GaN基激光器电子阻挡层的优化分析.pdf

第 27 卷 　第 8 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 27 　No . 8 2006 年 8 月 C H IN ES E J O U RN AL O F S EM I CON D U C TO RS Aug . ,2006 Ga N 基激光器电子阻挡层的优化分析 李 　倜 　潘华璞 　徐 　科 　胡晓东 (北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室 , 北京大学宽禁带半导体研究中心 , 北京大学物理学院凝聚态和材料物理研究所 , 北京 　10087 1) 摘要 : 从载流子输运机制的角度 ,分析了影响 GaN 基激光器中有源区电流溢出的因素 ,对 Al GaN 电子阻挡层中 Al 组分和 p 型掺杂水平进行了优化. 结果表明 ,当p 型掺杂水平增高时 ,所需要的势垒高度减小 ,即 Al 组分减小. 关键词 : 半导体激光器 ; GaN ; Al GaN ; 电子阻挡层 EEACC : 4320 中图分类号 : TN 2484 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2006) 溢出有源区. 因此尽量减少电流从有源区溢出,对提 1 　引言 高激光器的性能大有裨益. 为了减少电流的溢出, 提高 GaN 基激光器的性 近十年来 , Ⅲ族氮化物半导体材料由于其在蓝 能, 目前常采取的方法是在生长完有源区量子阱之 ( ) ( ) 后 , 再生长一层 p A l GaN 电子阻挡层[ 3～7 ] . 这层 A l 紫光激光器 L D 、发光二极管 L ED 和高温场效应 ( ) GaN 电子阻挡层能够提供额外的势垒 , 有效地阻挡 管 F E TS 等方面的广泛应用而备受关注. 研制技术 [ 4 ] 的不断发展和完善使得大功率 、高效率和长寿命的 电子溢出有源区. H a nse n 等人 讨论了电子阻挡层 蓝紫光光源成为可能. 世界上第一只室温连续激射 的位置和生长温度对器件性能的影响, 他们从实验 ( ) 的 GaN 基 L D 是 1995 年 12 月由日本 日亚 N ic hi a 上得到低温下 8 10 ℃ 生长的p A l GaN 电子阻挡层 公司的N a k a m u r a 最先研制成功的. 1999 年 , 日亚 更有利于降低激光器的阈值电流和提高发光效率 , 又宣布实现了商品化的 GaN 蓝光激光器 , 寿命达到 并且生长完最后一层量子阱后直接生长 电子阻挡 10 , 000h . 索尼和 Cr ee 等公司也相继实现了商品化 层 , 与生长完垒之后再生长电子阻挡层相比, 前者对 [ 1 ]