AlGaInP大功率半导体激光器的漏电分析.pdfVIP

第27卷 增刊 半 导 体 学 报 Vol.27 Supplement 2006年 12月 CHINESEJOURNALo F SEMICONDUCTORS Dec.,2006 AlGaInP大功率半导体激光器的漏电分析 徐 云，卞‘李玉璋，,2宋国峰‘甘巧强‘杨国华 ‘曹玉莲 ‘ 曹 青，‘“郭 良，2‘陈良惠‘ (1中国科学院半导体研究所 北京 100083) (2惠州市中科光电有限公司 惠州 516023) 摘要:对于GaInP/A]GaInP量子阱激光器，在大电流注人或高温工作时有源区中注人的电子会越过势垒进人p 型限制层成为漏电流，严重影响器件的正常工作.本文通过测试AlGaInP大功率压应变量子阱激光器的闭值电流 和外微分量子效率随温度的变化，拟合出有源区电子的有效势垒高度，并与理论模拟结果进行了比较，讨论了p型 限制层掺杂浓度的分布对势垒高度的影响. 关键词:半导体激光器;AlGaInP可见光激光器;应变量子阱 PACC:73401,;4255P;8160C 中图分类号:TN365 文献标识码 :A 文章编号:0253-4177(2006)SO-0299-05 带的能量△。很小，仅为一0.lev，与带隙相比可以 1 引言 忽略，因此该材料系中的Auger复合系数和带内吸 收系数很小[[5]，可以忽略.所以对大功率AlGaInP 半导体激光器在光存储、光通信、医疗和国防等 激光器，尤其是在大电流注人或高温工作时，器件的 方面有广泛的应用和良好的发展前景.激射波长位 输出性能主要是受载流子的限制，即受漏电的影响. 于650nm的红光GalnP/AlGalnP半导体激光器于 Wood等人通过在欧姆接触层与限制层间引人一层 1985年首次实现室温连续激射[[3]，填补了半导体激 直接带隙的监控材料，直接观测到了在给激光器加 光器在可见光波段的空白.因其体积小、重量轻、寿 正向电流时有源区电子的泄漏[6j 命长、发光效率高、波长短、存储密度高等优点而在 因此，要提高AlGaInP激光器的光输出功率及 很多应用领域替代了传统的He-Ne激光器和 其高温工作性能，必须对其漏电流大小及其影响因 GaAs/AlGaAs半导体激光器，目前已广泛应用于 素进行深人分析.在消除了器件制备工艺中的漏电 激光打印机、光盘放送及DVD(digitalvideosys- 因素后，漏电流的大小主要取决于电子的有效势垒. tern)中，并成为高密度数字影碟工业使用的标准读 本文通过测试AlGaInP激光器的阂值电流和外微 写光源[21 分量子效率随温度的变化拟合出电子的有效势垒， 在高密度数字存储的应用中，通常功率小于 并与理论模拟结果进行了比较. 5mW 的GalnP/AlGalnP激光器只能用于数据的 读取(DVD-ROM)，光盘写人(DVD-R/RAM)需要 2 器件的制备及光电性能测试 的功率要求高于30mW.除了功率外，还要求激光器 能够实现高温工作，而半导体激光器的A值电流随 本文所用的GaInP/AlGaInP压应变分别限制 温度的升高而增大，A值电流随温度变化的敏感程 量子阱激光器的材料由MOCVD一次外延生长得 度用特征温度T。来表示.在大功率AlGaInP激光 到.为了避免GaInP/AlGaInP材料系在MOCVD 器的研制过程中我们发现，通常某一 T。值只在有 生长中形成有序结构，提高限制层中P型掺杂浓度 限的温度范围内适用，随着温度的升高，T。降低.造 等，AlGaInP量子阱激光器一般都采用偏角的 成这一现象的原因主要有两点，一是Auger复合; GaAs衬底C71.具体的材料生长过程如