab. Der Teil ΔUe steigt als Expontentialfunktion mit steigender Potentialenergiedifferenz U&sub0;. Wie oben beschrieben, wird es dementsprechend unmöglich, den vergrößerbaren Teil ΔUe zu erhöhen, wenn die Energielücke der aktiven Schicht erhöht und die Potentialenergiedifferenz U&sub0; vermindert wird. Bei der MQB dieser Erfindung kann jedoch der vergrößerbare Teil ΔUe der Höhe der Potentialbarriere 300 meV auch dann sein, wenn die Potentialenergiedifferenz U&sub0; klein ist.
Fig. 5 zeigt die Maximalwerte, wenn xa und xw geändert wurden, um auf die Höhe Ua der Potentialbarriere zu antworten, welche die Elektronen innerhalb der aktiven Schicht angesichts des Fermi-Niveaus der Löcher in der MQB wahrnehmen. Diese Höhe Ua, die Höhe der Potentialbarriere von den betreffenden der Elektronen, kann durch die folgende Formel 3 ausgedrückt werden.

Formel 3

Ua = ΔEg + ΔUe - (Efp - Ev),
wobei, wie in Formel 4 gezeigt:

Formel 4

ΔEg = Eg(c) - Eg(a).
Eg(c) ist die Energielücke der p-Mantelschicht; Efp ist das Fermi-Niveau der Löcher in der MQB-Schicht; und Ev ist das Energieniveau der Oberkante des Valenzbands in der p-Mantelschicht.
In den zu Erzeugung des Graphen verwendeten Berechnungen wurde die Dichte der Ladungsträger in der p-Mantelschicht auf 1 x 10¹&sup8;cm&supmin;³ und xb auf 0,7 gesetzt.
Wenn man den Anteil xa des Al-Gehalts in der aktiven Schicht und damit die Energielücke dieser Schicht erhöht, nimmt die Höhe Ua der Potentialbarriere ab. Dies geschieht, weil ΔEg selbst abnimmt und weil die Kombination von Mulden und Barrieren, die keine Absorption des emittierten Lichts gestatten, begrenzt ist. Wenn eine MQB verwendet wird, die ein kleines xw hat, während der Anteil von Al in der aktiven Schicht gleich bleibt, läßt sich ein großes Ua gewinnen. Wenn xa = 0,4 (einer Wellenlänge λ von ungefähr 600 nm), läßt sich ein Ua von mindestens 200 meV in einer MQB mit einem xw von 0 (einer Mulde von 11,3 Angstrom und einer Barriere von 11,3 Angstrom) oder einem xw von 0,1 (einer Mulde von 14,2 Angstrom und einer Barriere von 11,3 Angstrom) gewinnen. Dieser Wert legt nahe, daß ein stabiler CW- (continuous wave) Betrieb auch in einem AlGaInP-Laser im 600 nm Band gewonnen werden kann.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde ein MQB- Schicht in die p-Mantelschicht eingeführt, um die Elektronen innerhalb der aktiven Schicht einzuschließen. Es wäre natürlich auch moglich, eine MQB-Schicht in die n-Mantelschicht einzuführen, um die Effektivität des Einschlusses der Löcher innerhalb der aktiven Schicht zu verbessern. Eine sorgfältige Betrachtung sollte der Potentialenergiedifferenz ΔEv, die auf Banddiskontinuität im Valenzband beruht, und der effektiven Masse der Löcher zuteilwerden. Die MQB-Schicht kann genau wie oben beschrieben aufgebaut sein und sie sollte als Teil der n-Mantelschicht an einer Stelle eingeführt werden, an der sie zur aktiven Schicht Kontakt machen kann.
Diese Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Ausführungsform dargelegten Form; verschiedene Anderungen können in ihr vorgenommen werden. Es wäre beispielsweise möglich, Mischkristalle, wie etwa Ga1-xAlxAs oder GaAlAsSb, zu verwenden. Bei der Ausführungsform wurde ein Aufbau verwendet, bei welchem zwei Schichten wiederholt aufgeschichtet waren; es wäre jedoch auch möglich, eine Übergitterstruktur zu verwenden, bei welcher drei oder mehr Kristalle wiederholt aufgeschichtet sind.

Claims

1. Halbleiter-Leuchtelement, mit einer aktiven Schicht (12), welche zwei Seiten hat, Mantelschichten (11, 14), die an beiden Seiten der aktiven Schicht angeordnet sind, und einer Multi-Quantenbarrierenschicht (13), welche mit der aktiven Schicht und wenigstens einem Teil von wenigstens einer der Mantelschichten in Berührung ist,

wobei die Multi-Quantenbarrierenschicht einen alternierenden Stapel aus Übergitter-Barrierenschichten (31) und Übergitter-Muldenschichten (32) aufweist, wobei die Übergitter-Muldenschicht eine Energielücke Eg(w) hat, die kleiner als eine Energielücke Eg(a) der aktiven Schicht ist, und die Multi-Quantenbarrierenschicht eine quantisierte Energielücke Eg(MQB) hat, die größer als die Energielücke der aktiven Schicht ist.

2. Halbleiter-Leuchtelement nach Anspruch 1, wobei die Übergitter-Barrierenschicht innerhalb der Multi-Quantenbarrierenschicht eine Energielücke Eg(b) hat, die größer als die Energielücke der aktiven Schicht ist.

3. Halbleiter-Leuchtelement nach Anspruch 1, welches ferner eine Antitunnelungsschicht (33) aufweist, die zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht angeordnet ist und resonantes Tunneln zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht verhindert.

4. Halbleiter-Leuchtelement nach Anspruch 2, welches ferner eine Antitunnelungsschicht (33) aufweist, die zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht angeordnet ist und resonantes Tunneln zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht verhindert.

5. Aufbau zum Einschließen von Elektronen und Löchern in einem Halbleiterelement mit einer aktiven Schicht (12), die zwei Seiten aufweist, einer oder mehreren Mantelschichten (11, 14), die auf wenigstens einer Seite der aktiven Schicht angeordnet ist bzw. sind, und einer Multi-Quantenbarrierenschicht (13), die mit der aktiven Schicht und wenigstens einem Teil von wenigstens einer der Mantelschichten in Berührung ist,

6. Aufbau zum Einschließen von Elektronen und Löchern in einem Halbleiterelement gemäß Anspruch 5, wobei die Übergitter- Barrierenschichten innerhalb der Multi-Quantenbarrierenschicht eine Energielücke Eg(w) haben, die größer als die Energielücke der aktiven Schicht ist.

7. Aufbau zum Einschließen von Elektronen und Löchern in einem Halbleiterelement gemäß Anspruch 5, welcher ferner eine Antitunnelungsschicht, (33) aufweist, die zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht angeordnet ist und resonantes Tunneln zwischen der aktiven Schicht und der Multi- Quantenbarrierenschicht verhindert.

8. Aufbau zum Einschließen von Elektronen und Löchern in einem Halbleiterelement nach Anspruch 6, welcher ferner eine Antitunnelungsschicht (33) aufweist, die zwischen der aktiven Schicht und der Multi-Quantenbarrierenschicht angeordnet ist und resonantes Tunneln zwischen der aktiven Schicht und der Multi- Quantenbarrierenschicht verhindert.

9. Halbleiteraufbau mit einer ersten Halbleiterschicht (12) und einem Übergitter (13), wobei das Übergitter alternierende Schichten (31, 32) von wenigstens zwei Arten von Kristallen mit verschiedenen Energielücken Eg(b), Eg(w) aufweist,

wobei die Energielücken benachbarter Kristallschichten derart sind, daß die Art von Kristall mit der kleineren Energielükke der benachbarten Schichten eine Energielücke Eg(w) aufweist, die kleiner als diejenige der ersten Halbleiterschicht ist, durch welche Elektronen oder Löcher in die Übergitterstruktur eintreten, und wobei die Dicken und Zusammensetzungen der benachbarten Kristallschichten derart sind, daß Phasen reflektierter Wellen der Elektronen oder Löcher, die in das Übergitter eintreten, sich wechselseitig verstärken.

10. Halbleiterbaufbau nach Anspruch 9, wobei die Übergitterstruktur eine quantisierte Energielücke Eg(MQB) aufweist, die größer als die Energielücke Eg(a) der ersten Halbleiterschicht ist, durch welche Elektronen oder Löcher in die Übergitterstruktur eintreten.